 図1 現状の二酸化炭素濃度を370ppmとしたときの濃度と大気温度変化のグラフ |
近頃、環境問題として地球温暖化が話題になっている。大気中の二酸化炭素の増加→温室効果ガスの増加→大気温上昇→北極の氷がとける→海面が上昇する→陸地が水没(ツバル水没)するなど、定性的な話に終始している。なにやら落語の「風が吹いたら桶屋が儲かる」的な屁理屈もありそうです。どんだけ(秒速何m)の風がふいたら桶屋はなんぼ(何円)儲かるねん。スーパーコンピュータがなくても、この程度の計算ならExcelで充分対応できます。ここでは、定量的な計算をし、地球温暖化問題を検討したいと考えています。 温室効果ガスの計算は東大名誉教授の西村肇先生から直接ご指導を受けました。西村肇先生は「化学プロセス工学」を完成させたかたで、また国会において、「自動車の有害排出物をそれまでの1/10に減らすという」自動車排ガス規制が可能であることを理論的、実験的に示したかたです。その結果昭和50年、日本では自動車排ガス規制が実施された。一方、本家アメリカでは同様の法案がアメリカ自動車業界の猛烈な抵抗に遭って廃案となった。排ガス規制をクリアーするため日本の自動車エンジンは格段に改善され、日本車は世界を制覇するようになった。一方では、アメリカ車の凋落が始まった。  感想をお聞かせ下さい |
裁かれる自動車 (中公新書 431) 
西村肇著 環境科学 化学工学会 Excelで気軽に化学工学 
環境問題はなぜウソがまかり通るのか（2） 偽善エコロジー―「環境生活」が地球を破壊する (幻冬舎新書 (た-5-1)) 
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温室効果ガスとは
図2 温室効果ガスの説明
エネルギーの高い太陽光は大気中の温室効果ガス(CO2,H2O)を素通りするが、地表から宇宙空間に放射されるエネルギーの低い熱線は温室効果ガスの分子に相当量吸収される。一旦熱線を吸収した分子は熱線を四方八方に再放出するため、熱線の半分は宇宙空間に放出され、もう半分は地表に返還される。この性質が大気中の二酸化炭素、水蒸気による温室効果であり、この吸収率が高くなるほど、温室効果は大きくなる。 |
二酸化炭素濃度増加による世紀末の大気温度予測
図3 マウナロア(ハワイ)で計測された二酸化炭素濃度と将来予測グラフ
参照文献
理科年表 平成20年
図3ように二酸化炭素濃度(ppm)は年々増加しており、一年に1.5ppmの増加が計測されている。このままの傾きで濃度が増加すると、世紀末には、その濃度は約520ppmにも達すると予測できる。産業革命以前の濃度は約280ppmであった。図1より、産業革命から現代にいたる二酸化炭素濃度増加による大気温度の上昇は1℃程度である。世紀末にはもう１℃程度上昇すると予測できる。 二酸化炭素による熱放射の吸収率には上限があり、それに対応し、温度上昇にも上限(8℃)がある。 |
地球温暖化により海面は上昇するのか?
地球上の全氷がとけると海面は約37m上昇する。海水温が1℃上昇すると熱膨張により海面は約50cm上昇する。しかし、海水や氷は大気と比較して温めにくく、冷めにくい。その上、氷をとかせるためには膨大な融解熱(潜熱)が必要となる。地球上の大気を1℃上昇させる程度の熱エネルギーでは海水は千分の１℃程度しか温度上昇はしない。また、全氷がとけるためには、地球上の大気を1℃上昇させる熱エネルギーの1000倍以上の融解熱が必要となる。 地球温暖化による何cmもの海面上昇は考えにくい。 |
メニュー
| 地球温暖化による海面上昇計算 | 北極の氷がとけると海面は上昇する？地上の氷がすべてとけると海面は何m上昇する？海水温が１℃上昇すると水の熱膨張により海面は何m上昇する？大気温度が１℃上昇すると飽和水蒸気圧は上昇する。その結果、海水の蒸発により海面は何m下降する？ |
| 地球上の海水、氷、大気の熱容量計算 | 海水、氷は大気と比較して暖めにくく冷めにくい。大気温度を数℃上昇させる程度の熱エネルギーにより、はたして海水温度が上昇し、氷がとけるのか？海水、氷、大気の熱エネルギー(熱容量)を計算し、比較検討する！ |
| 温室効果ガス(二酸化炭素、水蒸気)による熱放射の吸収率推定 | 地球温暖化の原因といわれる温室効果ガスに関して、ステファン・ボルツマンの法則に基づき地表からの熱放射の吸収率を推定する。 |
| 二酸化炭素濃度(ppm)の増加に伴う大気温度変化の計算 | 現在の二酸化炭素濃度(370ppm)が増加した場合、その放射吸収率の変化より、大気温度変化を推定する。 |
読者の感想
平成20年６月22日 C.M氏 二酸化炭素の性質ふるまいを知りたくて検索を繰り返していましたら、 当サイトへ至りました。 IPCCの提示する第4次報告書の数値がどういう意味なのか自分でも 考えてみたいと思っております。 CO2の温度上昇寄与分は、濃度倍増で約1℃と理解していいのでは ないでしょうか？ とするとIPCCの百年度に３〜５℃上昇とは大分異なる 結果なのではといっそう疑問が沸いてくるものです。 気象メカニズムの解明を待たずに、二酸化炭素削減活動を強行する やり方がなぜか理解承服できないのです。 当コーナーの管理者グループの方々はどんなご意見をお持ちかうかがって みたいと思っております。 IPCCは、妥当な理解できる説明をやり終えているとお考えでしょうか？ お願いをいたします。 コメント 国連の予測はIPPCの数名のメンバーが試行したシミュレーションの予測の １つであって、査読を経て論文として発表されたものではありません。 計算内容も解りません。きちんと説明していないと思います。 |
平成２０年２月18日 「地球温暖化による海面上昇以前に、大気温度上昇により人類は滅亡するため、 海面上昇はあまり気にすることはないと思われる。」 面白いまとめだと思います。環境分野では優先順位がぐちゃぐちゃになっている という印象がありますので、こういう計算で何を優先すべきかということを発信 すると面白いですね。 |
EXCELを用いた科学技術計算
EXCELを用いた構造力学(材料力学)計算
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（Yahoo Japan 掲載）
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