温室効果

日差しがカンカンに照りつける日、窓を閉め切った車に乗り込んだことはありますか？車の外の空気はほどよく暖かいだけなのに、車内は息が詰まるほど熱くなっています。

車の透明なガラスは、外から入ってくる明るい日光をすっと通します。ところが、その光を受けて熱くなったシートや床が出す熱は、外へ簡単には出ていけません。熱がガラスの内側に閉じ込められてしまったのです。

地球の大気でも似たようなことが起きていますが、仕組みは少し違います。車内が熱くなるのは、実はガラスが熱を閉じ込めるからというより、熱くなった空気が外に逃げられないからです。地球には熱をせき止めるガラスの壁がない代わりに、空気中に混ざっている水蒸気や二酸化炭素のような気体が熱をつかまえて、再び送り返す方法で温度を守っています。

太陽から来る光は地面までそのまま通しますが、地球が宇宙へ返そうとする熱をつかまえて、また地面へ戻してくれます。このように、地球全体を巨大な温室のように包み込む現象が、まさに温室効果です。

この現象の本当の秘密は、太陽の光と地球の熱の波長（光の波の長さ）の違いにあります。

温度が数千度にもなるとても熱い太陽は、波長が短くてエネルギーの強い可視光線（目に見える光）を主に送ってきます。大気中の温室効果ガスは、この短い波長の光を吸収できず、そのまま通してしまいます。そのため、昼のあいだ太陽のエネルギーは無事に地面に届き、地表をまんべんなく温めることができます。

一方、太陽の熱を受けて暖まった地面は、太陽に比べればずっと冷たいです。そのため、エネルギーが低く波長の長い赤外線の形で熱を放出します。

このとき、二酸化炭素やメタンのような温室効果ガスの分子は、この長い波長の赤外線をするっと吸収して、activeに振動します。そして吸収した熱を四方に均等に再び放出し、そのうち一部は地表へ戻ってきます。結局、熱は宇宙へ簡単に逃げられず、大気の中にとどまるのです。

多くの人は温室効果という言葉を聞くと、地球温暖化や環境汚染のようなマイナスのイメージを先に思い浮かべます。しかし温室効果は、地球が生き物にとって住みやすい惑星であるために欠かせない恵みです。

もし大気中に温室効果ガスがまったくなくて、温室効果がなくなったらどうなるでしょうか。昼に地面が受けた熱が、夜のうちに宇宙へすっかり抜けてしまいます。そうなると、地球の平均気温は今の15度前後からマイナス18度ほどまで急降下して、世界中がかちかちに凍りついてしまいます。

月には空気がないため、昼は100度を超え、夜はマイナス170度まで下がります。それに対して地球は、厚い空気と海が熱を抱え込み、さらに温室効果が加わることで、昼夜の気温差が大きくならず穏やかさを保っています。

問題は温室効果そのものではなく、布団が厚くなりすぎたことです。人類が化石燃料を燃やしたことで温室効果ガスが増えすぎ、ほどよく逃げるはずの熱まで必要以上に閉じ込めてしまい、地球がだんだん熱くなっているのです。