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。

【追加・再掲】地球温暖化の要因に係る記載(大気圏の水の偏りの影響とその評価方法)

2014-04-10 | 地球温暖化・寒冷化関連

'14-04-05投稿、04-10追加・修正

 既報温暖化で食料や気象などさまざまな分野で被害が深刻化 対策を真剣に追求すべきだという。(2014-04-02) の引例によれば、異常な台風やハリケーン、洪水、干ばつ、大雪、熱波、竜巻など、世界各地で極端な気象による被害が相次いでいます。こうした災害それぞれが、気候変動の影響によるものかは、はっきりしていません。

でも、「地球の平均気温が上昇すると、こういう影響が心配される」という科学者による予測に合致するように、極端な気象による一連の被害が発生しているという。

地球温暖化が社会や生態系に与える影響といえば、横浜市で開かれた国連気候変動に関する政府間パネル(IPCC)によると、北極の海氷や世界のサンゴ礁は、大幅な温室効果ガス削減を進めても、消滅や絶滅の恐れが非常に高いとの厳しい評価になったという。
引用:中日新聞
http://www.chunichi.co.jp/s/article/2014033001001413.html

 
これらの気象異変は大気圏における「水の偏り」が影響していると思われますが、
既報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) を見直して一部抽出(追加・修正)して再掲しました。

「世界の海水温、気温の上昇はおおよそ半世紀前から紛れもない事実であります。

 地球温暖化によって引き起こされた海水温度の平均的な上昇に伴って、大気圏における平均的な水蒸気量は多くなるのは、季節を問わず原理的に自明でありますが、

<海水平均温度の推移>                  


 (google画像検索から引用)

<平均気温の推移>


 (google画像検索から引用)

 最近の世界各地の気温上昇の情報によれば、

 引用:つながっているこころ2
http://cocorofeel.blog119.fc2.com/blog-entry-12061.html

NASAの2013年11月の気温マップ

極圏周辺の温度上昇、特に北半球が大きいようです。

関連投稿:
大気科学者によれば、今冬の異常気象、原因は北極の温暖化?という。
(2014-02-22)

 

寒波、干ばつ、洪水などの気象パターンが以前より長期化しているのは、「北極増幅」、北極の温暖化によって、風向きが従来と変わって、異状気象を引き起こしていると仮説しています。
 北極の気温が上がると、北極と低緯度地帯との温度差が小さくなり、寒帯ジェット気流という西からの風が弱まる。通常なら西から東へ強く真っすぐに吹くジェット気流が、現在は北半球の広い範囲にわたって蛇行するコースを取っているという。

 

 グローバルな風向き予報を一般化して、衆知させる必要があるのであろうか?

 

 その場合に、増加した水(蒸気量)の状態変化によって、
 冒頭で記載しましたさまざまな地域において、ここ数年来、豪雨洪水豪雪など天変地異・異常気象が
特に、北半球で引き起こされていると思っています。
詳しく見る>>

関連投稿
追加・再掲】 水はどのように変化して地球温暖/寒冷現象に影響しているのか?に係る情報(2014-03-01)

 その反面、その地域以外では旱魃、渇水現象が発生して砂漠化が進行していることも事実であります。
詳しく見る>>

世界の砂漠化の現状   

  

 引用:鳥取大学乾燥地研究センター
砂漠化の原因・現状
http://www.alrc.tottori-u.ac.jp/japanese/desert/genin.html


 したがって、これらの大気圏における「水の偏り」がどのようなメカニズムで発生しているのか?その影響(真因)を解明することが重要であると想われます。

 既報の引用文献から「・・・約3000年ほど前から気温は次第に低下し、2500年ほど前には一つの小氷期(弥生小氷期)を迎える。現在はその延長上にある。・・・」にも係らず、想定外の海水温の上昇によって温暖化(高緯度地域の熱帯化)を進行させて、特定地域で洪水を発生させていることが問題であると想われます。
 特に、海水温、気温の高い赤道付近の常夏の国々で洪水が発生し易いのは当然ですが、今までの治水対策を超えた想定外の降雨によって大洪水が発生している真因もよくわかっていません。詳しく見る>>

<海水面の平均温度分布>

  (google画像検索から引用)

参考投稿:
「世界の日照データ」
(赤道付近の照射エネルギーは年間を通じて多い)
UVインデックス、照射量に係る記載
(オゾン層の破壊などによって、環境中の太陽光線照射量は変化する)

上記の北極は近年オゾン層が破壊していることが影響しているのだろうか?

数年前に発生した北極のオゾン層破壊は事実です。
オゾン層がなぜ破壊させたのか?の真因およびメカニズムについても
もっともっと着目する必要があるのだろうか?



引用:毎日新聞 2011年10月3日 東京朝刊
オゾンホール:北極圏で最大 破壊規模、南極に匹敵--3~4月
http://mainichi.jp/select/science/news/20111003ddm001040067000c.html

 グローバルな気候変動要因について、「北極圏でのオゾンホール増大」、「南極になぜオゾンホールが発生し易いのか」という「風が吹けば桶屋が儲かる」的な切り口で断片的に調べてきましたが 個人的には地球表層圏変動の原因を雲の分布「水の状態変化」「水の局所的な偏り」がなぜ発生することが問題であると着目しています。

専門的には気候変動に影響を与える現象として
・北極振動
・エルニーニョ・南方振動
・マドン・ジュリアン振動
・北大西洋振動
・太平洋数十年振動
・準2年周期振動
・対流圏準2年周期振動
・太陽活動
など、さまざまな理論が展開されているようです。引用本文詳しく読む>>

 

 
「水の状態変化」「水の局所的な偏り」を調べることは重要と思われます。

 その真因を調べるため、世界各国にて疑問を解決するために、CO2、オゾンエアロゾルなど温室効果物質の分布実態を調べるために、さまざまな観測衛星を 打ち上げています。

 

 以下、既報までの調査を個人的なメモとして整理しました。

MIMIC(気象衛星共同研究所の総合マイクロ波画像)」(大気圏における可降水量の評価方法)*1既報に引用記載したCloudsat(クラウドサット)、カリプソなど)」(雲の分布、成分)のデータベース*2を理解して、可降水量および雲の発生状態、有害なエアロゾルの共存の有無、雲が停滞する地域の地質・地形、オゾン濃度、オゾン層破壊物質、人工降雨剤、有害電磁波の影響の有無との対応を調べることが必要であると想われます。

 一概に雲といっても、積乱雲など雨が降りやすいものとか、地震雲とかいろいろありますので、それぞれのもつ作用を理解することが必要とも想われます。

*1 J-GLOBALによれば、
MIMIC
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

 抄録:MIMIC(気象衛星共同研究所の画像変換した総合マイクロ波画像)と命名した新モーフィング・アルゴリズムを導入して,熱帯低気圧の可視化を改良し,これの解析と予報能力を強化した。このアルゴリズムを使って2つの成果品を作った,MIMIC-TCは熱帯低気圧が中心にあるLEO(低地球軌道衛星)マイクロ波画像アニメーションを与え,MIMIC-IR静止衛星赤外画像上に層化した熱帯低気圧が抽出した降水場をアニメートした

 複数の事例は補完映画を有し,オンラインで見る事が出来る。引用本文詳しく読む>>

*2
東京大学大気海洋研究所
地球表層圏変動研究センターによれば、

◇ Cloudsat(クラウドサット)
 
Cloudsat衛星は、CALIPSO衛星と共に、2006年にNASAが打ち上げた地球観測衛星です。いずれも、「A-TRAIN」と呼ばれる同じ軌道を列車のように周回する地球観測衛星群(その他に Aqua, PARASOLおよびAura)の一つです。
 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。
 ここでは、Cloudsat Data Processing Center で配布されているCloudsat衛星データから各軌道ごとの反射強度の鉛直分布を画像にして紹介しています。

◇ CALIPSO(カリプソ)

 CALIPSOは、Cloudsatに遅れること15秒で、同じ軌道を通過しつつ、532nmと1064nmの2波長のパルスを照射し、532nmの波長では偏光成分を観測することにより、Cloudsat衛星では捕らえることのできないエアロゾルや薄い雲を観測することが出来ます。 CloudsatとCALIPSOによってほぼ同時刻に観測されたデータは雲とエアロゾルの鉛直構造を知るために有効であり、観測データは多くの研究者に利用されています。
 ここでは、Atmospheric Science Data Centerで配布されているCALIPSO衛星の532nmの減衰補正なしの後方散乱係数のデータを画像にして紹介しています。
 また、軌道の図は時刻(UTC)を色で表しています。・・・

データベース
エアロゾルデータ同化
Cloudsat(クラウドサット)
CALIPSO(カリプソ)
Open CLASTR  

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

 

     ・・・                         
本文を詳しく読む

<その他評価方法の追加>

 異常気象など天変地異の要因に係る記載(タイ国の大洪水時の雲の有無やエアロゾルの観察)(2012-02-29) によれば、

わが国でも水蒸気や海面水温などを探るため
水循環観測衛星「しずく」
詳しくは>>

 タイ中部を中心に大洪水が発生実態を
温室効果ガスを観測技術衛星「いぶき」(GOSAT)に搭載されている
CAI(雲・エアロソルセンサ)によって観測した結果

 観測画像について
観測衛星:温室効果ガス観測技術衛星「いぶき」(GOSAT)
2011年11月1日から12月25日までに観測した画像をアニメーション(図1)

・・・温室効果ガス測定の誤差要因となる雲やエアロソルの観測を行い、温室効果ガスの観測精度を向上します。
 TANSO-CAIは、4つのバンドで地上を観測します。図1は、いずれも可視域のバンド2(664 ~ 684ナノメートル)、近赤外域のバンド3(860~880ナノメートル)、可視域のバンド1(370~390ナノメートル)を赤、緑、青に割り当てカラー合成しました。この組合せでは、肉眼で見たのと似た色合いとなり、次のように見えています。・・・」

引用:地球が見える 2012年2月29日掲載
タイ国の大洪水 本文を詳しく見

<補足>
 温室効果ガスの観測精度を向上して、 タイ洪水の観測のみならず、水蒸気を含めた温室効果ガス(CO2、メタン、オゾン、・・・)の発生状態を解析して、最近頻発している異常気象(極端に暑くなったり、寒くなったり、豪雨・豪雪)を解明してもらいたいと思います。

関連投稿:
天変に影響する要因に係る記載(エアロゾルと雲との関係)

温室効果ガスの効果として、
「・・・電磁波は、さらに大気中の雲や水蒸気、そして二酸化炭素に(特に波長の長い方の赤外線が多く)吸収され、最終的に、可視光線を中心にした部分が地表に到達する。

このようにして地表に到達した太陽光は、熱エネルギーに変換される。そしてこの熱エネルギーは、今度は、赤外線となって地表から宇宙に向けて放射されるのである。

ところが、大気中にある水蒸気や二酸化炭素は、この赤外線の一部を吸収してしまい、全量が宇宙には放射されない。
吸収されたエネルギーは、また、地球に放射されたり、あるいは宇宙に放射され、最終的には、すべてが宇宙に放射され、エネルギーバランスがとられる。

 結局、大気中の二酸化炭素や水蒸気は、地表からの赤外線が、直ちに全量が宇宙空間に放射されるのを緩和し、それによって昼夜の温度差を和らげ、・・・」という。
詳しく見る>>


*参考文献:
http://tenbou.nies.go.jp/news/fnews/detail.php?i=2711
「・・・地球温暖化により、ツンドラが乾燥して大量のCO2を排出するようになるのか、あるいは氷が溶けて池や湖になり微生物が有機物を分解して大量のメタンを排出するようになるのかは、データによってしか明らかにできないと科学者は話している。・・・」との記載もあります。

「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←   → 赤外線          →  マイクロ波
     

            →透過力大← 
              (可視光)                      」

 


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