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CO2による散乱温室効果
横畠 徳太(北大・地球惑星)
2002 年 8 月 27 日
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タイトルページ
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図は Kasting (1991) Figure 7 より引用
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Kasting (1991) の計算結果
太陽定数が小さい場合の解のふるまいについて: S/S0 = 0.7 を例
- 大気圧が増大すると大気構造が CO2 の飽和蒸気圧曲線に一致
- 地表気圧と地表気温は飽和蒸気圧曲線(図点線)上のある一点に「飛ぶ」.
- S/S0 = 0.8 の場合も同様.
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CO2 による散乱温室効果の概念図
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図は Pierrehumbert and Erlick (1998) Figure 1 より引用
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Pierrehumbert and Erlick (1998):
CO2 による散乱温室効果を最初に計算.
雲の吸収による効果を考慮していない.
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図は Forget and Pierrehumbert (1997) Figure 2 より引用
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Forget and Pierrehumbert (1997):
雲層の高度をどこにとるかが重要
- 大気の光学的厚さが小さい場合には,
散乱される赤外放射の大部分は地表から射出されたものなので
あまり問題はない
- 大気の光学的厚さが大きい場合には問題になる.
- Forget and Pierrehumbert (1997) では 0.1 hPa 面高度に置いた.
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今回の目的
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CO2 氷の複素屈折率
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複素屈折率から計算した CO2 氷雲の光学定数
- 1 次散乱アルベドはほとんど 1 に近い.
- 吸収はごく一部の波長帯でのみ存在.
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CO2 氷雲による反射吸収率
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CO2 氷雲におけるエネルギーバランス:
加熱因子 (warming factor) を導入.
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加熱因子の雲層厚に対する依存性
- 層厚の大きい場合には雲は冷却に働く.
- 原因はいわゆる「日傘効果」:
太陽放射に対し少しでも吸収があると,
多重散乱の結果透過光はほとんどなくなる.
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雲層の厚さをおおざっぱに見積もってみる: 基本的な考え方
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雲層の厚さをおおざっぱに見積もってみる: 詳細
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存在可能な雲層の厚さ
- 横軸は最初に与えた雲層の厚さ
- 色付き線は潜熱から見積もった雲層の厚さ
- 破線と色付き線との交点が存在可能な雲層の厚さ
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存在可能な雲層の厚さを緯度ごとに見積もってみる
- 入射太陽放射フラックスのみ緯度依存性を考慮
- 大気構造, 雲層存在高度は同じ
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参考文献
- Carr, M. H., 1996: Water on Mars. Oxford University Press.
- Forget F. and R. T. Pierrehumbert 1997: Warming early Mars with carbon
dioxide clouds that scatter infrared radiation.
Science, 278, 1273-1276.
- Kasting, J. F., 1991: CO2 condensation and the climate of early Mars.
Icarus, 94, 1-13.
- Pierrehumbert, R. T. and C. Erlick 1998: On the scattering greenhouse
effect of CO2 ice clouds.
J. Atmos. Sci., 55, 1897-1903.
- Warren S. G., 1986: Optical constants of carbon dioxide ice.
Applied Optics, 25, 2650-2674.
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Odaka Masatsugu, Sasaki Youhei & SUGIYAMA Ko-ichiro
2002-09-26
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