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| ミランコヴィッチメニューへ戻る 温室効果に関する新たな見解（草稿） A new opinion of the greenhouse effect pdf 英語 Valery P. Oktyabrskiy 2016年5月23日 抄録 温室効果の新しい意見 この論文では、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ます。 地球の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。 中波長および長波長の赤外線（IR）領域で地表からの放射が吸収されるにもかかわらず、太陽放射（可視および近赤外線）で水蒸気の倍音と結合周波数が強く吸収されることが実証されました。 地域）、すなわち、「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。 本文 温室効果はかなり昔に発見されたものの、最近多くの議論の対象となっています（例えば、参考文献[1]を参照）。簡単に言えば、この現象を要約することができます。プランクの熱放射の公式から進み、太陽の温度が6000 Kに等しいと考えると、地球の大気を通過してそれを加熱する太陽放射は、可視領域と近赤外線（IR）領域内にあります。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）。 中波および長波のIR領域（約200〜2000 cm–1）内にある室温（290 K）の地球の加熱面からの放射は大気を透過せず、熱が閉じ込められます。これは、オープングラウンドと比較して「温室」の温度上昇につながります。この現象をさらに詳しく調べてみましょう。窒素（N2）と酸素（O2）が地球の大気の主成分であることが知られています（それぞれ、その体積の78％と21％を占めています）[2]。 点対称群の分類によれば、これらの二原子分子はDh群に属します。つまり、対称中心を持っています。分子の平衡配置の対称性は、反射操作（反転と呼ばれる）の下で保持されるため、これらの分子には双極子モーメントがありません。後者は、分子が振動して回転するときに承認された原稿を出現させないため、赤外線の吸収と放出がないという特徴があります。したがって、地球の大気中の主な吸収剤は、（重要度の高い順に）水蒸気と二酸化炭素です。 参考文献によると。 [3]、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年間平均相対湿度は80％に達し[4]、夏には67％になります。二酸化炭素に関しては、その割合（体積で）はわずか0.03％です[2]。年間を通じて、それはわずかに変化します。たとえば、2013年全体では、この変化はわずか0.0004％でした（米国海洋大気庁のデータ）。 ただし、大気中の二酸化炭素の含有量が非常に少ない場合でも、大気のかなりの光学的厚さを考慮する必要があり（対流圏層の厚さは約10 km）、したがって二酸化炭素を考慮から除外することはできません。水と二酸化炭素の分子は、それぞれC2vとD∞hの点対称群に属します。表1は、これらの分子をアクティブモード周波数（波数）およびIR吸収と発光におけるそれらの対称タイプに対応させます。 水分子とは対照的に、二酸化炭素分子は対称中心を持っています。双極子モーメントは、対称中心に対して対称振動（v1）の下では変化しないため、IRの吸収と放出はありません。双極子モーメントが発生し、非対称（v3）および二重縮退変形（v2）振動の下で、それぞれのАuおよびÅu対称性でこれらのスペクトルを生成します。文字AとEは、それぞれ非縮退振動と二重縮退振動を示し、文字uは、反転中の平衡位置（検討中の振動）からの原子の変位の符号反転を表すことを思い出してください。 表1IR吸収および発光における分子の対称タイプとアクティブモード
水分子の場合、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（符号保存：Aと1）と非対称性（符号反転：Bと2）を示します。 2次対称軸（つまり、180°回転）に対する平衡位置（検討中の振動の場合）、および分子平面に垂直でこの対称軸を通過する平面での反射。水分子のIR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、一連の倍音と結合周波数が赤外線だけでなく可視範囲でも観察されます（表2）。 たとえば、表2から、対称変形振動の最初の倍音帯域（0、2、0）から結合周波数帯域（2、0、3）への遷移は、3152からの周波数の変化に対応することがわかります。 17495 cm–1まで。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、3500〜4000 cm –1の単一の吸収帯は、3657と3756 cm–1の伸縮帯を重ね合わせることによって形成されます。 これらの振動が存在するため、水蒸気は太陽のIR放射のかなりの割合を吸収します（とりわけ）[6]。したがって、問題の領域は、太陽放射に対して透明に見えるはずです。つまり、「温室ガラス」として機能し、実際には不透明な領域と大きく重なります。したがって、地球の大気は「ガラス」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ます。それらは伝統的に問題を参照するためにのみ使用されます。 表2 IRおよび可視領域での放射線の吸収（放出）における水分子の振動周波数
地球の放射周波数の範囲で「温室ガラス」なしの太陽放射の吸収を考慮すると、表面とそれに隣接する太陽放射の周波数帯域で、最大3000 cm–1（問題を調査する前は、それを超えると「温室ガラス」が放射線を透過する境界でした）、主要な基板は同じです。 つまり、水と二酸化炭素の分子です。これらの分子のために、大気は900 cm–1未満では不透明であり、1200〜2400 cm–1の範囲では透明度への影響が少なくなります。 二酸化窒素、硝酸、アンモニア、二酸化硫黄、フレオンは、大気中の含有量が少ないため、影響はさらに少なくなります。大気の吸収に影響を与える要因の分析では、基本的な変更と比較した二酸化炭素のさまざまな同位体構成のスペクトルの特定の違い、および衝突によって誘発された窒素の[7]スペクトル（約2350）も考慮に入れることができます。 cm-1）および酸素（1600cm-1に近い）吸収。さらに、スペクトル線の自然な広がりとドップラー広がりを無視してはなりません。ただし、これらの影響は全体的な結論に影響を与えません。要約すると、以下の結論は、大気による太陽および地上放射の吸収と透過に影響を与える要因の実施された分析、および上記の議論から導き出すことができます。 1.太陽放射に対する透明度の小さなウィンドウのみを可能にする水分子の倍音と成分周波数の存在により、可視および近赤外スペクトル領域の地球の大気は、従来の温室の概念では説明できません。ガラス」、したがって、それはそのような機能を実行しません。 2.項目1を考慮すると、「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ます。したがって、私たちの意見では、地球上で発生するプロセスは、「温室効果」ではなく、主に水蒸気による太陽放射の吸収のプロセスです。 同時に、地球の表面から惑星間空間に入る熱逆放射がトラップされます。このプロセスは、入射する太陽放射が地球の表面を透過し、それによって再放射される自然な経路の1つです。 REFERENCES 文献資料 [1] M.V. Tonkov, Spektroskopiya parnikovogo effekta [Greenhouse effect spectroscopy], Soros Educational Journal . 7 (10) (2001) 52 –58. [2] V.Ya. Rabinovich, Z.Ya. Khazov, Kratkiy khimicheskiy spravochnik [Chemical pocket book], Khimiya, 1978. [3] Geologo-geograficheskoye i tekhno-ekologicheskoye obozreniye, Water in the atmosphere [www.geoglobus.ru/earth/geo2], URL 31.03. 2015. [4] Klimat Leningrada [Leningrad’s climate], Leningrad, Gidrometeoizdat, 1982. [5] M.A. Elyashevich, Atomnaya i molekulyarnaya spektroskopiya [Atomic and molecular spectroscopy], Moscow, Editorial URSS, 2001. [6] M.A. Elyashevich, Rotational-vibrational energy of the molecules, Trudy GOI. 12 (106) (1938) 3–134. [7] L. Frommhold, Collision-induced absorption in gases, Cambridge, University Press, 1993. |
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