二酸化炭素はなぜ上空に？

Question

こんにちは。よくわかっていないので教えてください。
どうして二酸化炭素は上空に溜まるのですか？対流しているなら二酸化炭素の濃度は上空地表とも一定にならないのでしょうか？
あと、二酸化炭素によって地表からの熱がはね返るなら、地表に太陽からの熱が到達する前に、上空の二酸化炭素ではね返されてしまうということはないのでしょうか？
質問がへたですが、真剣です。どうかよろしくお願いいたします。

spiral88 · Accepted Answer

質問者のkamehame8さんへ。
後段の質問に対しても、正しい回答を書き込んだ方が良さそうなので、返答を書き込むことにします。

＞あと、二酸化炭素によって地表からの熱がはね返るなら、地表に太陽からの熱が到達する前に、上空の二酸化炭素ではね返されてしまうということはないのでしょうか？

　kamehame8さんが、このような質問をされるということは、環境省等の行政機関による「温暖化のメカニズム」説明文の、「二酸化炭素が地球放射の熱（赤外線）を吸収し、再び地表に戻しています（再放射）」という記述を読んで、疑問が生じたからだと思います。

　結論から申し上げますと、二酸化炭素が地表面に向けて再放射する赤外線によって、地表面（固体・液体）は絶対に加熱されませんので、元の説明文はデタラメだと言うことになります。

　何故かというと、大気中の二酸化炭素が、地表放射の熱を吸収したとしても、その熱は周辺を取り巻いている気体へと拡散されるだけになるからです。

　地球放射による熱を吸収した二酸化炭素は、地球の大気の９９％を占める温室効果の性質を持ち合わせていない二酸化炭素を取り囲んでいる気体（窒素、酸素等）が吸収され、それらの気体の運動エネルギー（振動）へと変換されます。

　この過程を専門的な用語で説明すると「赤外線を吸収した二酸化炭素は振動励起状態になり、周辺の分子と衝突する無放射緩和過程を経て失活する」となります。

　補足として、太陽光による地球大気の加熱メカニズムも説明しておきます。

　気温が低い日でも、太陽の光を受けると、肌がポカポカ暖かく感じますね。地面も海も空気も、この太陽光線によって温められています。
　ただし空気は、太陽に温められた地面によって温められます。

　これは、太陽放射エネルギーは、0.6μm付近を中心とする可視光部で最も高く、地球大気は、可視光と赤外線の一部、および電波の一部に対しては、ほとんど透明ですが、それ以外の波長に対して不透明だからです。
　そして太陽光の赤外線のほとんどは、大気中の水や二酸化炭素分子などによって吸収・散乱され地上には届きません。
（参照：月刊科学雑誌 『Newton』2007年07月号 第3章 光の正体　透明と不透明(2)）

参考URL：http://blogs.dion.ne.jp/spiraldragon/archives/6735764.html#more

shalhon · Answer

一部分のみの回答ですがご容赦ください。

>あと、二酸化炭素によって地表からの熱がはね返るなら、地表に太陽からの熱が到達する前に、上空の二酸化炭素ではね返されてしまうということはないのでしょうか？

これは、太陽からの熱の波長がＣＯ２で跳ね返されないものだからです。地球放出される熱の波長はＣＯ２に吸収・再放出されます。

参考URL：http://www.dia.janis.or.jp/~nccca/sub2-1.htm

spiral88 · Answer

kamehame8さんへ。
ANo.3の返答の中で、「地球が約１５℃を保っている」という部分は、地球表面の平均気温のことです。

太陽からの放射エネルギーと、地球からの放射エネルギーから、地球の平均気温を弾き出す際に用いられる「シュテファン＝ボルツマンの法則」で導き出した「－18℃」とは、地表面から約5500ｍ上空の平均気温です。

より詳しい説明は、リンク先の、「正しい地球の保温システムの説明とは」をご覧下さい。

参考URL：http://blogs.dion.ne.jp/spiraldragon/archives/6760431.html

spiral88 · Answer

kamehame8さんは、環境省が監修した温室効果を説明する図を見て、疑問を感じたからこそ、今回の質問をされたのだと思います。

そもそも、温室効果ガスによる地球温暖化仮説という理論が、誤っている理論です。
二酸化炭素は、地表面に漂う性質の気体ですので、例えば東京タワーの真下と展望台で二酸化炭素の濃度を測定すれば、当然地表面の方が濃度が高くなります。
よって、環境省の説明図自体がデタラメだと言うことになります。
二酸化炭素濃度の上昇傾向を示す際に良く用いられている「キーリングカーブ」は、海抜3400ｍでの二酸化炭素濃度の変化ですし、気球観測データなどは、高度1万～4万メーターの二酸化炭素濃度変化のデータです。
台所に設置されているガス検知器が、低い位置に取り付けられているのも、二酸化炭素が床面から堆積するからです。
硫化水素よりも重い気体である二酸化炭素の、大気中の濃度分布が一定であるわけがないのです。（H2S=1.1905、CO2=1.5290、O2=1.1053）

次に、二酸化炭素ガスが地表面が放射する赤外線の一部を吸収したとしても、気体温度が100℃以下であれば、気体が再放射する赤外線によって、周囲の気体や地表面が加熱されるなどという物理現象は起こりません。
ましてや、地球の大気中濃度が０．０４％に過ぎない二酸化炭素が放出する赤外線によって、周囲の９９．９％の気体温度が上昇などしません。

地球が約１５℃を保っている保温効果は、大気の99.9%を占めている窒素と酸素による「圧力効果」によるものです。
　つまり、「正しい地球の保温システム」とは、断熱効果が高い性質の窒素ガス・酸素ガスによる、「質量」と「熱容量」による「保温システム」と言えるのです。
さらなる具体的な説明は、リンク先の「地球の保温システム」で見過ごされている、窒素・酸素による保温効果（仮説）をご覧下さいませ。

参考URL：http://blogs.dion.ne.jp/spiraldragon/archives/7019014.html

cliomaxi · Answer

>二酸化炭素は上空に溜まるのですか？

勿論重力が有るからです。

>二酸化炭素の濃度は上空地表とも一定にならないのでしょうか？

排出も吸収も全く変化無ければいずれは一定になりますが、そう云う事はあり得ません。
沸かしたばかりのお風呂でも上面は熱くても下面は水のままになっている事が有りますよね。
それと同じです。

>上空の二酸化炭素ではね返されてしまうということはないのでしょうか？

http://www-cger.nies.go.jp/qa/4/4-1/qa_4-1-j.html

※質問がへたというより検索のコツ(Google等の検索エンジンの利用)を覚えましょう。
あなたの質問なら「二酸化炭素　温暖効果」と云った具合です。
このキーワードで検索すればあなたの質問に対する回答がここに質問して待つより遥かに効率的に且つ速やかに回答に辿り着きます。

EFA15EL · Answer

よく分からないのですが、二酸化炭素が上空に溜まっているというのはどこからそう思ったのでしょうか？
温室効果という言葉でしょうか？だとしたら認識がちょっと違います。二酸化炭素が増えているのは、空気全体の濃度の話であって、上空だけというものではありません。もちろん仰る様に対流圏（成層圏より下）では、その名の通り対流していますので、どれかの成分だけが一定層に溜まったりもしません。

また、二酸化炭素は熱を跳ね返しているのではなく吸収（及び放射）しているのです。
温室効果という言葉もややこしいのですが、実はビニールハウスみたいなものでは無いんですよね。空気中の二酸化炭素（及び温室効果ガス）濃度が増す事で結果として気温が上がるためにこのような名前がつけられていますが、その原理はビニールハウスとは根本的に違います。
地球の周囲を二酸化炭素の層が覆って疑似ビニールハウスを作っていると思っているのだとしたら、それ自体が間違いです。

二酸化炭素はなぜ上空に？

質問者のkamehame8さんへ。

一部分のみの回答ですがご容赦ください。

kamehame8さんへ。

kamehame8さんは、環境省が監修した温室効果を説明する図を見て、疑問を感じたからこそ、今回の質問をされたのだと思います。

>二酸化炭素は上空に溜まるのですか？

よく分からないのですが、二酸化炭素が上空に溜まっているというのはどこからそう思ったのでしょうか？

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