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| ミランコヴィッチメニューへ戻る 実際の物理化学的プロセスと温室効果の概念との対応を分析 НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА парниковый э ロシア語 NEW LOOK AT THE GREENHOUSE EFFECT pdf 英語 大気物理学DOI：10.5862 / JPM.242.9 UDK：535-1 / 3 V.P。 Oktyabrsky Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University NEW LOOK AT THE GREENHOUSE EFFECT この記事では、実際の物理化学的プロセスと温室効果の概念との対応を分析しています。この論文は、実際に起こっている物理的・化学的プロセスと温室効果の概念との対応関係を分析したものである。地球大気中に存在するガスによる太陽放射の吸収を調べた。その結果、地球表面からの放射は中・長波長赤外（IR）領域で吸収されるにもかかわらず、太陽放射（可視・近赤外領域）における水蒸気の倍音および複合周波数（すなわち「ガラスの温室」の透過帯域幅）には強い吸収があることが示された。したがって、地球大気は実際には温室として機能しておらず、「温室効果」や「温室効果ガス」という言葉は本来の意味を失い、象徴的なものにとどまっている。その結果、「温室効果」および「温室効果ガス」という用語は、元の意味を失い、象徴的なままです。  出典：参考：尾崎幸洋 2015『近赤外分光法』（講談社） キーワード：吸収スペクトル、パーニック効果、単一ガス、水蒸気バートン。 前回は温室効果についてよく言われますが、長い間知られていました（たとえば、[1]を参照）。簡単に言うと、この現象の本質は次のとおりです。熱放射のプランクの法則からは、太陽の温度を 6000 Kと仮定すると、地球の大気を通過してそれを加熱する太陽放射のスペクトル帯域は、可視およびその近くにあります。 赤外線（IR）領域。このバンドの波数は約3000〜25000 cm – 1 の範囲です（大気は温室の透明なガラスです）。室温（290 K）で加熱された地球の表面からの放射は、中波長および長波長のIR 領域（約200〜2000 cm – 1）にあり、大気によって伝達されず、熱が保持されます。 これにより、オープングラウンドと比較して「温室」の温度が上昇します。この現象をさらに詳しく考えてみましょう。知られているように、地球の大気の主成分は窒素N2と酸素O2（それぞれ78と21体積％）です[2]。 点対称群の分類によれば、これらの二原子分子は対称群∞、D hに属します。つまりは対称中心を持ちます。この中心での反射の操作（反転と呼ばれる）の間、分子の平衡構成の対称性が維持されるため、双極子モーメントはありません。 後者は、これらの分子の振動と回転の間に発生しないため、赤外線の吸収と放出がないという特徴があります。地球の大気中の主な吸収物質は、水蒸気と二酸化炭素であり（重要度の高い順に）、 [3]のデータによると、地球の大気中の相対湿度の変化は6〜85％の範囲にあります。 たとえば、サンクトペテルブルクの場合、夏の平均年間相対湿度は 67％で80％[4]に達します。二酸化炭素に関しては、そのパーセンテージ（体積）はわずか0.03％です[2]。その年の間にその変化は重要ではありません。例えば、 表１ 分子の対称性とアクティブな振動のタイプIRの吸収と放出  2013年全体で、この変化はわずか0.0004％でした（米国海洋大気庁 Researchのデータ）。ただし、大気中の含有量が非常に少ないにもかかわらず、重要な光学的厚さ（対流圏層は約10 km）を考慮に入れる必要があるため、二酸化炭素を考慮から除外することはできません。 水と二酸化炭素分子は、それぞれ点群対称C2vとD∞hです。テーブルで。 1これらの分子に対して、アクティブな振動の周波数（波数）と、IR吸収および放出におけるそれらのタイプの対称性が対応します。 水分子とは異なり、二酸化炭素分子には対称中心があります。それに関連する対称振動（v1 ）では、双極子モーメントは変化しないため、IR吸収および発光スペクトルは存在しません。 それぞれ対称性Au およびEu を持つ非対称（v3 ）および二重縮退曲げ（v2 ）振動では、双極子モーメントが発生し、これらのスペクトルを決定します。文字AとE は、それぞれ非縮退と二重縮退振動を意味し、文字 uは、反転中の平衡位置（考慮される振動）からの原子の変位の符号変化を示すことを思い出してください。 水分子、文字AとB、および数字1と2は、それぞれ、原子の変位の対称性（符号の保持：Aと1）と非対称性（符号の変化：Bと2）y を意味します。 2次対称軸（つまり、180°回転したとき）に対する平衡位置（検討中の振動内）、および分子の平面に垂直な平面で反射され、この対称軸を通過するとき。 IR 水分子の吸収スペクトルはよく研究されています[5]。基本周波数（トーン）v1 、 v2 、v3 （表1を参照）に加えて、IRだけでなく可視領域でも多くの倍音と合成周波数が観察されます（表2）。テーブルから。 2 は、たとえば、対称曲げ振動の最初の倍音の帯域（0、2、0）から複合周波数帯域（2、0、3）への遷移が3152からの周波数の変化に対応することを示しています。 〜17495 cm –1。この場合、これらのバンドは数百の振動-回転線に対応します。たとえば、3657と3756 cm – 1 の伸縮振動バンドのオーバーラップの結果として、3500- 4000cmの1つの吸収バンド–1が形成されます。これらの変動が存在するため、水蒸気は太陽のIR放射のかなりの部分を吸収します（含む） [6]。 したがって、検討中の領域は、太陽放射に対して透明である必要があります。つまり、は「温室ガラス」として機能し、不透明領域と強く重なります。したがって、地球の大気はそのような「ガラス」ではなく、「温室効果」および「温室効果ガス」という用語は本来の意味を失い、伝統的に問題を表すことしかできません。太陽放射の吸収を考慮しない場合周波数範囲の表面放射における「温室効果ガス」地球、およびそれに隣接する太陽放射の周波数帯域で、最大最大3000 cm – 1（問題を検討する前は、これは「温室ガラス」が放射を通過する境界でした） 、その後、主な基質はここでも同じです：分子水と二酸化炭素。大気が900cm – 1まで不透明で、の範囲が1200〜2400 cm – 1であるのは、まさにそれらのせいです[1]。他のガスの中でも、周波数 1042 cm – 1の振動-回転オゾンO3バンドは、大気の透明度に最も大きな影響を及ぼします。メタンCH4（1300 cm – 1）、オキソナイトライドN2 O（589、1285、2224 cm – 1）、一酸化炭素CO（2143 cm – 1）の分子の透明度への影響が少ない。二酸化窒素、硝酸、アンモニア、二酸化硫黄、フレオンによる影響は（大気中のの含有量が少ないため）さらに少なくなります。 大気の熱吸収に影響を与える要因を分析すると、また、メインの修飾と比較した、二酸化硫黄のさまざまな同位体構成のスペクトルの違い、および窒素（約2350 cm – 1）と酸素の衝突誘起[7]吸収スペクトルの違いも考慮に入れます。 （ 1600 cm – 1の近く）。さらに、スペクトル線の自然およびドップラー広がりは無視されるべきではありません。 ただし、これらの影響は一般的な結論には影響しません。したがって、大気による太陽放射と地上放射の吸収と透過に影響を与える要因の分析と、上記の議論から、次の結論が得られます。描かれた： 1。可視および近IRスペクトル領域の地球の大気は、水分子の倍音と複合周波数の存在により、太陽放射の透明度の小さなウィンドウのみを提供しますが、一般的に受け入れられている概念に対応していません。 表2 吸収時の水分子の振動周波数 吸収・放出 「温室ガラス」、およびIRおよび可視領域での放射線の吸収（および放出）時の水分子の Tablおよび2 振動周波数 v1 、v2 、v3周波数、, cm-1 v1 , v2 , V3 周波数, cm-  ここでの主な基質は同じで、水と二酸化炭素の分子です。大気が900cm-1までは不透明で、1200〜2400cm-1の範囲にあるのは、これらの分子のためである[1]。 他のガスの中では、オゾンO3の周波数1042cm-1の振動回転帯が最も大気の透明度に影響を与え、メタン分子のCH4(1300cm-1)、オキソナイトライドN2O(589、1285、2224cm-1)、一酸化炭素CO(2143cm-1)は透明度に影響を与えませんでした。 二酸化窒素、硝酸、アンモニア、二酸化硫黄、凍結は（大気中の含有量が少ないため）影響がさらに少ない。 また、大気の熱吸収に影響を与える要因の解析では、二酸化炭素の同位体組成の違いによるスペクトルの違いや、窒素（2350 cm-1付近）と酸素（1600 cm-1付近）の誘起衝突[7]吸収スペクトルも考慮に入れる必要があります。 また, スペクトル線の自然拡散やドップラー拡散も無視できないが, これらの影響は一般的な結論に影響を与えるものではない。可視域と近赤外域の地球大気は、太陽放射に対する透明度の小さな窓を提供する水分子の倍音と複合周波数の存在により、一般的な「温室効果のあるガラス」という概念に適合しておらず、赤外域と可視域の放射線を吸収（および放出）する際の水分子の振動周波数は、表2に示すように、v1, v2である。v3周波数、cm-1 v1, v2, v3周波数、cm-10, 0, 00, 1, 00, . 第１項に鑑み、「温室効果」及び「温室効果ガス」という用語は、本来の意味を失うことになります。そして、このプロセスは、太陽から降ってきた放射線を地球に浸透させ、それを地球が再放射するという自然のプロセスの一つである。 Oktyabrskiy Valery Pavlovich-物理数理科学の候補者、 ピーター大サンクトペテルブルク工科大学医学物理学部准教授。 195251、ロシア連邦、サンクトペテルブルク、Polytechnicheskaya st 29 vokt yandex。 ru Oktyabrskiy VP ◆温室効果の新しい見解 この記事では、実際に発生する物理的および化学的プロセスと温室効果の概念との対応を分析しています。 地球大気中に存在するガスによる太陽放射の吸収が調べられました。中波長および長波赤外線（IR）領域での地表からの放射の吸収にもかかわらず、太陽放射での水蒸気の倍音と結合周波数の強い吸収があることが実証されました（可視およびIR領域の近く）、つまり「ガラス温室」の透過率帯域幅。したがって、地球の大気は実際には温室として機能せず、「温室効果」および「温室効果ガス」という用語は本来の意味を失い、象徴的なままです。 キーワード：吸収スペクトル、温室効果、温室効果ガス。 参考文献 [1] MV Tonkov、Spektroskopiya parnikovogo effekta [温室効果分光法]、 Soros EducationalJournal。 7（10）（2001） 52 –58。 [2] V.Ya.ラビノビッチ、Z.Ya。 Khazov、Kratkiy khimicheskiy spravochnik [化学ポケットブック]、 Khimiya、1978年。 [3] Geologo-geograficheskoye i tekhnoekologicheskoye obozreniye、大気中の水 [www.geoglobus.ru/earth/geo2]、URL31.03.2015。 [4] Klimat Leningrada [レニングラードの気候]、 Leningrad、Gidrometeoizdat、1982年。 [5] MA Elyashevich、Atomnaya i molkulyarnaya spektroskopiya [原子および分子分光法]、モスクワ、編集URSS、2001年。 [6] M.A. Elyashevich、分子の回転振動エネルギー、TrudyGOI。 12（106）（1938）3-134。 [7] L. Frommhold、衝突による吸収ガス中、ケンブリッジ、University Press、1993年。 86 SPbSPU Scientific and TechnicalBulletin。物理学と数学 |