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2024-04-19 44:00

第561回 地球の熱収支 byそんない理科の時間B @sonnaip

■オープニング・科学Tシャツ売ります デザフェス5/18,19 名古屋クリエーターズマーケット6/22,23・科学系ポッドキャスト共通テーマは「地球」・アースデイ・地球の熱収支・太陽定数1,370W/m^2・人類の年間エ...

Summary

科学Tシャツの販売活動に関するお知らせです。地球の熱収支についての話題を3つの章に分けて紹介しています。地球の熱収支では、太陽エネルギーを効果的に利用することでエネルギーを発生させることができますが、太陽光発電だけでは需要と供給が合わず、電力の蓄え方や発電所のコントロールが課題となっています。また、太陽光発電は石油消費量を減らすことができるため、一部の補助金が電気料金に上乗せされています。地球の熱収支について考察すると、地表の温度は太陽からの収入と大気からの収入によって決まっていること、温室効果ガスの影響によって地球の温度が変動することが述べられています。地球の熱収支による変動は生物の生存にとって重要であり、人間の活動が地球温暖化を進めることにより多くの生物が絶滅の危機に瀕しています。

科学Tシャツの販売活動について
よしやす
理科っぽい視点で身の回りのことを見てみませんか? そんない理科の時間B 第561回 そんない理科の時間Bをお送りいたしますのは、よしやすと、
かおり
かおりです。
よしやす
よろしくお願いします。
かおり
よろしくお願いします。
よしやす
えーと、最初に忘れないうちにお知らせを言っておくと、
かおり
お知らせ、はい、何でしょう。
よしやす
私、友人と一緒に趣味で、科学Tシャツっていうのを売ってます。
かおり
そんな趣味があるんですか。
よしやす
そうなんです。科学Tシャツを、私は見せ版しかいつもしてないんですけど、
かおり
見せ版が趣味なんですか。
よしやす
友人が科学Tシャツ作っていて、それをイベントとかで売るっていうのをやってまして、
それのお手伝いをいつもしています。
で、今回デザインフェスタっていうのと、クリエイターズマーケットというのに行く予定になっています。
まあね、当日体調崩すとかがなければ、
5月の18日、19日、デザインフェスタ。
えーとね、去年までと確か時間が変わってるんじゃないかな。
前はね、11時から夜7時までだったのが、10時から6時になってるんじゃないかな。
えーと、場所は、
かおり
10時から18時ってことね。
よしやす
そう。で、場所は東京ビッグサイトです。
かおり
はい。
よしやす
で、これは多分両日います。
はい。
で、クリエイターズマーケットっていうのが名古屋でありまして、
はい。
フリーマーとか呼ばれてるんですけど、
こちらは実施が6月の22日、23日です。
なんですが、
はい。
いつもの調子でいくと、私は22日の土曜日は終日いるんですが、
23日は、えー、名古屋のどこか観光を半日させてもらって、
で、夕方から撤収しかいないっていうのが、
いつもの行動パターンになっていますので、
はい。
あの、科学Tシャツは、えーと、お店は出てますけど、
私がいるのは22日がメインですということです。
はい。
ご興味ある方は、買いに来てくださいというか、
あの、お声掛けいただければ、
ね、お話とか、
喜びます。
できるんで、はい。よろしくお願いします。
かおり
よろしくお願いしますって私いないけど、
よしやす
そうですね。かおりさんはいないです。
かおり
そうです。
地球の熱収支の基本概念
よしやす
はい。
かおり
いいな、名古屋。
よしやす
そう、名古屋どこに行こうかなとちょっと思っています。
で、今日のお題なんですけれども、
はい。
えーとですね、科学系ポッドキャストの日っていうのが毎月ありまして、
で、えー、4月のお題が地球なんですよ。
かおり
ふんふん。
よしやす
で、毎月10日までに配信しましょうねということになってるんですけれども、
かおり
はい。
よしやす
えー、今回というか、今月は私は間に合わずに配信をしておりません。
はい。
で、そのおかげで今日、地球についてお話をしようと思っています。
かおり
10日までに、そもそも収録日自体がもう間に合ってないか。
よしやす
もう間に合ってないですよ。
なるほど。
はい。
いつもね、月の最初の配信で、
えー、科学系ポッドキャストのお題の、えー、テーマでお話をしてるんですけど、
ふんふん。
今回は、えー、まあ、間に合ってないというか、ずれてる感じで地球の話をしようと思っています。
えーとね、
4月20何日に、アースデイっていうのがあるんですよ。
アースデイね。
かおり
地球デイってこと?
よしやす
そうそうそうそう。
かおり
ふーん。
よしやす
アースデイ自体は22日の月曜日なんですけど、
かおり
これは、毎年22日なの?
毎年月曜日なの?
よしやす
毎年、えー、4月22日です。
かおり
ふーん。
今月は、あ、今年はたまたま月曜日ってことね。
よしやす
そうですね。
かおり
はい。
よしやす
で、それに合わせていろんなイベントがあるっていうので、えーと、
えー、それに、えー、ちなんでテーマを地球にしたそうなんですけど、
はい。
なんかね、私がこう地球のこと話すとそんなにアースデイぽくないなって思ったのもあって、
なぜ?
なんかね、地球環境について考える日なんです。
ああ。
はい。で、今日、どんだけ地球のこと考える話になってるかは聞いてのお楽しみなんですけど、
はい。
はい。いつもの通りね、原稿もたいして書いてない状態で取り掛かるので、
はい。
かおり
結果的にどうなるかなんとも言えないんですが、
よしやす
着地点が見えてない感じ?
着地点見えてないんですよ。
かおり
なるほど。
よしやす
はい。で、今日話すのはね、えーと、地球の熱収止っていうのを話します。
かおり
地球の熱収止?
よしやす
そう、地球温暖化って話をよくするじゃないですか。
はい。
地球が温暖化するってことはどういうことかっていうと、地上の温度が上がるってことだよね。
うん。地球が温暖化、はい。
そうそうそうそう。地上の温度が上がるにはどうしなきゃいけないかっていうと、
入ってくる熱と出てくる熱のバランスが、えー、なに、えー、入ってくるほうが多くて出てくるほうが少なくなれば温度は上がる。
逆に出てくるほうが多くなれば温度は下がる。
かおり
はい。
よしやす
つまり、熱収止を知らずに温暖化は語れないはず。
かおり
なるほど。語ってはいけないわけですね。
よしやす
語ってはいけないっていうか、あの、温暖化しているとか、寒冷化しているとかって言うけど、
うん。
地球全体で言えば、地球の熱収止のバランスですら決まってるんだろうと。
うん。
今日寒くて明日暑いみたいなやつは、地球の中のね、えー、空気の動きとか、そういうのでありますけれども、
地球全体の熱収止するときには、熱収止ですよということで、
今日はね、地球の熱収止のことについて話をします。
かおり
はい。
よしやす
で、えー、前もね、どっかで話したと思うんですけど、地球が、えー、まあ、地球がっていうか、地表ね、私たちが住んでいる地表があったかいというか、
このくらいの温度なのは、太陽から熱をもらってるからです。
はい。
で、この熱がね、全部なくなってしまうと、えーと、地熱は多少ありますけれども、
うん。
まあ、えー、マイナス200度よりも低くなっちゃうんじゃないかなと。
かおり
そんなに。
よしやす
うん。で、えーと、太陽が光というか、えー、電磁波のエネルギーとして、地球にこう、エネルギーを分けてくれているんですけれども、
うん。
えー、この太陽からやってきて、地球が受け取るエネルギーは、これね、太陽定数っていうので調べていただくと、
かおり
太陽定数。
よしやす
そうそう。太陽定数っていうのがあって、えー、1平方メートルあたり、1平方メートルの平面ね。
かおり
はい。
よしやす
が、地球の、えー、地表じゃなくて、大気の外側にあったとすると、
その平面が、えー、太陽に直接向いているときには、えーと、1370ワットのエネルギーを受け取ってます。
かおり
1370ワット。
よしやす
うん。1366と書いてあるのもありますけれども、これが太陽定数です。
かおり
これ、あ、待ってね。1平方メートルあたり、これ、えーと、1時間にとか、なんかそういう時間は?
よしやす
あ、えー、ワットはジュール、えー、1秒あたりの、えーと、ジュールなので、えー、1370ワットっていうのは、
もう、えーと、1秒あたりのエネルギーというか、あの、もうそうなっています。
かおり
はい。
よしやす
それを受け続けています。
かおり
はい。
よしやす
みなさんが、えー、例えば、えー、ドライヤーで髪の毛を乾かすみたいなときには、あの、1キロワットのドライヤーとか、
だいたいね、えー、電気製品1個で、えーと、1.5キロワット、要は、1500ワットを超えるものがほとんどないです。
かおり
はい。
よしやす
コンセントに挿していいのが1500までって書いてあるんで。
うんうん。
一番まあ、おっきいのは、えー、電子レンジの高出力タイプ、あとはドライヤー、あとは100ボルトにつなぐやつだとあんまないけど、200ボルトだと、えーと、エアコンとかがあります。
で、えー、1平方メートルで、えー、ドライヤーが1個、えー、まかなえるぐらいのエネルギーが太陽から来ています。
うん。
で、太陽から見た地球の面積をかけ算すれば、えー、地球全体が太陽から受け取るエネルギー量がわかりますよと。
はい。
えー、これはですね、えー、今見てんのはNHK高校講座のサイトね。
うん。
だから高校の教科書はたぶん同じなんですけど、えー、1.75×10の14乗キロワット、えー、175兆キロワットです。
すごいおっきいってことがわかったと思います。
かおり
はい。
で、えー。
はい、はい、えー、うん。
待ってよ、でも、え、えっと、えっと、えっと、えっと、えっと、えっと、だって太陽って。
はい。
ま、地球から見たら1つの方向からしか来てないわけだから、うんと、地球の表面積全部でかけるわけじゃないよね。
よしやす
地球の表面積とか、太陽から見た地球の面積、丸い。
かおり
じゃあ、ま、球と丸々の球体と考えるときの半分って考えちゃっていいわけね。
よしやす
あ、そうですそうです、あの。
地球の受け取るエネルギー量と人間のエネルギー消費量の比較
かおり
表面積としては。
よしやす
そうです、だから。
かおり
で、それが1.75×10の14乗なわけね。
よしやす
そう、175兆キロワット。
かおり
はい。
よしやす
これは全部ね。
かおり
はい。
よしやす
積動の方だと、えー、面積あたりというかは、えー、強いですけど、緯度が高くなるにつれて、1つの、えーと、ある面積あたりのエネルギー量減りますが、これはね、地球の外の、えーと、換算ね。
かおり
はい。
よしやす
で、ちなみに、人間が使うエネルギーっていうのがあって。
はい。
これはね、あの、ワットにはあんまなってなくて、ワットになってないわけじゃないんだけどな、えーとね、石油何トンってのが多くて。
えーとね、石油でいくと、133億トン、1年間に使ってるらしいです。
で、これを、えーと、ワットとかに比べ、えーと、比較できるように計算をすると、えー、だいたい600エクサジュール、エクサジュールは1の18乗ジュールです。
すごいたくさんだなということがわかったと思いますが。
はい。
なんですが、これは1年間の消費量ね。
うん。
だから、これを、えーと、1秒に直さなきゃいけないわけ。
うんうん。
1ワットは、えーと、1ジュール毎秒だって。
うん。
で、やると、えーと、こっちを直すの大変なんで、この、えー、だ、だいたい600エクサジュール、えー、600かける10の18乗ジュールってのが、えー、さっきの太陽からくるエネルギーがどのくらい、えー、あったらこれがまかなえるかってのを計算すると、
うん。
えー、さっき、太陽のからくるのは、えーと、175っていう話したよね。175兆って言いましたよね。
かおり
はい。
はい。
よしやす
14兆キロワット。
かおり
そうそうそう。
よしやす
175兆キロワットで、この、えー、600ぐらいを割ってあげればいいわけですよ。
うん。
そうすると、だいたい、えーと、8千ぐらいなのかな。7千何本なのかな。
で、えー、ひたたく言うとですね、えー、2時間です。
うん。
太陽からくるエネルギーがすべて、地球に、えー、降り注ぐ入れる分がすべて使えるんだったら、人間は、えー、人間は、人間が使ってるエネルギーね、は、えー、1年分を2時間で補給できるってことになってます。
ほう。
はい。で、じゃあ、なんでエネルギーが足りないとか言ってるかって話を、本編のほうでしたいと思います。
エネルギーが足りない?
太陽光発電の課題
よしやす
ほら、みんな電気が足りないとか言ってるじゃないですか。電気が高いとか。
あー、高いね。
うん。なので、その辺の話を本編でしてみたいと思います。
はい。よろしくお願いします。
ということで、えー、太陽エネルギーがうまく使えれば、あの、人類は、こう、エネルギーをうまく、うまく、というか、発電所とかそんな作らなくても大丈夫っていうのがあるんですけど、
うん。
ゴビー砂漠とかね、サハラ砂漠とか、そういう砂漠に、えー、太陽電池敷き詰められれば、とりあえず、えー、世界の、えー、需要と同じだけのエネルギーを生み出せるという計算にはなりますが、
はい。
えー、そうも言ってられないんですよね。
うん。
で、どっちの話を先にしようかな。えーと、まず、あの、今、日本で太陽電池がたくさん、こう、太陽光パネルをたくさん敷き詰めれば、
他の発電所はいらないんじゃないか、えーと、説っていうのがあるんですけど、
かおり
えー。
よしやす
要は、エネルギーの発生量が足りるから、っていうのがあるんですけど、それはそうもいかないっていう話を先にしましょう。
はい。
太陽からのエネルギーは膨大で、うまく使えば、えー、みなさんが使っているエネルギーの多く、または、それ以上のものを、え?まかなえる?かもしれません。
うん。
けど、えー、太陽は、えー、晴れていても、半日しか見えないよね。
うーん。
日本だと冬だと短かったり。
うん。
っていうので、えー、1日の半分しか、えー、電気が起きません。
はい。
あとは、曇っていたら、地表に置いてある太陽電池は発電しません。
うん。
その上、えー、いつ曇るか、いつ、こう、晴れるかっていうのは、分かっていそうで、なかなか予想がつかないっていうのが、えー、正直なところです。
うん。
で、えー、みなさんは、えーっと、そんなこと言ったって、えー、他の発電、石油を使う発電よりも太陽光のほうが、エコ、エコというか、あのー、地球に優しいじゃないかというふうに、えー、おっしゃるかもしれませんが、
うん。
えー、電気は貯めておくのが結構大変です。
かおり
その場で使うんだったらいいけどってことね。
よしやす
そうです、そうです。
あの、乾電池っていうのは、頑張るぞ、頑張るぞ、頑張るぞっていうのが中に入っていて、好きなだけ、えーっと、使って、スイッチをパチって切れば、あのー、電気を止めておくことができますけれども、
うん。
あれは電池っていうものだからね。太陽電池の電池は、えー、発電したらその場で使ってもらわないと、自分では貯めておかないのね。
ほう。
太陽電池って言ってるから、使うときだけ電気引っ張り出して、使わないときに放っておけばいい。それはいいんですけど、えー、じゃあ、太陽電池で発電した分は使わなかったら、どっかに取っておくかっていうと、そんなことはないんです。
うん。
なので、えーっと、太陽電池で発電しているものをその場で使う分にはかまわないですけど、えー、例えばね、えー、太陽電池で発電してる量のほうが多くなってしまったら、使う量よりもね。
うん。
そしたら、あふれちゃうじゃないですか。
うん。
で、あふれると大変なことになるんで、あふれないようにコントロールをしなければいけません。
かおり
はい。
よしやす
逆に、えー、夜とか、えー、曇りの日がたくさん続いたときには太陽電池君はあんまりお仕事してくれません。
うん。
で、そのときに、えー、電気がなくてもいいんだったらいいんですけど、そういうわけにもみなさん行かないんで。
うん。
えーっと、そのときに発電するものを、えー、持ってないといけません。
なので、えーっと、太陽電池とか風力発電っていうのは、えー、発電量はね、ある程度、今、あの効率が良くなったり、えーっと、発電所をたくさん、太陽光発電の発電所ね、を作ってるので、供給量は増えてるんですけど、えー、ちょっとね、気ままに発電をするので、えーっと、使いたいっていう人の需要と合ってないっていうことが起きちゃいます。
はい。
えー、僕は地球に優しい生活をするから、えーっと、太陽電池が発電してるときだけしか電気を使わないっていう生活の仕方もあるかもしれませんけれども、えー、多くの、たとえば工場とかね、あとは電車が動くとか、そういうものは、えー、そういうわけにはいかずに、やっぱり、えー、使いたいときに、使いたいときだけ電気が使えるっていう、えー、使い方をしたいわけ。
うん。
電気がくれてきたから、電車止まりますとか、曇ったんで、えー、スローダウンしますってわけにいかない。
うん。
あとは、たとえば太陽電池を作ってる工場があったとするじゃないですか。
で、半導体工場っていうのは、えーっと、順番にこう、化学反応を起こしていって、えーっと、作っていくっていう工程なんで、やっぱりね、停電があるとまずいわけですよ。
ほう。
24時間必ず、えー、電力が供給されるっていうのが大事で。
うんうん。
もちろんね、じゃあ停電になったら、えー、全部ダメになっちゃうのかっていうと、停電になったら直発電を立ち上げて、えーっと、そこである程度、こう、電気を供給しながら、えーっと、困らないところまで作業を進めて、えー、じわじわと、こう、電力消費を抑えていくとかっていうのをやります。
うん。
で、以前ね、発電と配電の話をしたときに、えーっと、需要が大きくなるとどうなるかっていうと、水力発電所とか火力発電所の発電機を回す力が重くなるって話をしたと思うんですよ。
かおり
はい。
よしやす
で、その重さに耐えられないと、発電機を回せなくなって、発電機を回せなくなると、えーっと、発電機はね、逆向きに回ればモーターなので、発電機を回せなくなると、電流が逆流してしまうとか、発電機をいいタイミングで回せなくなると、えー、他の発電所の負荷、要はおもうしになってしまうんで。
うん。
で、僕、もうだめですってときには、えーっと、発電所を、えーっと、配電網から切り離すんです、っていうのをやるんですね。
うん。
でも、そうすると、えー、火力発電とかで、もうだめですってやつが、えーっと、切ると、他の人たちもいっぱいいっぱいになっちゃうから。
うん。
で、えー、続けて発電所が止まってしまうっていうのが、北海道で起きたブラックアウトっていう現象で。
うん。
逆に、えーっと、発電量が多すぎると。
うん。
えーっと、今度は電圧が上がってしまったり、周波数が上がってしまったりするってことが起こるんで、それを防ぐためには、えーっと、あなたの分の電気は買いませんって言って。
うん。
別にやめてください、または発電止めます、止めますっていうか、あの、受け入れをやめますって言って、えーっと、止めなきゃいけないっていうのがあって。
うん。
えー、なかなかね、太陽光発電と需要を合わせるっていうのは大変なんですよ。
かおり
うーん。
よしやす
はい。で、えー、話をずっと戻すと。
うん。
えー、例えば、えーっと、日本だとたぶんね、えー、栃木県全部ぐらいに太陽光発電のパネルを敷いて。
うん。
電気の蓄え方とコントロール
よしやす
で、えーっと、とてつもない大きい蓄電池をくっつけてやると、年間の収支が合うようにはできるらしいんですけど。
かおり
ほう。
よしやす
なんですが、えー、その蓄電池を揃えるぐらいだったら、発電所、火力発電所とか作っちゃったほうが安いぐらいなんで、今んとこね。
かおり
ほうほうほうほうほうほう。
よしやす
っていうのがあるので、えーっと、なかなか太陽電池だけでうまくいかないなっていうのがあります。
かおり
なるほど、そうね。あの、太陽光だとすれば、天気がいいときはみんな、結局持ってんの一人だけじゃないから、太陽光発電のときは。
うん。
みんながいっぱい蓄電できるから、すごく頑張るし。
あ、発電ね。
発電できるし、曇りの日とかその天気が悪いときはみんなが発電できないから。
よしやす
そう、その地域みんな発電できないからね。
かおり
そうすると、需要と給給がすごく偏る、勝てるというかアンバランスになるわけね。
そうそう。で。
一個の家だけだったらどうにでもなるし。
そうなる。
他の地域も含めればあれだけど。
そうそうそう。
同じ地域に関しては同じになっちゃうわけか。
よしやす
気まぐれで発電する子がいるとなかなか大変で、気まぐれで発電する子がいる分、配電とか、あとは発電所のコントロールも考えなきゃいけなかったり、結局一つも発電がなくてもみなさんが生きていけるだけの電気供給のものは持ってなきゃいけないから、全体として設備にお金がかかるっていう話と、今は。
かおり
そこだけに依存ができない分、結局ゼロ、それがゼロだったとしても生きていけるだけのやつを用意しとかなきゃいけないし、となると作った分が余剰になるっちゃ余剰になるのか。
よしやす
そう。お金みたいにね、貯めておければいいんですけど、たまに劇的に稼いでくる息子がいて、でもプー太郎してるときもあるっていう子がいると、明日食べるご飯は準備できるようにしなきゃいけないっていうのがあって、そこがなかなか大変なんです。
で、もう一個は太陽光発電は将来的に全体的に石油の消費量を減らせるはずだから、ちょっと補助金出しても買いましょうっていうのがあるんで、みなさんの電気料金に上乗せしている補助金分っていうのもあるんで、ちょっと高くなってます。
というのが太陽光、たくさんあるんだったら使えばいいじゃんに対する答えになってるんですけど。
かおり
ね、そうね。だから太陽がずっと安定的にあれば話は簡単。
太陽光発電の恩恵と課題
よしやす
そう。なので、例えば宇宙空間に太陽光パネルをたくさんつけた人工衛星を上げて、そいつはいつも昼間なところになるように地球の周りを回るようにするってことができるんで、そうやってそこで電気を作って、その電気を地上に送ってっていう計画もあります。
地上に送るときにはね、雲があってもそこを通せるっていう電磁波を使わなきゃいけないんですけど、ケーブルは繋いでおけないしっていう計画もあったりします。
で、何はともあれ、私たち人類は太陽光発電だけではなくて、温度を保ってくれたり、あとは植物がね、光合成をして二酸化炭素を酸素に変えてくれたり、
っていうので、太陽光の恩恵、太陽エネルギーの恩恵を受けてるわけですよ。で、高校のね、多分、地学で習う熱収集の話をちょっとしていこうと思っています。
ここからね、ちょっと、なんていうの、ポッドキャスト向きじゃない数字がいくつも出てくることになっちゃうんで、どうやって説明しようか迷いながら原稿をちゃんと作ってないっていうのがありまして、
まずね、太陽からやってくる太陽放射のエネルギーを100としましょう。
かおり
太陽からやってくる、地球が受け取るエネルギーってことね。
よしやす
地球の大気の外からやってくるエネルギーが100とすると、それが地表、地面にまで届くのはほぼ半分です。
かおり
それは反射したりとかなくなるってこと?
よしやす
まず、大気や雲で反射されます。
地表面から反射されて、地表面からには吸収されないってのもあります。
あとは、大気や雲で吸収されるってのもあります。
なので、地表面に届くのは約半分。
固いことで言うと49%ぐらい。
かおり
もうカタカタ言わないの。
よしやす
半分ぐらいね。
なので、地表面は太陽からやってきたエネルギーの半分ぐらいを地表面で受け取っています。
なので、これで地表が温まったり、光合成ができたりします。
地球の熱収支
よしやす
前もお話したと思うんですけど、赤銅面では真上からくるけれども、
北緯60度になってしまうと、この角度が寝てくるんで、太陽に対してね。
同じエネルギーを広い面積で受けることになります。
かおり
密度が下がるわけね。
よしやす
そうです。
なので、地球の温まり方は赤銅がとても温まるけれども、
南極とか北極のほうはあまり温まらないっていうふうになっています。
そのため、赤銅があっちっちになるんですけど、
地球には大気や水、あとは水蒸気みたいなものがあって、
この循環によって、赤銅から極地方にエネルギーが送られるっていうのがあります。
いいですか?
かおり
はい。
よしやす
それが台風だったりね、季節風だったりするんですけど、そんなのがあります。
もうひとつ、今度、地表の話をしましょう。
地表から放射されるエネルギーは、
太陽が送ってくるのを100としようって話をしたじゃないですか。
そうすると、地表からの放射は、実は100にあります。
あと、放射ではなくて、大流とか電動とか蒸発っていう、直接伝わるのが30あります。
あと、地表から直接宇宙空間へ逃げていくのが12あります。
つまり、合計144のエネルギーが地表から発生されているという状態です。
ちょっと問題あるよね。
だって、太陽から100しか来ないんだからね。
かおり
太陽から100しか来なくて、しかも地表には届いているのは50しかないわけでしょ。
だけど、地表、いわゆる人間が生活しているところから、そこから外に出るエネルギーが140?
よしやす
144。
これは何でかっていうと、さっき言った50は、太陽光が直接地表にやってくるやつなんだけど、
雲とか大気から地表に伝わるっていうエネルギーがあるの。
かおり
なるほど。
よしやす
地表と大気の間で行ったり来たりしているのがあるの。
それを混ぜると、地表から出ていくのは144になっちゃうのね。
つまり、49、ほぼ50が太陽から直接やってきて、95は大気から受け取るってふうになってます。
温室効果ガスの影響
よしやす
で、地表の収支が144。
で、入ってくるのが49と95で144ね。
で、出ていくのが地表面から放射されて、大気に伝わるのが102。
これは後で戻ってきちゃうんだけど、地球の外に出ていくのが12。
で、大流とか電動とか蒸発で直接伝わるのが30。
だから、出ていくのが144。
ということで、地表の温度っていうのは、太陽からやってくる50の話、49なんですけど、
と、大気から来る95っていうのが足されて、地表の温度が決まってるわけ。
そこまでいいですか?
はい。
ここでやっと地球温暖化の話が出てくるんですけど、地球温暖化って言っても、要は地上の温度がどうなってるかだよね。
で、地表の温度はさっき言った、太陽からやってくる49と、大気からの95っていうのが収入になっています。
で、温室効果ガスっていうのは、地表から放射した102から95戻ってくるっていう、この102と95の割合をほんのちょっと変えちゃうんです。
かおり
変え、あーはいはいはい。
普段、今は102だけど、それを、えっと。
よしやす
100には変わらないんだけど、大気からやってくる95っていうのが96とか97になっちゃうと、地球の外に熱が出ていかなくなるわけ。
地球の外っていうか、地表と大気の中で熱がこもっちゃうわけ。
そうすると温度が高くなる。
逆に、地表からの放射が、大気から戻ってくる95が減ってくれば温度が下がったり、あとは地表から直接放射される、大気や雲に遮られずに直接出ていくっていう102が多くなれば、それはそれで温度が下がるってことになっています。
地球の温度変動
よしやす
でね、放射冷却って聞いたことあると思うんですよ。
はい。
放射冷却って何かっていうと、この。
かおり
晴れてる日の翌日は寒い。
よしやす
ちがう、朝方、雲がなくて晴れていると気温がより下がるって話ね。
かおり
わかってんじゃない。
よしやす
っていうか、朝晴れてないといけないんだけどね。
なので、これはさっき言った、地表面から直接放射する熱量が多いんで、下がるわけ。
冷蔵庫でさ、物が冷えるってあんじゃん。
かおり
物が冷える、はい。冷蔵庫入れて冷えるわな。
よしやす
そう、飲み物とか食べ物入れておくと冷えるんだけど、あれは熱を吸い取ってるわけではなくて、そこから出る熱を返さないっていうか、外から熱を突っ込まないとどんどん冷えていくわけですよ。
なんでかっていうと、物質の表面では、あったかいってことはね、原子が振動しているわけで、その振動が空気とかに伝わって、熱伝導っていう形で外に飛び出す。
あとは、温度があるってことは、そこから赤外線が出てエネルギーが減っていく。だからどんどん冷えていくわけね。
それに対して室温では、他の物から出ている赤外線のエネルギーが入っていったり、空気のビュンビュン飛んでいる振動が物に当たって温度をキープしたりして、同じ温度になるんだけど、
冷蔵庫の世の中だと、外よりも冷蔵庫の粉よりも高い物体が入ると、その物体が暴れてもみんな無視してるから、疲れちゃうというか、冷えていっちゃうってことになります。
という感じで、地球はいろんなところで太陽から入ってくる物を地表で受け取って、それを地表から放射しつつ、雲とか大気からもう一回戻ってくるっていう循環があって、気温が保たれているっていうのが、高校の地学で習う地球の熱収止っていうところです。
この温室効果っていうのは、さっき言った大気からの放射、地表から上がっていた放射がどれだけ大気から地表にもう一回戻ってくるかというので、地表からの放射を熱として受け取って、大気の温度が上がったり、またはそれを反射して地表に戻したりするっていうのがあります。
一番大きい縦躍者は水蒸気で、水蒸気が温室効果ガスの最も大きい役割を担っているんですよ。それに追加して二酸化炭素の寄与、効果がどれくらいかとか、他のガス、メタンガスがどれくらいとかっていうのがあるんですけど、変な話。
その二酸化炭素が何ppm、100万分のいくつみたいなものが少し上がっただけで、さっき言った大気から戻ってくる放射の95っていうのがほんの少し上がったりすると、地球の温度が全体的に0.何度上がるとか1度上がるとかっていうふうになってきます。
なので、けっこうね、センシティブではあるんですけど、絶対温度的に言うと、皆さんが暮らしてるのは絶対温度でいくと300度ぐらいでしょ。マイナス270を今の精子に足すから、だいたい300度ぐらいのところに生きてるんですけど、その300度ぐらいのやつがどれぐらい変動するかっていうところで生きていて、
今、人類が映画を極めているこの100万年、数百万年の時代は、まあまあ気温は安定しているんですが、その昔は暑かったり寒かったりしてるんですよ。
恐竜が死んでいったっていうのがあるじゃないですか。地球の気候が変わって、隕石が落ちて、地球が寒冷化して、恐竜が住めなくなったっていうのがありますよね。
かおり
隕石が落ちて、雲がもくもくと暑くなって、放射冷却が効かなくなって。違うな。
よしやす
外からの太陽からの熱が入りにくくなって、みたいなのがあるんですけど、恐竜が生きていた頃の時代は、今よりもだいたい10度ぐらい高かったんじゃないかというふうに、過去のデータとか化石やら何やらのデータから考えられていて、
二酸化炭素も2000ppm、今400ppm、だから100万分の400のはずなんですけど、たぶん今の5倍ぐらい二酸化炭素濃度が高い2000ppmぐらいで、気温が10度ぐらい高かったと考えられています。
なので温暖だったのね。地球自体はこんなに温暖なときもあれば、全球凍結っていって、赤道まで全部凍ってしまうような時代もあって、温度変化はとってもたくさんあるんですけど、ゆっくりな温度変化だったら、生物はついてきたわけ。
今もね、生き残ってるわけじゃないですか。恐竜は絶滅しちゃったけど、そのときに寒さに強かった、または寒いところに生き延びられるように間に合って進化したものは生きていて、それが私たち哺乳類のご先祖様だったりするんですけど、
というように、地球に優しくっていうのがちょっと変だなって思ってるっていう話なんですよ。だから、地球自体は10度とか20度とか変動があっても、別に死んじゃうわけじゃないんです。
ただ、急に温度が変わると、暮らしていきにくい動物や植物がたくさんいるっていう状況です。なんとなくこう、地球に優しくとか地球を守れっていう話はあるんですけど、地球自体は案外タフ。で、10度や20度、温度が変わっても地球自体が壊れてしまうわけではありません。一方で、そこで暮らしにくい動物や植物は絶滅したり、もしかしたら反映するものもあるかもしれません。
かおり
逆にね。
よしやす
そうそうそうそう。
かおり
絶滅してくれておかけで食べられない捕食者がいなくなるとかね。
よしやす
そういうのもあるし、今よりも涼しい方がよく繁殖できる。さっきも言いましたけど、二酸化炭素濃度とか酸素濃度とかも随分変わるので、酸素の濃度が高いと昆虫が大きくなっても大丈夫だったりね。大きいトンボの化石とかって見たことないですか。
かおり
あれ結構目の前にいたらすっげー怖いなーと思った。
よしやす
そう。酸素を体の隅々まで送り届ける力っていうのが、私たちは肺と血液があるからいいんですけど、昆虫とかそれが弱いのね。だから酸素濃度が高いと大きくなっても大丈夫なんですけど、奥の方まで酸素が行くんですけど、酸素濃度が今ぐらいだと昆虫は大きくなれないんですよ。ある程度から。
かおり
ほう。
よしやす
で、いうようにその時代時代、温度や二酸化炭素、酸素の濃度に適した動物っていうのが反映する可能性は十分にあります。でもそれは人間ではないかもしれません。恐竜の時代が終わったように人間の時代も温暖化で終わっていくのかもしれませんし、それを食い止めるっていうのをどこまですべきかっていうのはなかなか難しいなと思っています。
昔々ね、まだ地球の表面に酸素がほとんどない頃、シアノバクテリアという抗合性を始めた微生物というか、モみたいなものがあって、それが酸素を作りすぎたんで、海の中に溶けていた鉄はその酸素と結びついて、海の底に沈んで鉄の鉱脈になり、
かおり
はい。
よしやす
空気の中に酸素がたくさん出て、それが上空で紫外線に当たってオゾンになり、紫外線が地表に届かなくなり、要は地球の表面の状況を一変させてしまったわけ。
うん。
多分何千万年かけてね。
かおり
はい。
よしやす
っていうようなことで、人類っていうのはエネルギーを使いすぎて、地質学的にはほんの一瞬、100万年とか200万年生きて滅んでいった生物になるのかもしれませんし、もしかしたらこれを乗り切るのかもしれない。
で、ちなみに恐竜は今よりも10度ぐらい高いところで寒くなって死んでいったと考えられています。
はい。
はい。なので、ジュラシックパークみたいなね、昔の恐竜を復活させようみたいなのがあったときには、もしかしたら熱帯の一番暑いところじゃないと、その恐竜は復活しても生きていけないかもしれないですね。
はい。
みたいな感じで、地球の熱収支というのを考えたときに、人間がたくさんエネルギーを使ったから暖かくなるのではなくて、人間が二酸化炭素をたくさん出して濃くなると、先ほど言った空中からというか、雲や大気から戻ってくる放射熱が多くなるので地表の温度が上がっちゃいます。
地球の熱収支と生物の生存
よしやす
逆にほんのちょっとそこが変わるだけで、地表の温度は変わって、地球の表面は全球凍結っていう、赤道あたりでも海の表面が凍ってしまうぐらい冷たいときや、恐竜が暮らしていた頃の、今よりも平均気温が10度くらい高いというような、なんていうの、変動を生き延びてきて、それに対応した生物が生き延びてきたというのが、今の地球で。
これから人間は滅ぶけど、他の動物がなんとか生きていればいいかなって思うか、それともこの人間が作った温暖化がどんどん進むと、多くの生物が急な変化に追いつけなくなって、絶滅してしまうっていうのを危惧するのかもしれないし、その辺を含めてどう考えるかというのを、皆さんの中でも考えていただきたいなと思っています。
はい。
はい。
ちょっとね、あれなんですよ。
アースデイっぽくないなって思って、ちょっと外れて配信をしてみました。
はい。
はい。
ということで、今日この辺にしたいと思います。
そんな理科の時間では、皆様からのメッセージをお待ちしております。
ここに行ってきたっていうお話や、聞いてますだけのメッセージでも構いません。
質問については、月に1回取り上げてお答えする回を作っています。
皆さんからのメッセージをお待ちしております。
メールで送っていただく場合、メールアドレス、
理科atmark0438.jp、rikaatmark数字で0438.jpの宛先までお願いします。
また、ソンライプロジェクトというグループで運営しているウェブサイト、
そんない.comで、そんない理科の時間の番組一覧のページの右側にフォームがあります。
そちらのフォームから送っていただいても、私たちにメールが届くようになっております。
お好きなほうをお使いください。
はい。
あと、私たちの番組では、メール一通一通に対して受け取りましたというお返事は書いておりませんので、ご了承くださいませ。
一応、ラジオネームを書いていただいた方は、月に1回のメールの紹介のときにお名前を読み上げさせていただきますので、
ちゃんと届いているかどうかをそこで確かめてみてください。
毎月2回目の配信かな、でメールの回をやっております。
はい。
また、そんないプロジェクトは複数の番組配信を行っておりまして、
そんなことないっしょやそんない雑貨店という番組を配信しておりますので、そちらも興味があったら聞いてみてください。よろしくお願いします。
かおり
よろしくお願いします。
地球温暖化と生物の絶滅
よしやす
あとですね、audiobook.jpというプラットフォームで有料の配信をしております。
こちらはですね、月額固定のサブスクでこの番組が聞けるようになっておりまして、そちらにおまけの音源を付けています。
おまけの音源はだいたいただの雑談でですね、理科っぽい話は本編でだいたいお話をしていて、
有料版を聞いても知識が増えるとかはないっていう感じになっておりますのでご了承くださいませ。
皆さんが聞いてくれた時間に応じて私たちに報酬が入ることになっていますので、
もし番組を応援してくださる方はaudiobookでこの番組を聞いていただけると嬉しいです。
あとね、audiobook、たくさん本が音声読み上げで、生の声優さんが読み上げているものとかも多いので、
そちらにも行きどころたくさんありますので、そっちも見てみていただけるといいんじゃないかと思っています。
かおり
はい、よろしくお願いします。
よしやす
ということで、そんな理科の時間、第561回、この辺にしたいと思います。
かおり
お送りいたしましたのは、よしやすと、かおりでした。
よしやす
それでは皆さん、次回の配信でまたお会いしましょう。さようなら。
かおり
ごきげんよう。
44:00

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