静岡ラーメン放浪記

温室はなぜ温かいのか

　たまにはサイエンスネタでも書いてみます。
「温室はなぜ温かいのか」という問題です。
「そりゃあ温室だからだよ」と一蹴された方がいらっしゃいましたが、ここは一つきちんと考えてみましょう。

　ここで言う「温室」とは古典的な、ガラスで囲われた建築物を指します。
昔は近所にもありましたが、最近ではあまり見かけませんね。
温かい原因はこのガラスにあります。

地面が温かくなるのはなぜか？
もちろん太陽が温めてくれるわけです。
ではどうやって温めているのかといいますと、太陽からはたくさんの「電磁波」がやってきます。
これは本質は同じものですが、波長によって色々と名前が付けられています。
波長の長い方から電波、赤外線、可視光線、紫外線、・・・という具合に呼ばれています。

　さて、その中で主にエネルギーを運んでくるのが、可視光線と赤外線です。
これが昼間地球を温めてくれるわけですが、当然もらうだけではありません。
地球自身も宇宙空間に向かって電磁波を出しているんですね。
そのほとんどは、「赤外線」として放出しています。
そうしないと地球の温度はどんどん上がるばかりになります。

　「赤外線ストーブ」というのもこの赤外線を利用して温めているわけですね。
実際は赤く色が付いていますが、これは見えないと分かりづらいので、あえてつけているという話もあります。

　そんなわけで大地は昼間温められ、夜間は冷却されるという繰り返しになります。
そこでガラスの出番です。
ガラスは二酸化ケイ素などを主成分としていて、可視光線は通過させますが赤外線を良く吸収します。
したがって、昼間は太陽からの可視光線を通過させて、それが下の地面を温めます。
同時に太陽からの赤外線と、地面からの赤外線を吸収してしまいます。
本来は宇宙空間に出て行ってしまうはずの熱が、ガラスによって止められるわけです。
そのために温室内の温度の低下が妨げられることになります。
当然夜間の温度低下もかなり防いでくれます。

　それ以外に外部の大気と遮断することによっても温度の低下が防げるんですが、やはりメインはこの赤外線吸収にあります。
ちなみに、夜間に空が曇っていると、その雲が赤外線を吸収するので、気温が下がりにくくなります。

　この温室のガラスと同じ役割をしているのが大気中の「二酸化炭素」で、酸素や窒素に比べて赤外線を吸収しやすい性質を持っています。
太陽からやってくる赤外線を吸収する分には問題ありませんが、大地から宇宙空間に放出されている赤外線を吸収してしまうので問題が起こります。
これがいわゆる「温室効果ガス」と言われる理由ですね。

　温室のガラスが吸収する量はごくわずかですが、二酸化炭素は桁が違いますから困ったことになります。
産業革命以来、炭酸ガスが次第に増えていって、現在では国際的な問題になっているというのはご存じの通りですね。
現在では目標値を定めて削減に励むというのが、世界の標準になりつつあるようです。

　というわけで、温室のお話でした。