水徒然2

主に、水に関する記事・感想を紹介します。
水が流れるままに自然科学的な眼で解析・コメントして交流できたらと思います。

温室効果ガスに係る記載を調べました。(その2:温室効果ガスCO2、メタンガスの鉛直分布の測定方法)

2013-01-04 | 地球温暖化・寒冷化関連

'13-01-04投稿

 昨年末、わが国よりはるかに高緯度に位置する英国のイングランド(England)南西部とウェールズ(Wales)で、前週からの豪雨による洪水が発生しているという。また東南アジアでは冬なのに台風1号が発生したという。
関連投稿:
異常気象など天変地異に係る投稿(その1)、(その2)、(その3

 

北極圏のオゾン層破壊の影響なのだろうか? というのは、別報北極圏におけるオゾン層の急激な破壊現象の原因は?(その1:概況および要因考察)の引用記事によれば、
「 毎日新聞 2011年10月3日 東京朝刊http://mainichi.jp/select/science/news/20111003ddm001040067000c.html
オゾンホール:北極圏で最大 破壊規模、南極に匹敵--3~4月
・・・国環研によると、3月末には、北極圏上空18~20キロの成層圏にある空気の塊で、通常のオゾン量の80%が破壊された。範囲は長軸約3000キロ、短軸約1000キロの楕円(だえん)形。スカンジナビア半島などを覆った。
 今年は北極圏上空の成層圏に、過去30年間で最強の低気圧性の渦「極渦(きょくうず)」が発生。氷点下80度以下の低温状態が長期にわたり続いたことが原因という。・・・
国環研は極渦の強さについて「温室効果ガスの影響も考えられる」と話す。極渦は4月後半に崩壊。ちぎれたオゾン濃度が低い空気の塊は、日本の上空にも到達した。 オゾンはフロンなどに含まれる活性塩素によって破壊される。」という。

既報でも記載しましたが、妄想?かもしれませんことを
予め断っておきます。

 電離層、オゾン層が破壊されれば、紫外線など波長の短い高エネルギーの宇宙電磁波、微粒子線が地上に照射されて、かつ大気圏に存在する温室効果ガスの影響によって、結果的に極氷の溶解と水の蒸発が進み、豪雨の原因となる大量の雲が生成されやすくなったのか???と妄想ししています。(一方では、水不足で旱魃被害を蒙っている地域があるというのに、これらの水の多寡現象・・・)

 詳しい破壊メカニズムはわかりませんが、オゾンについては
オゾンホールの増加原因はオゾン層破壊物質の形成によるためと思われますが・・・
過去の調査によれば、

オゾン層破壊とは 「・・・オゾン層は、地表から約10~50km上空にあり、太陽光のうち有害な紫外線の大半を吸収しています。
 
フロンにはオゾン層を破壊する力の強いCFC(クロロフルオロカーボン)やその代替物質でオゾン層を破壊する力の弱いHCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)、オゾン層を破壊しないHFC(ハイドロフルオロカーボン)があります。・・・このほか、消火剤として使用されるハロンや、土壌の殺菌や殺虫剤に使用される臭化メチルがあります
 肥料の使用や化学物質の製造過程で出る「亜酸化窒素(N2O)」が、現時点でオゾン層を最も破壊する物質であることを、米海洋大気局の研究チームが突き止め、2009年8月28日付の米科学誌「サイエンス」で発表しています。・・・」という。

 したがって、素人的には大気圏の大部分を占める窒素ガスが変質して「亜酸化窒素(N2O)」的な物質による悪影響?の可能性が推察されます。
 窒素ガスといえば、一般的には不活性でありますが、雷の放電や紫外線により、窒素ガスが酸化され、これらが雨水に溶けることも言われています。詳しく見る>>

 
環境放射能からの電子(ベータ)線などの放射線も雷の放電や紫外線と同様な効果をもつことも推察されます。
関連投稿:放射化現象に係る投稿(その2:環境放射性物質が影響する諸悪について)

温室効果ガスといえば、水(H2O)、CO2、メタン(CH4)などと思われますが、それぞれの濃度は水蒸気約1万ppm~数万ppm、CO2は約400ppm、メタンは約2ppmと言われていますが、大気圏(対流圏から成層圏)の鉛直方向でどのような濃度になっているのだろうか?
上記の地表から約10~50km上空ゾン層北極圏上空18~20キロの成層圏にある空気の塊とまた、電離層、磁気層の関係はどのようになっているのだろうか?

 (図拡大クリック)(google画像検索から引用

  また、既報、生物多様性に係る投稿('10-10-11~'12-05-08)
の冒頭に記載した引用創世記の海と大気の生成と温室効果についてによれば、
・・・
創世記の地球の大気は、二酸化炭素、水蒸気、そして窒素を主成分としていた。

そして、大気圏上層部の水蒸気は、太陽からのエネルギーで、水素と酸素に分解され、他の元素と化学反応して、メタン、一酸化炭素、水、および二酸化炭素が合成された。・・・

 大気の80%は、二酸化炭素が占めていて、地球は、超温室状態であった。
大気中の水蒸気が雨となって地表に降り注ぎ、原始海洋が形成された。
そして海洋は、大気中の二酸化炭素を吸収して、窒素が大気の主成分となっていった。・・・」という。

 参考引用図( google画像検索から引用)によれば、 

 

 まえがきが長くなりましたが、以下、温室効果気体や大気汚染物質等の大気微量成分気体の濃度に係る記載を調べました。

 千葉大学 研究概要http://www.cr.chiba-u.jp/~saitohlab/research.html
(一部割愛しました。)

人工衛星のデータを利用した地球大気化学研究を行っています。 これまで、衛星搭載太陽掩蔽法センサー(ADEOS/ILAS、ADEOS/ILAS-II)のデータを用いた 成層圏オゾン層破壊・極成層圏雲に関する研究や、衛星搭載センサーで測定された熱赤外 スペクトルデータから温室効果気体や大気汚染物質等の大気微量成分気体の濃度を導出する アルゴリズムの開発を行ってきました。現在は、日本の温室効果ガス観測技術衛星(GOSAT) の二酸化炭素・メタン濃度の高度プロファイル導出アルゴリズムの開発を担当しています。


GOSAT熱赤外センサーによる二酸化炭素とメタンの濃度鉛直分布導出

GOSAT(Greenhouse Gases Observing Satellite; 和名いぶき)は、全球で長期間継続的に温室効果ガスを観測することを目的として開発された衛星であり、温室効果ガスの濃度を測るフーリエ分光計TANSO-FTS(Thermal and Near Infrared Sensor for Carbon Observations)を搭載しています。TANSO-FTSは、短波長赤外と熱赤外の両方の波長帯のスペクトルを高波数分解能で取得できる唯一のセンサーであり、短波長赤外波長帯から二酸化炭素とメタンのカラム平均濃度を、熱赤外波長帯から二酸化炭素とメタンをはじめとする温室効果ガスの高度プロファイルを導出することができます。世界各国が様々な衛星を運用していますが、温室効果ガスのカラム平均濃度と高度プロファイルを同時に同じ視野で観測できる衛星は現時点ではGOSATだけです。 TANSO-FTSの熱赤外波長帯から温室効果ガスの高度プロファイルを導出するアルゴリズム開発は、環境リモートセンシングセンターと東京大学大気海洋研究所が中心となって行っています。現在、次年度(2011年度)前半のデータ一般公開を目指して、アルゴリズムの改良と濃度データの検証解析作業を実施しています。短波長赤外波長帯から導出したカラム平均濃度データはすでに一般公開されており、高度プロファイルデータの一般公開後は、両データを組み合わせた新しいサイエンスの展開が見られると期待されます。

GOSAT二酸化炭素とメタンの濃度鉛直分布の検証解析

GOSAT/TANSO-FTSの熱赤外波長帯から導出した二酸化炭素およびメタン濃度の高度プロファイルのデータ質を検証するため、他の独立観測のデータと比較解析を進めています。CONTRAIL(Comprehensive Observation Network for Trace gases by Air Liner)プロジェクトから提供を受けたJAL定期航空機による二酸化炭素・メタンの濃度観測データやAIRS(Atmospheric Infrared Soounder)による二酸化炭素・メタンの濃度観測データとの比較を、奈良女子大学と共同で行っています。

静止衛星や国際宇宙ステーションを利用した大気汚染物質のモニタリングに向けて

静止衛星や国際宇宙ステーションを利用した、日本を含む東アジア域あるいは全球の大気汚染物質のモニタリングを行うプロジェクトに参加しています。静止衛星や国際宇宙ステーションに搭載するセンサーの開発設計のために、宇宙空間の実際の軌道上で対流圏オゾンなどの大気汚染物質を赤外波長帯で観測する場合の精度評価研究を行っています。・・・」

二酸化炭素・メタン以外に、個人的には濃度および赤外線の吸収効果に最も温室効果への影響が大きいと推察される水の挙動についての分析事例を調べることが、必要であると思われます。

 日本財団図書館 水科学総合知見情報プラットフォーム研究開発報告書
「4-3 水分子の吸収スペクトル」によれば、http://150.48.245.51/seikabutsu/2003/00213/contents/0006.htm

 γ線 X線  →紫外線←
    吸収ピーク
   ↓

透過大↓ 」

          → 光 ←     赤外線  

関連投稿:
地球温暖化の要因に係る記載(その8:水循環観測衛星「しずく」について)
MSN産経ニュース2012.1.10 22:13
水循環観測衛星「しずく」公開 地球温暖化予測に貢献
(一部割愛しました。)
宙航空研究開発機構(JAXA)は10日、水の循環を地球規模で調べる水循環変動観測衛星「しずく」の機体を筑波宇宙センター(茨城県)で公開した。今夏までに打ち上げる予定で、気象予報や地球温暖化対策などに役立てる。
 しずくは高度約700キロの極軌道を周回。大気や海面、地表などから放射されるマイクロ波(電磁波の一種)を観測することで水蒸気や海面水温などを調べ、水の循環を地球規模で探る。2日間で地球のほぼすべての地域を昼夜1回ずつ観測できる。・・・」という。

一方、「宇宙線が降り注ぐ量によって気候が変動し、地球温暖化はしていないという説がある。雲を生成する要因は大気中の蒸気ではなく、大半が宇宙線によるものだったという実験結果がCERNから発表された。」という記載もあります。本文を読む>>

 また、これらの温室効果ガスは相互に関連しているようです。
オゾン濃度と温室効果ガスとの関連によれば、
気象庁「日本における2008年の地上オゾン濃度変動」によれば、
http://www.data.kishou.go.jp/obs-env/cdrom/report/html/2_6_1.html
綾里、南鳥島、与那国島で観測された濃度を参照濃度を比較すると、
綾里では観測された濃度は4月に高く、8~9月と11~12月に低かった。
南鳥島では1、3、7月に高く、11月に低かった。
与那国島では3、7月に高く、1、11月に低かった。」
「・・・・
・オゾンの濃度変動は、第2.2.1節のメタンや第2.5.1節の一酸化炭素の濃度変動と共通していることが多い。例えば、・・・・・与那国島の7月のオゾンと一酸化炭素の高濃度、などである。」

 関連投稿:環境中のオゾン濃度とメタン濃度とはなぜ連動するのか?


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