地球科学温室効果の問題です。

Question

地球科学 温室効果の問題です。全く分かりませんでした。ご教授の程宜しくお願い致します。

　宇宙から地球を見たときの平均温度は有効放射温度である、 255K であることが知られている。一方、全球平均の地上気温は 288K である。この違いは、温室効果気体の存在にある。地表面から上向きに放射された赤外線を大気中に存在する温室効果気体が吸収し、その高度での温度に応じた赤外線を宇宙に放出している。その結果、宇宙から観測される赤外線がもっとも強く放射されている高度に代表された温度の天体に見えることになる。その結果、赤外線の強さから地球の温度を推定すると、あたかも、高度 5km の大気の気温を測定しているようなことになる。もしも、温室効果気体の量が増えると、有効放射温度や地上気温はどのように変化するだろうか。以下の文章の中から、もっとも適切な内容のものを選びなさい。ただし、放射平衡は常に成り立っていると仮定する。

1. 赤外線を宇宙に放出する大気の代表的高度が増加する。そのため、有効放射温度は 255K より低くなる。

2. 赤外線を宇宙に放出する大気の代表的高度が増加するが、温室効果気体が増加することによって、その高度の有効放射温度は 255K より高くなる。

3. 赤外線を宇宙に放出する大気の代表的高度が増加するが、その高度の温度が 255K であることには変わりがない。その結果、温度減率が温室効果気体が増加する以前と同じであれば、地上気温は変化しない。

4. 赤外線を宇宙に放出する大気の代表的高度が増加するが、その高度の温度が 255K であることには変わりがない。その結果、温度減率が温室効果気体が増加する以前と同じであれば、地上気温は上昇する。

5. 赤外線を宇宙に放出する大気の代表的高度が増加するが、その高度の温度が 255K であることには変わりがない。その結果、温度減率が温室効果気体が増加する以前と同じであれば、地上気温は低くなる。

yos1912 · Accepted Answer

専門外で詳しくはわかりませんが、問題文から類推すると次のようなことかなと思います。こんな考え方をしたことがないので正解であるという保証はありません。放射平衡が成り立っているということなので..

１．地球が宇宙に放出する熱の総量は地表でのガス濃度と関係なく、地球が太陽から受け取る熱の総量に等しくなります。放出する熱の総量は表面温度に関係します(４乗に比例)から、表面温度は同じです。これが代表的高度の温度と見ることができます。

２．温度減率が一定ということから温室効果ガス減少割合が同じと考えられます。従って、代表的高度から現在の地表と同じガス濃度になるまでの高さは同じです。現在よりもガス濃度が大きくなっているのなら、その分だけ余分に高さが必要ということになります。これが代表的高度に影響していると思われます。
　温室効果ガス減少割合は大気の気圧減少割合に依存しているように思えます。なお、代表的高度のガス濃度が同じというのは、温度が同じなら、より高い所でのガスと放射の様相が全く同じになるはずだからです(下に何があろうと全く同じ事が起こる)。

yos1912 · Answer

補足です。
　１．は当然として
　温室高がガスが増えたら地表の温度がどうなるか、世間一般でいわれていることを当てはめると答えは一つに絞れますね。

佐波さん · Answer

右に同じで、さっぱり解りません。
https://www.s-yamaga.jp/kankyo/kankyo-kankyo-3-1.htm
図解が有る、こちらが、参考になるかも・・・

地球科学 温室効果の問題です。

専門外で詳しくはわかりませんが、問題文から類推すると次のようなことかなと思います。

補足です。

右に同じで、さっぱり解りません。

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