14. 仕事の合間に[1] jmSOloLMjYeK1ILJ 2017年6月30日 12:18:50 : h5zg8MtnPU : Hp46zvpeQaE[1]
初コメントのくせに長文ご容赦。
>・・・地表を暖めます。地表からはその熱が主に赤外線となって大気に戻ります。その赤外線を大気中の温室効果気体が吸収して大気を暖めます。暖まった大気は赤外線を四方八方に放射しますから、その一部はまた地表に戻ります。この繰り返しで地表はさらに暖まります。
小学校の理科によると、放射は熱の移動ですから、地表からその熱が赤外線となって大気に移動したら、地表はその分熱を失って冷めてしまうのではないですか？ そうだとすると、その赤外線で暖まった大気からの放射の一部がまた地表に戻って地表を暖めるとしても、大気に移動する地表からの熱よりも小さい熱で暖めることになって、地表の温度は大気に移動する前の温度よりも低い温度になりませんか？ （注
中学校レベルでの疑問。
「この繰り返し」ということの意味が、①単位時間当たりの熱の移動が次の単位時間、その次の単位時間・・・と次々に繰り返されるということなのか、それとも、②ある単位時間の太陽放射が地表を暖め→その暖められた地表→大気暖め→その暖められた大気→地表暖め→その暖められた地表→大気暖め→その暖められた大気→・・・という意味なのかはわかりませんが、どちらにしても地表の温度は、小学校の理科の通り、何回地表に戻って暖めたとしても、最初に太陽から地表に与えられた熱で生じる地表の温度を超えることはないことになります。
高校の地学履修レベルでの解釈。
地球全体を平均で考える場合、太陽の放射で実現できる地表の温度はマイナス18度。小学校、中学校での考えによると、太陽の放射で地表に移動する熱だけでは、温室効果気体があっても地表をマイナス18度以上にすることができないことになります。では、地表温度が15度になる原因はなに？
地球は、地殻の部分だけを見ても、深いところは温度が高く、地表に近づくにつれて温度が下がり、地表付近の平均地温は大気の平均気温（15度）と近似しています。ということは、地上付近の地下は、そのあたりを15度にするような熱量を持っていることになります。一方、地上付近の大気気温は太陽の供給する熱だけだとマイナス18度にしかならず、また、温室効果気体の放射の繰り返しも地表温度をマイナス18度以上にできないのは上述の通りですから、15度との気温差33度を埋める熱量を供給する熱源は地下にあり、15度の熱量を持つ地下からの熱移動によって地表および地表付近の気温の15度が保たれていると考えるほうが自然です。
地球内部からの熱移動が太陽からの熱移動よりもはるかに少ないから地熱は考慮する必要はないという考えが根強いようですが、地熱が地表付近の大気を15度付近に暖めているのですから、大気と地表の温度勾配はなく、熱移動は少なくて当たり前です。
＞地球が受け取るエネルギーと地球から放出するエネルギーは同じです
ということで、太陽から受ける熱は地球から出て行ってしまう以上、地表付近の気温を15度にするような熱量を大気に与える熱源は地下から移動してくる熱という結論になります。
（もっとも、地表で熱量となるときや放射・伝導という熱移動の過程では混じっていますので、あくまで大気の持つ熱量分の由来が地熱であるということです。）
注）松田佳久著「気象学入門」２０１４年５月２６日初版（東京大学出版会）36ページ以下の「温室効果の定性的説明」では、地表が受けた太陽光のエネルギーSと大気からの下向き放射S’の合計S+S'を地面の持つエネルギーとして地面の温度を算出し、太陽光Ｓだけの場合の温度と比較して「明らかに」前者が大きいとする。そして、「つまり、大気からの下向き放射Ｓ’があることにより、地面の吸収するエネルギーは増大し、それに見合って地面の温度も増大する。これが温室効果である。」と説明しています。
小学校レベルの疑問は、放射によって地表がうけた熱量が地面の温度上昇の原因だから、暖まった地面から大気に放射が出ていく場合には、地表の熱量が放射で移動して地表の温度は下がるでしょうという単純なものです。仮に大気からの放射が、地表が失った熱量をこえた熱量を移動してくるとすれば、地表は、確かに下がった分を補って余りある熱量を取りに戻すことになるから地面の温度は上昇することになります。が、そのためには、少なくとも余りある熱量の由来を説明しなければならないでしょう。
まさか、大気の内部で熱量が増産されていると考えられてはいないと思いますが・・・・。
http://www.asyura2.com/15/jisin21/msg/880.html#c14
題名には必ず「阿修羅さんへ」と記述してください。