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。

为了检测由二氧化碳等引起的温室效应，在实验室中，必须解决以下主要问题（1）到（3）。这项研究能够在研究期内解决问题（2）和（3），但是（1）仍在2011年4月进行反复试验和错误。解决问题（1）后，计划再次解决这个问题。（1）对地球的大气进行建模：在建模地球大气时，很容易获得诸如二氧化碳之类的温室气体，但附近没有合适的容器来封闭它们。该容器必须由一种材料制成，该材料几乎可以完全透明可见光和红外光。已经发现，聚乙烯是一种熟悉且廉价的材料有效的，但是作为一种更完整的材料，在实验阶段引入了岩盐。但是，很难在真空容器中使用一个1连接的盒子（密封二氧化碳或氮，并允许两种气体交换），使用脆弱的岩盐作为窗户材料，并且在实验期内无法停止空气泄漏。截至2011年4月，该盒子仍在尝试改进它。（2）对“冷宇宙”进行建模：经常从实验室的墙壁和天花板上散发出约10微米的红外线，从而难以检测温室效应。可以通过引入可以冷却到-30°C并冷却整个实验设备的冰柜来解决此问题。（3）建模稳定的太阳能：稳定（约1％的输出波动）和高功率（约100W）的光源需要替换太阳辐射。通过引入最新的大型DC稳定电源和卤素灯，几乎可以解决此问题。