高輝度LEDを利用した温室効果実験器開発への挑戦

使用高强度 LED 开展温室效应实验的挑战

基本信息

批准号：
22K18618
负责人：
土橋一仁
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Tokyo Gakugei University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18618/
关键词：
地球温暖化ガス排出削減大気現象地球観測

项目摘要

本研究の目的は、二酸化炭素による温室効果を実験室で検出するための実験器の開発にチャレンジすることである。地球温暖化の原因として、今や温室効果という言葉を知らない人はほとんどいない。しかし、温室効果の原理を正しく理解している人は少なく、むしろ誤った理解が全国的に拡散している。これは、温室効果を理解するための適切なモデル実験が存在せず、誤った理解に基づく実験例が流布していることが原因である。温室効果は、太陽放射により温められた地面が赤外線を放射し、それを地球大気が吸収して赤外線を再放射することにより、地面がさらに温められる効果である。温室効果の正しい理解を普及させるためには、よく知られた温室効果ガスである二酸化炭素を利用して、太陽・地球大気・地面の間の熱のやり取りを忠実に再現する直感的にも理解しやすい実験器を開発する必要がある。しかしながら、惑星スケールの現象である温室効果を実験室で再現することは極めて困難である。温室効果を再現したとする実験は日本でも数例報告されているが、それは実験の実施者の誤った理解に基づくものであり、信頼に足る検出例は未だに報告されていない。これを実現するためには、適切な太陽と地球大気のモデルを製作する必要がある。ここ十年ほど、我々は温室効果の原理に基づく実験装置の開発にチャレンジし、それを実現するためのアイデアを蓄積してきた。本研究では、太陽のモデルとして最近開発・販売されはじめた高輝度LEDライトを利用する。また、地球大気のモデルとしては、１気圧の気体を封入した容器の窓材として、薄いプラスチックフィルムを利用する。これらを導入した装置をマイナス40℃程度のフリーザーに入れて、温室効果実験器として完成させる計画である。研究初年度の令和４年度は、必要な物品の選定や実験室の整備を中心に作業を行い、翌年度から実験を開始するための準備を進めた。

这项研究的目的是挑战实验设备的开发，以检测实验室中二氧化碳的温室作用。现在很少有人知道温室效应是全球变暖的原因。但是，很少有人对温室效应的原理有正确的理解，实际上，虚假的理解正在全国范围内传播。这是由于缺乏合适的模型实验来理解温室效应，并且基于错误理解的实验示例的传播已经传播。温室效应是，太阳辐射散发出的地面会发出红外线，吸收了地球的大气层并重新辐射红外线，从而进一步加热了地面。为了对温室效应有正确的了解，有必要使用众所周知的温室气体使用二氧化碳，忠实地再现忠实地重现太阳，地球大气和地面之间的热量的直观且易于理解的实验仪器。但是，在实验室中复制温室效应是一种行星尺度现象，这是极其困难的。在日本，已经有几项实验复制了温室效应，但是这些实验是基于对实验者的错误理解，并且尚未报告可靠的检测案例。为了实现这一目标，有必要创建适当的太阳和地球大气层的模型。在过去的十年中，我们一直在基于温室效应的原理开发实验设备的发展，并积累了实现它的想法。这项研究使用了最近开发和出售的高亮度LED灯，作为太阳的模型。此外，作为地球大气层的模型，薄塑料膜被用作含有气体在1个气氛的容器的窗户材料。该计划是将这些设备在约-40°C的冰柜中引入冰柜的设备，并将其作为温室效应实验设备完成。在2022年研究的第一年，该公司专注于选择必要的物品并准备实验室，并为第二年的实验开始做准备。