「温室効果」はdeliberate misnomer（故意の誤称）と言われている。「温室効果」および「温室効果ガス」という用語は実際の温室が暖まる現象とは全く機序が異なり、誤解に基づく不適切な名称である。しかし、このネーミングが一般人の感性に受け入れられやすいため地球温暖化問題がここまで大騒ぎになった大きな要因のひとつであり、温暖化論者の狡猾さがうかがえる。本ブログでは今後はできる限りこれらの用語は使用せず「赤外活性」「赤外活性気体（ガス）」という用語を使用することにする。ただし、混乱を招くといけないのでカテゴリーには「温室効果」をそのまま残しておく。
この温暖化問題の誤解の原点には灰色大気モデルがあるような気がする。熱力学の初歩中の初歩でだれもが最初に通る道である。それゆえあまりにも簡略化し過ぎたこのモデルの影響から温暖化信者は抜け出せないのではないか？いや抜け出せないからこそ温暖化信者なのだろう。以下に灰色大気モデルと実際の地球大気との違いを思いつくままに書いてみる。
灰色大気モデルとは惑星の上空に太陽放射はすべて透過させるが、地表面からの赤外放射をすべて吸収し再放射する仮想の大気層を考えたものだ。（図1）
まず、大気が何もない場合地表面の放射平衡から（σはStefan-Boltzmann定数）
I=σTg4 ∴Tg=4乗根(I/σ) ・・・・・・①
次に太陽からの入射エネルギーには透明で地表からの赤外放射をすべて吸収する薄い大気層が図のように存在すると仮定する。地表面での放射平衡から
I+σTa4＝σTg4
大気層での放射平衡から
2σTa4＝σTg4
この二つの式からσTa4を消去して
2I=σTg4 ∴Tg=4乗根(2I/σ)・・・・・・②
①と②を比較すると大気がない場合に比べて地表面の温度は 2の4乗根倍（約1.25倍）に上昇することになる。これが「温室効果」と一般に言われているものである。
地球の場合、大気が存在しない場合の理論値は255K。実測値はおよそ288K（15℃）でこの差33Kが「温室効果」によるとされている。（理論通りなら約319K=46℃）しかし、この灰色大気モデルはあまりにも単純化されすぎていて多くの問題点を含んでいる。気がつくままにそれらを列挙してみる。（あくまで個人的な考えであることを断っておく）
1. 灰色大気モデルの場合空中に浮遊している薄い層を仮定しているため「地表面」の定義がその存在の有無によらず自明である。しかし、現実の地球大気は地表面に接しておりどこを「地表面＝地球の表面」と定義するのかという問題が出てくる。現在主流の考え方は従来通り「地表面」を固体地球としその直上の大気の温度で代用しているが、これが正しいかどうか議論はなされていない。この場合大気も地球の一部であり、大気最上層を地表面とする。あるいは大気層厚の中間高度とか、対流による影響を避けるため対流圏最上部とか、あるいは大気は無視して今までどおり地表面そのものの温度にすべき（直上の気温ではなく）とか、きちんとした議論があってしかるべきであろう。
2. 灰色大気モデルでは非現実的な空中に浮遊した薄い層を仮定しているため、対流や伝導が起こらず、熱の移動は放射だけを考えればよい状況である。それゆえ「放射平衡」を考えることに全く違和感はない。しかし現実の地球大気は引力によって地表面と接しておりある程度の厚みを持っている。そのため対流や伝導による熱の移動が起こっている。そのような動的な大気に「放射平衡」という概念を押しつけることが果たして適切なのであろうか？ここもほとんど議論されていないように思う。
3. 灰色大気モデルでは薄い層を仮定しているため層内部のミクロな構造や分子の運動は無視されており、全く考慮されていない。たとえばこの層は吸収した赤外放射をそのままあらゆる方向に放射するように仮定されているが、実際の地球大気では頻繁に分子衝突が起こっており地表面放射を吸収したあとそれが再放射される確率はごくわずかである。また灰色大気モデルの場合は地表面および灰色大気ともに「黒体放射」を行うことが大前提となっているのだが、実際の地球大気は地表面からの赤外放射の一部しか吸収しない。特に二酸化炭素の吸収域は極端に狭い。もちろん放射も同様である。以前本ブログでも触れたようにここでとんでもない勘違いをしているのが角皆静男、ESD、SGWである。自分の思い込みから、ESDは「赤外不活性」の新定義を提唱、SGWにいたっては「通常ふく射」という新概念を導入して何とか赤外活性分子に黒体放射をさせようと必死であった。「温暖化」という結論が先にあって、そこへ向かって無理やりこじつけやごまかしを使ってでも強引に話を持っていく。まさに温暖化論者の真骨頂である。彼らも灰色大気モデルを通ってきたはずで、その先入観にとらわれて前に進むことができないでいるようだ。
以上、長々と書いてきたがまとめると、
1.地表面をどこにとるか。2.対流、伝導が起こる状態に「放射平衡」を想定することは妥当か。3.いわゆる「再放射」は起こらず、しかも二酸化炭素の場合その波長域は極めて狭い。
筆者自身にも答えがわからないものもあるが、これらはすべて灰色大気モデルの先入観から生じたものではないかと思っている。
[4回]
PR
COMMENT