地球温暖化について論文を書いています。

地表をコンクリートで被覆すると、そうで
ない場合と比べて、何度気温が上昇するの
でしょうか?
熱収支方程式を用いて答えてください。
同時に一般的な熱収支方程式から導いた
過程も示してください。

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  • 登録:2004/05/13 21:40:32
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回答(4件)

id:kuippa No.1

くいっぱ回答回数1030ベストアンサー獲得回数132004/05/07 03:30:52

ポイント25pt

http://keioeco.net/data/study2003ondanka.htm

///慶應環境サークルE.C.O.///

同じ質問が二つあるようですが…こちらに回答しておきます。

正直、地表をすべてコンクリートで覆ったと仮定しても、

一時的な効果では地球上の地表温度は変わらないのではないでしょうか?

一般的なアスファルトの熱伝導率が0.12〜0.15kcal/m.℃.h

水で0.561W/m2・K(kcal/m.℃.h)

木材(乾)0.14-0.18でW/m2・K(kcal/m.℃.h)

です。

都心部にて局地的に気温が上がるのは地球温暖化に対する現象ではなく、人工排熱と蓄熱効果だと考えられます。

特に、アスファルトなどにおいては蓄熱効果があり、温暖化だなぁと感じさせるかもしれませんが、地球に与えられる太陽光による熱量はアスファルトがあるなしに係らず一定だと考えられます。

それよりもアスファルトが張られることにより地表から撤去される、バイオマスの影響、もしくは水の流れが土に染み込まないことによる熱拡散の影響の方が重要度が高いように感じます。

例えば、熱伝導係数がアスファルトと砂では殆ど等しいですが、砂漠の国アラブの平均気温は一年を通して20℃−35℃となっております。

水の温度が100度以上にならないように、物質の状態を変えたからといって同じ系にある限り温度に変化は無いと考えられます。

…もちろん、局所的にみれば、閉鎖された系になりますので魔法瓶のようになってしまう可能性大です。

ご希望の結果じゃないっぽいですね。。。

http://homepage2.nifty.com/NG/unit/heat.htm

単位換算 熱に関する量の換算

id:kinnikun

すみません。質問が適当でなかったです。

地球温暖化ではなくヒートアイランドです。

質問を具体的に言いますと、

一時的にでも、「真夏にコンクリート構造物に

よる放熱が作物に与える影響」について論理的に

証明したいのです。

つづいて、よろしくです。

2004/05/07 07:24:20
id:kuippa No.2

くいっぱ回答回数1030ベストアンサー獲得回数132004/05/07 11:44:02

ポイント25pt

初回の熱収支とはだいぶ離れてしまいますが、「真夏にコンクリート構造物による放熱が作物に与える影響」ということでお答えします。

まず、相互要素が多く存在するこのような場合の証明はあくまで机上の弁であることをお含み置きください。

その上での話ですが、現象を構成する重要な要素について考察します。

・人工排熱

室内の温度をエアコンなどで人為的に下げることにより、その熱が大気中に放出されます。もちろん車での活動などにて消費されたエネルギーも熱として大気中に放出されます。

・湿度の問題

元々日本は湿潤な気候であり、夏にも湿度が多いことから大気中の熱が地表付近に蓄積されやすくあります。

・河川の埋設

細かな河川が地下に埋設されることにより、排熱の役割が失われます。

・コンクリート、アスファルト

熱伝導係数が低いこれらの物体は一度熱を蓄積すると緩やかに熱を放出し冷えていきます。

この放出に必要な時間は、これだけだったら、前述のサイトに記載されている式をつかえば求めることが可能です。

大気中の温度、アスファルトの熱伝導率、空気の熱伝導率、接触面積が必要な条件かな…。

また、保水力もなく浸水性も乏しいため、水がすぐ流れてしまいます。そのため水の層変化にて大気中に発散され消費されるはずだった気化熱の消費エネルギーも減り、熱が地表付近に残留しやすくなります。また、コンクリート、アスファルトの熱を受け取るのがこれまた熱伝導に劣る大気であるのも、蓄熱に影響を与えるかとおもいます。

さらに言えば、起伏が乏しいこれら人工物は大気との接触面積も少ないことが要因にもなっているかと思います。

で、最後…作物についてなんですが…、

緑黄野菜もそうですが、植物は熱によって光合成しているわけではなく、

太陽光によって光合成をしています。

余分な熱は気孔(でしたっけ?)から水を蒸発させることにより逃がしているわけですが、周りが暑ければこの機能も十分に効果を得ません。(人間が汗をかいても熱が引かないのと一緒です。)

なので、作物の種類によっては育たないなどということが充分に考えられます。

…結末がしょぼくて申し訳ない。

id:kinnikun

kuipappaさん、ありがとうございます。

当方、頭があまりよろしくないのと、締め切り

が近いため、ダイレクトな答えをお願いします。

もう一度、質問を言い直すと、

「真夏のコンクリートの放熱による温度上昇を

求める熱収支方程式は?」

机上の空論でも結構です。

ダイレクトな応えには200ポイント以上

を約束します。

2004/05/07 16:34:59
id:takasiym No.3

takasiym回答回数165ベストアンサー獲得回数02004/05/07 18:28:11

ポイント30pt

ダメもとですが、このレポートは参考になりますでしょうか?

id:kinnikun

ありがとうございます。

ちょっと違うけど、参考になりました。

締切がせまってますので、終了します。

回答頂いた方、ありがとうございました。

2004/05/07 22:43:32
  • id:kuippa
    放熱

    申し訳ない、こちらも頭が緩いので、数式でバシっと返答することができません。
    というか、二次方程式の公式すら思い出せない今日この頃です。
    ただ、化学工学なりを勉強している現役の学生さんならば返答することができると思います。

    ヒートアイランド現象の重要な要素は人工排熱ですが、
    それを抜かしてアスファルトに蓄積された熱がどれだけの時間をかけて冷えるかは、
    次のように示すことができます。

    20℃の空気に接している、
    30℃コンクリート(熱伝導率 0.12〜0.15kcal/m.℃.h)が、
    一時間あたりに空気中に放出する熱量はどれほどになるか?
    表面皮膜は考えないものとする。

    と、すれば計算する人が計算すればざっくり計算できるような気がします。

    もっと外的要因を除いて考えると、

    2m幅×2m長さ×2m高さの部屋がある。
    室内気温20℃の空気に接している、
    2m幅×2m長さ×厚さ100mmの30℃の
    コンクリート(熱伝導率 0.12〜0.15kcal/m.℃.h)が、室内にあった場合、
    何時間で温度平衡に達するか、その時の温度は何度か?
    表面皮膜は考えないものとし、熱は空気を通して伝わるものとする。



    まったくもって勘ですが、1平米あたりに人間一人が居るぐらいの熱量じゃないですかね。
    一時間に1〜2度。6時間ぐらい掛けて外気と一緒になるような気がしますとさ。


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