温室効果の検出に挑戦する

尝试检测温室效应

基本信息

批准号：
21650205
负责人：
土橋一仁
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Tokyo Gakugei University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

二酸化炭素等による温室効果を実験室で検出するためには、以下の(1)～(3)の大問題を解決することが不可欠である。本研究では、研究期間内に(2)及び(3)の問題を解決することができたが、(1)については、平成23年4月現在もなお試行錯誤を繰り返している。(1)の問題を解決した後、改めて本課題に挑戦することを計画する。(1)地球大気のモデル化:地球大気をモデル化する際、二酸化炭素等の温室効果ガスは容易に入手できるが、それを封入しておく適当な容器が身近にはない。この容器は、可視光も赤外線もほぼ完全に透過させる素材で作られていなければならない。身近で安価な素材としてポリエチレンが有効であることが分かったが、より完全な素材として、実験段階では岩塩を導入することにした。しかし、真空容器内に脆弱な岩塩を窓材とした1気圧の箱(二酸化炭素または窒素を密封し、かつ両気体を自由に交換できるようにする)を実現するのは困難で、実験期間内に空気漏れを止めることができなかった。この箱については、平成23年4月現在も、改良を試みている。(2)「冷たい宇宙」のモデル化:実験室の壁や天井からは、たえず10ミクロン程度の赤外線が放射されており、これが温室効果の検出を困難にしている。この問題については、-30℃まで冷却できるフリーザーを導入し実験器全体を冷却することで、解決することができた。(3)安定した太陽のモデル化:太陽放射の代わりとなる安定(出力変動1%程度)かつ高出力(100W程度)の光源が必要である。この問題は、最新の大型高出力直流安定化電源とハロゲンランプを導入することで、ほぼ解決することができた。

为了在实验室中检测二氧化碳等引起的温室效应，必须解决以下主要问题(1)至(3)。在本研究中，我们能够在研究期间解决问题（2）和（3），但截至2011年4月，我们仍在对（1）进行反复试错。解决问题（1）后，计划再次接受这个挑战。（1）地球大气模拟：在模拟地球大气时，二氧化碳等温室气体很容易获得，但附近没有合适的容器来封装它们。容器必须由对可见光和红外光几乎完全透明的材料制成。尽管聚乙烯被发现是一种有效且廉价的材料，但我们决定在实验阶段引入岩盐作为更完美的材料。然而，很难在真空容器内制造一个带有由脆性岩盐制成的窗口的1大气压箱（密封二氧化碳或氮气，并允许两种气体自由交换），并且在实验期间无法停止。漏气。截至 2011 年 4 月，我们仍在努力改进此框。（2）模拟“冷宇宙”：实验室房间的墙壁和天花板不断发射出10微米左右的红外线，导致温室效应难以察觉。我们通过安装一个可以冷却至-30℃的冷冻机并对整个实验装置进行冷却来解决这个问题。 (3)稳定的太阳建模：需要稳定的(输出变化约1%)和高输出(约100W)的光源来替代太阳辐射。通过引进最新的大规模、高输出直流稳压电源和卤素灯，这个问题在很大程度上得到了解决。