地球環境の熱収支 大気組成の変化との関連で 地球型惑星のうちでの 地球の特色 地球型惑星の主成分:O, Si, Fe 地球だけに海←太陽からの距離 大気の主成分:金星と火星ではCO2が 主成分,次にN2 地球大気の特色: CO2は少なく,02が 多い。 CO2の減少とO2の形成 大気中のCO2の減少←炭酸塩の固定(化学変 化が主,のちに生物活動が重要) 補足:Ca, Na, Mgなどの陽イオンは岩石の風 化で供給 O2の存在は植物の光合成能力の進化による O2を消費する生物の進化 Cは石炭などとして固定 地球のエネルギー収支 空間および時間変化を無視すると次の関係 Stefan-Boltzmann lawから (1/4) S ( 1 - α ) = σ Te4 Sは地球の面積・時間当たりの 太陽放射エ ネルギー αは地球の太陽放射反射率 ←雪氷の広がり,大気中の雲とエア ロゾル σはStefan-Boltzmannの定数 Teは地球の有効放射温度 温室効果greenhouse effect Ts = gTe Tsは地上気温 g は温室効果の強さをあらわす 係数 ←温室効果ガス CO2, CH4など +効果) 大気中の雲とエアロゾル(−効果) 温室効果 まめ知識 「温室効果ガス」は現在,大気中に1%以下で 平均気温15℃ 。もし0%とすると、平均気温マ イナス18℃。つまり,33℃分も地上気温が上昇 している。 海か,暴走温室か 地球の面積・時間当たりの 太陽放射エ ネルギー Sが一定以上大きく,二酸化 炭素量が多いと,暴走して,海は全部 水蒸気に 金星が暴走の例か 全球凍結snowball 地球史初期には,Sは現在の約70% α,gを現在と同じとすると, Tsは現在よりかなり低く,全球凍結 そしてSが現在の値まで増えても,全球凍 結は維持されるはず。 しかしかつてのCO2濃度は高く,gは大き かった,と考えられる。 全球凍結とその解消 25〜6億年前の間に何度か生じて数百万 年オーダーで解消 解消の要因:火山ガス起源のCO2ガス この時代に火山活動が活発だったかど うか疑問だが,風化反応や生物活動が 非常に弱く, CO2ガスが固定されず, 大気に蓄積されたと考える
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