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。

天変に係る記載(24:5月太陽活動がピーク 東京でオーロラが見えると地球の磁気圏が吹き飛ぶという)

2013-05-05 | 天変地異・異常気象関連

'13-04-26投稿、05-05追加

 別報にて記載しましたように昨今、国内外で発生する中規模地震ですが、火山帯活動の活性化に及ぼすさまざまな要因を調べていますが、地震はプレートテクトニクス(大陸移動に伴なう地殻に与えるストレス)によって、地殻が大小さまざまに震動する日常茶飯事な現象ですが、

 発生メカニズムについては地異と天変が交互に影響しあったもの、単に地異によるものなど様々な要因で発生していると想われますが、現状、個人的にはよく解っていません。

 既報までに調べた結果から、超巨大な地震に関しては、そのエネルギーの大きさから天変現象の影響が大きいと想っています。
関連投稿:
地震および津波に係る記載(その46:【注目】巨大地震の発生は環境湿度が低いと発生し易いのだろうか?)

  今回は大量の放射線や電磁波を地球にもたらす“太陽嵐”に係る記載を調べました。

 参考情報:
 太陽風、電離圏、磁気圏 、オーロラの位置

(図拡大クリック)

    
 
(google画像検索から引用)

オーロラ現象とは?
大気中の酸素原子や窒素原子などの物質に高速で電子などが衝突して励起されて発光しているという。

 
 (google画像検索から引用)

PS(05-05):低緯度地区のオーロラ発生事例

 以下に記載したように、89年3月にカナダのケベック州で、太陽フレアに伴う大規模な地磁気嵐が起きた。このため送電線に異常電流が流れ、停電して600万人が被害を被ったという。

 通常は北極や南極の60kmから500kmの“電離圏”と呼ばれる電気を帯びた大気に電流が流れてオーロラが発生しますが、太陽フレアーの増加によって、過去、極圏以外の低緯度地区でオーロラが発生した事例を調べて追加しました。

日本における低緯度オーロラの記録について
http://homepage2.nifty.com/nakazawa-yoh/aurora.html
(一部割愛しました。)
「 低緯度オーロラは、古い史書にも「赤気」としてしばしば登場するが、これまでの観測から、磁気嵐の際かなり頻繁に起きており、それが非常にまれな現象として考えられてきたのは、単に光の強さが弱くて肉眼で見えないためである、ということがわかってきた。しかも、低緯度磁気圏にこのオーロラを引き起こすメカニズムが存在することを示唆しており、こうした地球磁気圏の解明は、宇宙時代としての21世紀に不可欠なものである。

~(中略)~

4 第22太陽周期における低緯度オーロラ

  1989年(平成元年)10月21日午後8時35分頃、北海道と東北地方に可視低緯度オーロラが確認された。北海道では29年ぶり、本州では31年ぶりの出現であった。

 1989年10月19日21時29分(JST)に、太陽面の黒点群上で、X13.0クラス 重要度4bのフレアが発生し、これが21日のオーロラの引き金になった。(写真1)

第22太陽周期(極大:89年7月)に、日本国内での観測が報告された低緯度オーロラをまとめたものを表3に示す。a)から j)までが確認されている。a)以外は北海道内のみで観測され、a)、b)、c)が可視(visual)である。なお、a)のなかで、新潟は肉眼では見えなかった。 1)、2)、28)、29)、30)、31)

 ・・・

<表3>

第22太陽周期に日本国内で観測された低緯度オーロラ

観測日時
(日本時間)

磁気嵐の大きさ

観測場所

a) 1989.10.21
20:35 ~ 21:40
23:10 ~ 23:25


290 nT

 

北海道各地、
福島、
新潟
稚内、北見

b) 1989.11.18
1:42 ~ 1:59


230 nT


女満別

c) 1990. 3.30
21:05 ~ 21:30


190 nT


稚内

d) 1991. 6. 5
23:23 ~ 23:35


240 nT


陸別

e) 1991.10.29
21:00 ~ 23:55


240 nT


陸別

f) 1992. 2. 9
22:53 ~ 23:51


180 nT


陸別

g) 1992. 2.27
3:36 ~ 4:38
19:57 ~ 21:16


150 nT


母子里
母子里

h) 1992. 3. 1
0:57 ~ 2:17


80 nT


母子里

i) 1992. 5.10
20:46 ~ 22:30
21:10 ~ 21:20


270 nT


女満別
陸別

j) 1993. 9.13
19:22 ~ (1hr)


~100 nT


陸別

* 磁気嵐の大きさ:地磁気水平成分(H-component)の

maximum decrease を示す。

⇒ 北海道、福島、新潟など比較的わが国では高緯度地域が多いようですが、目視可能は発光強度にもよりますが、仮に、極圏で観察されるような極光(オーロラ)が東京上空で観察されれば大量な励起エネルギーが地上に放射されることが推察されます。

YAHOOニュース
東京でオーロラが見えると地球の磁気圏が吹き飛ぶ?
週プレNEWS 4月25日(木)18時10分配信
太陽の活動がピークに達する5月、大量の放射線や電磁波を地球にもたらす“太陽嵐”(ソーラーストーム)が放出される可能性がNASA(米航空宇宙局)から指摘されている。

太陽は“自然の核融合炉”と称されるように、常に核融合が発生し、電気を帯びた熱いガスを放出している。それらの有害な物質を受け止める、大気圏や磁気圏といった地球のバリアのほころびを突いて侵入してきたソーラーストームは、地球にさまざまな影響を及ぼすことになる。 “宇宙の気象庁”とでもいうべき独立行政法人・情報通信研究機構(NICT)の石井守博士が解説する。

「一番わかりやすいのは、北極や南極の上空60kmから500kmの“電離圏”と呼ばれる電気を帯びた大気に電流が流れて、オーロラが発生することです」

太陽から発せられる電磁波は強力なため、実際に被害が出ることも多い。

オーロラが出ると、それに触発されるようにして地面に電流が流れる。そこにたまたま長い送電線があったりすると、変電所のトランス(変圧器)が焼けてしまうこともあります」(石井博士)

もし強力なソーラーストームが発生した場合、日本でもさまざまな影響が予想されると石井博士は言う。

「日本で変電所のトラブルが起きたことはありません。基本的にはオーロラの出るような北極や南極のそばで発生することが多いためです。しかし、東日本大震災以降、科学の世界では、『想定外のこともキチンと想定しなくてはいけない』という機運が高まっています。それこそ1000年に一度起きるかどうかというレベルの“スーパーフレア”(太陽面での巨大な爆発)が発生したら、何が起こるのか考えましょう、ということです。どんな事態が想定されるかというと、地球の磁気圏が吹っ飛ぶこともあり得ます」

もし本当に磁気圏が吹き飛べば、地球にもたらされる被害は甚大な規模になる。

「磁場はありますから、磁気圏がすごく圧縮されてしまって、オーロラが低緯度でも見られるようになる。東京でも見ることができるかも。そのとき、極域は宇宙と直接つながってしまい、それこそ被曝に近いことが起きる。今の段階では地上にどれだけ電流が流れて、送電線網にどれだけ影響を及ぼすことになるかまでは計算できていませんが……」(石井博士)

例えば、日本の送電網がソーラーストームにより破壊されて、大規模な停電が起きることも考えられる。災害危機管理アドバイザーの和田隆昌氏は「その場合、電力への依存率が圧倒的に高い首都圏のほうが、影響は深刻になる」という。

首都直下型地震が発生すれば517万人から989万人が身動きが取れなくなるといわれていますが、首都圏が停電した場合、まったく同様のことが起きるでしょう。停電が発生する時間帯により、3.11のときと同じように帰宅困難者が大量に出る。そういう人たちが水や食料を求めてさまようことになります。電車などの交通インフラも物流も止まり、物資が入ってこなくなる。そんな状態になると、人々は不安になって、スーパーやコンビニの飲み物や食べ物を買い占めてしまう」

送電網が破壊されれば、復旧にもかなり時間がかかってしまう。

「あまり報道されていませんが、東日本大震災のとき、東北の避難所では水や食料の奪い合いがすごかった。コンビニやスーパーも荒らされていました。停電の期間が長期になればなるほど、そういったパニックのリスクが高まる」(和田氏)

東京でオーロラが見えたら素敵……などとロマンティックなことを言っている場合ではないのだ。

(取材・文/鈴木英介)最終更新:4月25日(木)18時10分」

NASA(米航空宇宙局)の指摘のようですが、黒点が増加したのだろうか?
 地震および津波に係る記載(その49:地震規模および発生数と季節との関連('12-10-01~ '13-04-25))で妄想したように、五月晴れに象徴される5月のような低湿度環境ではさまざまな環境放射能などエアロゾル超微粒子の表面電荷が安定しているため、大気圏に滞留することによって電離(スポラディック)層の電子のバランス、オゾン層などさまざまな天変地異要因に影響?すれば、停電のみならず地震の発生に対して着意しておいた方がよいのでは?と想われます。

 ちなみに、ツイログ日々坦々 @hibi_tantan24 20134月09日によれば、
ロシア人地震学者アレクセイ・リュブーシン氏:これから1年半以内にこの地域でマグニチュード9.0級の新たな地震が発生する可能性がある。 / “破壊的な地震が日本で一年半以内に繰り返される可能性があるという。: The Voice of Russia” htn.to/qDfV7D

なお、天変現象に関しては、個人的には不詳なので上記関連を抽出してみました。
参考文献:太陽光線http://www.naoru.com/taiyo-.htmよれば

黒点
黒点は

太陽活動で生まれる巨大な磁力線の束と考えられている。太陽は水素やヘリウム原子を衝突させて核融合を起こし熱を生み出す。この熱で水素などのガスは電子が分離してプラズマ状態になって内部を対流する。それがコイルの働きをして磁場が発生すると考えられている。これが磁力線の束となって表面から飛び出し、再び太陽に戻る。このループ状になった磁力線の出入り口は温度が低いため、黒い点に見える。
太陽の活動が活発になるとガスの対流が盛んになって磁力が発生しやすくなり黒点が増えると考えられている(ダイナモモデル)。
黒点は内部の磁場を乱すため、黒点数が増えると太陽の磁場は弱まり、南北方向の磁場が反転する。この期間が11年。・・・

2009年

NASAによると、2009年、黒点の見えない日数は4/7までで97日中ノ85日で88%となり、1913年の85%を上回っている。
2008年は73%だった。
衛星観測では、前回の極小期の1990年代半ばに比べて、太陽の可視光の放射は0.02%減少し、紫外光は6%減少、電波の強さと、太陽から吹き出す電離した粒子「太陽風」の圧力は、ともに約50年間で最低水準だ。
17世紀後半~18世紀にかけては、『マウンダー極小期』と呼ばれる黒点がほとんど観測されない時期が長く続いた。
欧州などの寒冷化を招いたとの見方もあるが、科学的な因果関係は不明。・・・

太陽フレア:

11年周期

いつも変わらず輝いて、地球に恵みのエネルギーを注いでくれているように見える太陽だが、実は活動が激しくなったり衰えたりしており、その繰り返し周期は、ほぼ11年とされる。
「なぜ11年周期なのかは、まだ分かっていない」と文部省宇宙科学研究所の小杉健郎教授(太陽物理学)は言うが、太陽観測衛星や望遠鏡などの観測から、来年は11年ぶりに活動が最も激しい「極大期」に入り、2~4年続くと見られている。
太陽の直径は地球の109倍もあり、表面で約6000℃、中心部で約1600万℃にも達する。太陽で発生した膨大なエネルギーの一部は、1億5000万km離れた地球に光として降り注いでいる。ところが極大期に入ると、表面で「太陽フレア」と呼ばれる爆発的なエネルギーの放出がたびたび起こり、電子や陽子などのエネルギーの高い荷電粒子や、紫外線・X線などの強い電磁波を放つ。
これらは早ければ10分ぐらいで、遅くても2日程度で地球に達するが、北極や南極付近などを除けば、普通は地上に被害が及ぶことはほとんど無い。地球は地磁気の強い磁場で覆われており、荷電粒子などが降り注ぐのを防いでくれるからだ。しかし地球周辺の宇宙空間に出ると話は別で、様々な実害が出かねない。
89年3月にカナダのケベック州で、太陽フレアに伴う大規模な地磁気嵐が起きた。このため送電線に異常電流が流れ、停電して600万人が被害を被った。損害額は電力会社が1000万ドル(約10億円)、利用者の分は1億ドル(約100億円)を超えたという。・・・

 

775年に大量の宇宙線が降り注いだ

2012年、名古屋大学の増田公明准教授らは、屋久杉の年輪分析から、775年に宇宙から大量の宇宙線が地球に降り注いだとネイチャーに発表。

宇宙線が地球に降り注ぐと、その影響で大気中の放射性炭素が増えて木の中にたまる。研究チームは樹齢1900年の屋久杉の年輪を調べた。

  • 奈良時代の775年の放射性炭素の量が1年で12%増え、通常の太陽活動の影響と考えられる増加量の20倍だった。

 

プロミネンス(紅炎)・・・・対流現象

2011年、京都大学の柴田一成教授らは、太陽から炎が立ち上がるように見えるプロミネンス(紅炎)の内部で対流現象が起きていることを突き止めた。
プロミネンスは太陽が作り出す強い磁場の力で浮かび上がると考えられていた。
ところが、日本の太陽観測衛星「ひので」によって、2006年にプロミネンス内に泡のようなガスが浮かび上がる様子が観測された。
ひのでと米国の太陽観測衛星SDOのデータをコンピューター上で解析。泡は100万度を超える高温のガスで、磁力線を伴って浮上することが判明した。泡が浮上することで溜まった磁気エネルギーが解放されろときにフレアが発生する可能性が高いという

 

磁場反転

  1. 2012年、国立天文台や理化学研究所などは太陽の北極だけで磁場が反転しつつあることを確認した。
    11年周期で北極と同時に反転する南極は今のところ変化の兆しが無い。
    過去に地球の気温が下がった磁気の太陽活動によく似た状況になりそうで、地球温暖化の一時的な抑制につながる可能性がある。
    太陽観測衛星「ひので」の望遠教授で長期観察した。
    南北両極にはプラスとマイナスの磁場があり、通常は約11年ごとにほぼ同時に反転する。
    次の反転は2013年5月と見られていたが、北極だけ前倒しで2012年5月にマイナスからプラスに反転する見通しという。
    南極がこれから反転する下降し絵はあるが、現在のままだと、2012年5月には両極ともプラスになる。
    太陽の赤道近くに2つのマイナスの磁場が別にできる「4重極構造」になる可能性がある。
    国立天文台によると、17世紀~18世紀に地球に寒冷化をもたらした「マウンダー極小期」と呼ぶ時期にも、太陽が4重極構造だったという
  2. 2012年、太陽の北半球で黒点が増えた時期に、北極で磁石のS極とN極がひっくり返るような磁場の反転が起きることを、上出洋介・名古屋大学名誉教授らのチームが、太陽の観測データから明らかにした。・・・

 

フレアに伴い高エネルギーのガンマ線

2012年、広島大学や米スタンフォード大学などは、太陽に現れる爆発現象「フレア」に伴い、大量のガンマ線が放出される現象を見つけた。
通常の太陽で見られる約1000倍の強さのガンマ線が約20時間放出され続ける例もあった。
太陽フレアではX線を含むすべての波長の光が爆発的に増える。

宇宙線の到来を屋久杉で確認

2013年、地球に到達した宇宙線が993年に急増し、宇宙環境が大きく変化していたことを確認したと、名古屋大学・太陽地球環境研究所の増田公明准教授らのチームが明らかにした。

研究チームは775年にも同様の現象が起きていることを明らかにしており、今回が2例目。・・・

太陽系

~(中略)~

 

太陽光・・・
赤外線も紫外線も目には見えないが、波長が違うだけで、光や電波と同じ電磁波である。
太陽の中心部は温度が1000万度以上もあって何しろエネルギーが高いので、赤外線や紫外線ではなく、同じ電磁波の一種であるガンマ線が放射される。ところが、太陽の中では電磁波はまっすぐに進めない。最寄りのガスに吸収されては再び電磁波として放射される過程が頻繁に繰り返される。こうした、“寄り道”が多くて、表面に達するのに2.3秒どころが1000万年もかかってしまうのだ。
この間、エネルギーは次第に低くなって、最初のガンマ線がやがてX線になり、太陽から外の出る時には、主に可視光線。一部は赤外線や紫外線になっている。
ひとたび宇宙空間に出たら、あとはもう一直線。地球に届くまでおよそ8分だ。結局、私たちが浴びている日光は1000万年前に太陽の中心で発せられたものといえる。
裏返して言うと、太陽が光り輝いていても、いま現在、太陽の中心部で核融合反応が起きていることの証明にはならない。そうかも知れないし、そうでないかも知れない。確実なのは、1000万年前には太陽中心部でエネルギーが発生していたということだけだ。
一方、核融合反応のエネルギーのほんの一部は、その際に発生するニュートリノという粒子によっても運ばれる。粒子といっても目に見える粒ではなく、陽子や電子などと同じミクロの素粒子である。
ニュートリノは光速で伝わり、他の素粒子とほとんど作用し合うことなく物質を突き抜けるという変わった性質を持っている。ニュートリノにとっては太陽も透明で、中心部で発生したニュートリノは2.3秒で太陽を突き抜け、およそ8秒後には地球に到達する。


昨今の寒暖差の原因は? オゾン層の破壊は温室効果の減少によって地表の温度を下げるという。

2013-05-05 | 地球温暖化・寒冷化関連

'13-05-05投稿

ゴールデンウィークになってもこの寒さ! 例年と比べ少し寒暖差が大きいようです。と思っています。

 この天候不順と地球温暖化・寒冷化との関連は専門家の見解が分かれているように、いまひとつ理解できないのが個人的な現状と思われます。

関連投稿: 
地球温暖化に係る記載を調べました。(地球は温暖化中なのか?寒冷化中なのか?)(2013-02-24) 

 YAHOOニュース地球は温暖化なのか? 氷河期なのか?
週プレNEWS 2月22日(金)11時10分配信

「ちょうど1年前、ロシア科学アカデミーから「2014年から地球は小氷河期(ミニ・アイスエイジ)に入る」という発表がされた。しかし、地球は今、人間のCO2排出のために急激な温暖化の最中だったはずでは? どちらが正しいのだろうか。・・・」

 この原因およびメカニズムについて不詳につき個人的には関心があります。

話が少しそれますが、

 写真は既報
地異に係る記載(その25:大規模な地盤陥没・地割れ地域では巨大地震は発生しないのだろうか?)(2013-05-01)で引用(http://seiichiro.kameishi.jp/?eid=92)した
アフリカ
2005年。アファール。エチオピア。500メートルの亀裂が数日で出来、どんどん広がって、今や60キロの長さに進行している。

 

 地割れの状況状況の一例ですが、この原因は旱魃化した乾燥地域では大規模な地割れが発生し易いのでは?と個人的には推察しています。

 「旱魃」とは長い間、雨が降らなくて日照りのため地殻に水分が少ない状態で大小さまざまな地割れが発生し易いと解釈していましたが、最近のわが国の河口湖のように雨は平年並みでも渇水状態となり、原因不明の熱で旱魃化することもあり、解りにくい現象です。

 要するに、

 単に、温室効果ガス、オゾン層破壊ガスの増加のみならず、

その地域の水が何らかの原因で消えてしまう現象か?と個人的には思っています。

 水といえば、個人的な関心で随分調べましたが、異常気象など天変地異に関係していることは間違いないと思っていますが、問題は水が係る直接・間接を問わずに、大気圏に存在する

エアロゾル分子やイオンとほぼ等しい0.001μm=1nm程度から花粉のような100μm程度まで約5桁にわたる広い範囲)によって、水の性状が変化して生態系に影響していると思われますが、メカニズム、およびその潜熱の影響も含めた「熱収支」について個人的には不詳なためと思っています。
関連投稿:
「水」とはどのようなものか?に係る記載(天変地異と水の性状変化との関係があるのか?)

 また、温暖化(寒冷化)の要因のひとつオゾン層変動との関連について個人的には不詳です。

 エアロゾルに係る記事(オゾンへの影響について)(2012-01-19)によれば、

教えてgoo
「・・・O2からO3が生じるときには紫外線が吸収される一方で、O3が分解するときには紫外線ではなく熱(赤外線)として放出されるため、全体としては「紫外線の吸収(+熱の放出)」になるということでしょう。
 なお、O3の分解時の紫外線は、分解反応を起こすために必要な励起エネルギーとして使用されるものと思います。
(励起分も含めた余剰エネルギーは、分解反応後はとして放出されることになります)・・・
 紫外線にも種類があり(波長の違いによる)、オゾン生成の際とオゾン破壊の際に作用する紫外線は別の種類のもの・・」という。
詳しく見る>>

 その他、別報において、大地震発生の前兆であるマグマ活動、プレートの移動などによって岩盤が崩壊するときの圧電効果や摩擦により電荷(電気的なエネルギー)が発生しますが、地震などによって岩盤に圧力が加わった時にオゾンが発生するという。
詳しく見る>>

また、「・・・人工オゾン発生機、ランプ紫外線、水の電気分解によってもオゾンは製造されるが、湿度が高いと生成効率が低下する」という。
詳しく見る>>

 蛇足ですが、 
既報で記載しましたエアロゾル成分のひとつであるインフルエンザウィルス対策として、工業分野では紫外線、オゾンはアルコール、次亜塩素酸、過酸化水素などと同様に殺菌効果を示します。
(インフルエンザウイルスは、温度が低い程、湿度が低い程長時間生存し、感染する力を保持しています。)

 加えて、南極北極ではオゾン層が消滅していて、いまだに解明されていません。

  最近の現象が実際どのようなメカニズムで起こっているか?解らないので、今一度、既報で調べた地球温暖化とオゾンとの対応をとるために、解りやすく解説されたメカニズムを調べました。

 参考:

  1μ=1000nm
     
(google画像検索から引用

 

オゾン層破壊が温暖化の原因?
http://www.cger.nies.go.jp/ja/library/qa/9/9-2/qa_9-2-j.html
 (一部割愛しました。)
オゾン層破壊は温暖化を引き起こすのか?
オゾン層破壊が進むと、これまでオゾンで吸収されて地表に到達しなかった波長300nm以下の紫外線が、地表まで到達できるようになります。また、弱いですがオゾンには500~700nmの可視光線(緑色、黄色、橙色)を吸収する働きもあります。オゾン層破壊によって太陽光で地表がどれだけ暖められるかは、現在あるいは今後どの程度までオゾン層破壊が進むのかということと、そのオゾン層破壊の程度で地上に届くこれらの太陽光がどの程度増えるか、を考えればよいと思います。

地上での太陽エネルギーの増加
オゾン層破壊によって、仮に高さ25km以下のオゾン層が全く消失してオゾン量が現在の約半分になったとしましょう。その場合でも、残り上半分のオゾンによってかなりの紫外線が吸収され、地表に到達する紫外線は300nm付近から5nm程度だけ短波長側と190~230nm付近で増加するだけに止まります。そのエネルギー量は太陽からやってくるエネルギー全体に対して0.2%程度です。また、現在も含めて今後予想されるオゾン層破壊は地球全体の平均で最大5%程度ということを考慮すると(WMOオゾンアセスメントレポート2006)、オゾン層破壊によって増加する太陽エネルギーは、およその見積もりで、全太陽エネルギーに対して0.02%程度となり、値としては0.27Wm-2(1平方メートルあたり0.27ワット)以下となります。地表に到達する500~700nmの太陽光エネルギーも増えますが、その増加は同程度かそれより小さいと考えられます。実際には、オゾン層破壊の大きい場所は太陽高度の低い高緯度地方に限られ、また1年のうちでも春季に限られます。季節や緯度経度を考慮した数値モデルを使ったより詳しい計算によると、その放射強制力(注1)は地球全体の一年平均で約0.11 Wm-2という値になります(図1)。ちなみに10月に南極上空でオゾンホールが発生した時は、そのオゾン量は50%減くらいになってしまうのですが、その期間はせいぜい1カ月と短く、この時期は太陽高度が極端に低いため、南極に到達する太陽エネルギーは地球全体が1年に受け取る太陽エネルギーに比べれば非常に小さく、その影響は小さいと言えるでしょう。


図1 工業化以前から現在までにその量が人為変化した温室効果気体による放射強制力(IPCC第4次評価報告書第1作業部会報告書政策決定者向け要約(気象庁)およびGauss et al. (Atmos. Chem. Phys., 6, 575-599, 2006)より作成)

 オゾンによる温室効果の減少
 ところで、オゾン層には太陽紫外線を防ぐ働きの他にもう一つ、地表に向かって赤外線を放射する温室効果気体としての働きもあります。赤外線は800nm以上の波長の長い、目に見えない光で熱線とも呼ばれます。太陽光にも赤外線の一部は含まれますが、地表や、大気中の二酸化炭素、水蒸気、メタン、オゾンなどからも放射され、地球の温室効果は大気中のこれらの物質から放射される赤外線によって生じます。従って赤外線の影響に限って言えば、オゾン層破壊が起こってオゾン量が少なくなればその温室効果の影響は小さくなり、地表の気温を下げるように働きます。また、オゾン層破壊によって成層圏の気温が低下し、放射される赤外線が弱まって地表の気温を下げる効果もあります。しかしながら、こういったオゾン層の赤外線に対する温室効果も二酸化炭素に比べると小さいのであまり問題にはなりません。この計算は複雑なので省略しますが、詳しい計算によるとその放射強制力は-0.17Wm-2となります(図1)。前に述べた地表に到達する太陽放射増加による放射強制力+0.11 Wm-2をたし合わせた正味の放射強制力は-0.06 Wm-2となり、結果としてオゾン層破壊による放射強制力は二酸化炭素の放射強制力+1.66 Wm-2に比べてかなり小さく、地表気温に対してほとんど影響がないか、わずかに気温を下げる働きをします。

 最近、高度10km以上の成層圏オゾンよりも地表付近の大気汚染などで増加する対流圏オゾンの温室効果が問題となっています。対流圏オゾンの増加による温室効果は成層圏オゾンに比べるとかなり大きいのですが、それでも二酸化炭素の温室効果に比べれば小さいと考えられています(図1)。

 温暖化はオゾン層破壊に影響を及ぼすか?

図2 温暖化とオゾン層破壊との関係、およびその要因

ここで、二酸化炭素などの温室効果気体の増加による温暖化がオゾン層破壊に影響を及ぼすかどうかについて少し付け加えておきます。「温暖化→オゾン層破壊」の影響は、少なからずあると言わざるを得ません。それは、オゾンの生成と破壊に関わる化学反応の速さが成層圏の気温の影響を敏感に受けるからです。温室効果気体が大気中に増えると地表と対流圏では気温が上昇して温暖化しますが成層圏大気は逆に冷却されて、南極や北極で極成層圏雲(注2)ができやすくなります。現在のように成層圏大気の塩素濃度が高い状況では、この極成層圏雲の増加によって塩素によるオゾン層破壊が加速されると考えられます。一方、温室効果気体の量は増えるがフロン・ハロン規制が効いた数十年後の大気では塩素・臭素濃度は下がり、塩素・臭素以外の他の化学成分との反応によってオゾン濃度が決まります。この化学反応は温度が下がるとオゾンを増やすように働きますので、成層圏大気の冷却によってオゾン濃度は増加すると考えられます。さらに、地球全体のオゾン分布と量は地球規模の大気の循環の影響を受けて変化するものなので、温暖化によってこの循環の強さが変わり、それに伴ってオゾン量が変化することも考えられます。
(注1) 放射強制力:二酸化炭素などの温室効果気体の濃度や太陽放射強度などの変化による対流圏界面における放射強度の変化。放射強制力が正の場合には地表を加熱し、負の場合には冷却します。

(注2) 極成層圏雲:北極や南極の下部成層圏において、-78℃以下の極低温で生じる硫酸・硝酸・氷を成分とする雲。」という。

⇒地球の寒暖化に及ぼすオゾン層破壊の影響は小さいようです。

 一方、既報の調査ではオゾン濃度とメタン濃度が連動するとも、また、有史以来の南極のCO2濃度と気温と対応するともいう。
また、このような関係図もあり、南極の気温とCO2濃度は対応しているようです。
   (google画像検索から引用)

 CO2は水温が高くなると水に溶解していいるものが大気中に出てくるようです。海水温度の上昇に影響する要因にも注意が必要であると思われます。

 したがって、温室効果ガスであるオゾン濃度の変化は単に太陽からの様々な波長の紫外線のみでなく、地殻変動によっても酸素(O2)が酸化されて生成するオゾン(O3)の分解反応熱もあり、また、直接的な効果は小さいと想われますが、間接効果として水温上昇に伴う水の表面張力、粘度が小さくなることによって、水が地殻内部まで浸透しやすくなり?、マグマとの反応による水の性状変化(潜熱⇔顕熱)による赤外線の吸収⇔放出に伴う気温変動への影響および放射冷却効果が寒暖差にどのように影響しているのか?興味ある現象です。


 
(google画像検索から引用)

(参考情報)
個人的なメモ:  
<温室効果とは> 

 
   
(google画像検索から引用)

 

 参考投稿:
地球温暖化の要因に係る記載(その2:各種温室効果ガスの影響度)
温室効果ガスに係る記載(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)

 <宇宙・太陽からのエネルギーの減衰に及ぼす要因>

 古くから語られる所謂、太陽の黒点の増減など太陽活動の変動、超新星爆発などによる宇宙環境からの放射線、電磁波の変動のみならず、
 最近では、SPRINTARSの大気汚染粒子黄砂で予測される情報を含めて、
人工的なさまざまな所為を含めた大気圏、電磁圏におけるスペースデブリ、彗星・隕石由来の破砕微粒子、火山灰などを含めた太陽光を反射・吸収する物質(有害ガスと微粒子がハイブリッド化したエアロゾル)の分布状態、および水の性状の異変によって、

太陽圏、磁気圏 、電離圏、大気圏の位置

(図拡大クリック)

    
 
(google画像検索から引用)

太陽光が大気中の吸収物質によって地上に届くエネルギーが減衰状態が大幅に変動することが推察されます。

<環境中の水の循環例>

         (google画像検索から引用)

 

関連投稿:
地球温暖化の要因に係る記載(その6:大気圏の水の偏りの影響とその評価方法)
(2011-11-12)
「水の状態変化」「水の局所的な偏り」を調べるために、

・「MIMIC(気象衛星共同研究所の総合マイクロ波画像)」
 A New Approach to Visualizing Satellite Microwave Imagery of Tropical Cyclones
熱帯低気圧の衛星マイクロ波画像を可視化する新方法(大気圏における可降水量の評価方法)

<環境中の水の電磁波吸収例>

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

 <環境中の水の性状変化>
東京大学大気海洋研究所
地球表層圏変動研究センター
地球表層圏データベース
「・・・ Cloudsatは、ミリメーター波のレーダーを搭載し、雲の分布やその鉛直構造および雲の光学的特性を観測することを目的とし、雲を構成する雲粒や氷晶、非常に小さい水滴を検出します。
 雲形や雲量分布の変化は、温室効果ガス、人為的なエアロゾル、その他の地球規模の気候変動の要因の変動から予想される気候変化よりも、地球の放射収支に大きな影響を与えると考えられており、 Cloudsatの観測データやCALIPSOと併用して解析されたデータは、気候モデルによるシミュレーション結果の検証のために多くの研究者に利用されています。 ・・・

<データベース記載例>
CLOUDSAT Archives
August, 4, 2007

                            ・・・   」