(57)【要約】      （修正有）【課題】温室効果に対する現象理解を深めるため、二酸化炭素の赤外線の放射と吸収を確認できる実験装置を提供する。【解決手段】温室効果気体である二酸化炭素が入っている二酸化炭素ボンベ１と、二酸化炭素を供給したり止めたりするバルブ１１を配し、又、二酸化炭素を容器３に導くチューブＡ２は、二酸化炭素ボンベ１からの二酸化炭素の温度が周囲の気温より低い時は長くして周囲の気温に近づける。手押しポンプ９は周囲の空気を吸い込んで送りだし、チューブＢ８を通して、シリカゲルなどの乾燥材を詰めた空気乾燥器７に空気を供給する。空気乾燥器７からの乾燥した空気はチューブＣ５を通して容器３に導かれる。容器３の下方には氷と水入れた氷水皿４１と温水を入れた温水皿４２を移動台４に載せて配置し、容器３の上面には放射温度計６を密着させる。それぞれを直線的に配置する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素を供給する二酸化炭素ボンベ（１）と二酸化炭素を供給したり止めたりするバルブ（１１）とチューブＡ（２）を設けるとともに、乾燥した空気を供給する手押しポンプ（９）とチューブＢ（８）と空気乾燥器（７）とチューブＣ（５）を設け、赤外線を通すための放射温度計用窓穴（３１）と対物窓穴（３２）と窓膜（３５）を備えた二酸化炭素と乾燥した空気を順次収容する容器（３）と、放射温度計（６）と、氷と水を入れた氷水皿（４１）と温水を入れた温水皿（４２）を移動台（４）で選択的に直線的に配置することを特徴とする温室効果実験装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、地球温暖化に関係する教育に際して、二酸化炭素の温室効果についての理解を深めるための実験装置である。
【背景技術】
【０００２】  温室効果とは、太陽から地球に到達したエネルギーを温室効果気体の働きで大気圏にとどめて、大気の温度を保つ効果である。温室効果気体としては水蒸気が最も多く、他に二酸化炭素、メタンなどがある。【０００３】  太陽からのエネルギーは可視光線が主体で、雲で宇宙へ反射されなければ、大気による吸収は少なく大半が地表に達し地表を熱する。熱せられた地表面は熱伝導と赤外線の放射によって大気を加熱する。
加熱された大気に含まれる温室効果気体は赤外線を放射し、その一部は地面や大気を再び加熱し地表面の気温を高める【０００４】  上空からの赤外線の量は上空に雲がなければ放射温度計を上に向ける事によって温度として測定できる。水蒸気は主要な温室効果気体であることから、空気中の水蒸気が多い時は高い温度、乾燥している時は低い温度を測定でき、水蒸気の温室効果に気付くことができる。【０００５】  赤外線の強さで温度を測定する放射温度計は赤外線の増減を検出する手段として使用できる。加熱された温室効果気体から放射される赤外線や、温室効果気体による赤外線の吸収による赤外線の減少を、温度測定値の変化として検出することができる。
本装置は放射温度計を赤外線の増減の検出手段として、温室効果気体の働きを体験する実験装置である。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】  従来の温室効果実験は、二つの容器の一方に乾燥した空気、他方に二酸化炭素を封入し容器にそれぞれ温度計を入れて、極力条件をそろえて一定時間加熱し、その後、自然に冷却をさせる。冷却段階の温度の降下の仕方を比較させ、二酸化炭素を入れた容器内の温度の降下が少ないことから、二酸化炭素の保温性で温室効果を理解させようとした例があるが、温度を変化させる事から、比熱の違いの影響があり、二酸化炭素の赤外線放射を説明する事は難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本考案は、赤外線の強さで温度を測定する放射温度計を用いて、二酸化炭素など温室効果気体からの赤外線の放射や吸収を温度測定値の差として測定する。
【考案の効果】
【０００８】  氷水など温度の安定した物体を約３０ｃｍ離れた位置から放射温度計で温度を測定する装置において、物体と放射温度計の間を乾燥した空気で満たした場合と、二酸化炭素で満たした場合の放射温度計の測定値は、物体と放射温度計との間の気体の温度を２５℃くらいの室温とした時、後者が１℃程度高い結果が得られる。
氷水を上空の低温の大気に対応させ、その下の空気に含まれる温室効果気体が放射する赤外線で放射温度計の測定値が高まったと考えられる。このことによって温室効果気体の気温を高める働きについての理解が深まると期待できる。【０００９】  温度が４０℃くらいの温水など温度の安定した物体を約３０ｃｍ離れた位置から放射温度計で温度を測定する装置において、物体と放射温度計の間を乾燥した空気で満たした場合と、二酸化炭素で満たした場合の放射温度計の測定値は、物体と放射温度計との間の気体の温度を２５℃くらいの室温とした時、後者が１℃程度低い結果が得られる。このことによって物体から放射される赤外線を減じて物体を保温する温室効果気体の働きについての理解が深まると期待できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１０】  低温の上空に対応させた氷水と、高温の地表面近く気温に対応させた温水の温度を二酸化炭素または乾燥空気を挟んで放射温度計により測定を行う装置である。【００１１】  以下、本考案を実施するための最良の形態について説明する。温室効果気体である二酸化炭素が入っている二酸化炭素ボンベ（１）、二酸化炭素を供給したり止めたりするバルブ（１１）、二酸化炭素を容器（３）に導くチューブＡ（２）は、二酸化炭素ボンベ（１）からの二酸化炭素の温度が周囲の気温より低い時は長くして周囲の気温に近づける。手押しポンプ（９）は周囲の空気を吸い込んで送りだし、チューブＢ（８）を通して、シリカゲルなどの乾燥材を詰めた空気乾燥器（７）に空気を供給する。空気乾燥器（７）からの乾燥した空気はチューブＣ（５）を通して容器（３）に導かれる。【００１２】  容器（３）の下方には氷と水入れた氷水皿（４１）と温水を入れた温水皿（４２）を移動台（４）に載せて配置し、容器（３）の上面には放射温度計（６）を密着させる。それぞれを直線的に配置する。氷水皿（４１）と温水皿（４２）の材質を熱伝導の良い銅を使用すれば上下を反転して配置したり、また形状を長方形すれば水平方向に配置することもできる。【００１３】  図２により容器（３）の構造を説明する。容器（３）の形状は１例として直径１０ｃｍ、長さ３０ｃｍの円筒である。上面にくりぬいた放射温度計用窓穴（３１）は放射温度計（６）の測定窓を遮らない形状になっている。底面の対物窓穴（３２）は氷水皿（４１）または温水皿（４２）からの赤外線を導入するため、放射温度計（６）の視野角より大きい穴である。窓膜（３５）は赤外線の放射が少ないポリエチレンのラップを使用し、容器（３）内の気体を密封する。容器（３）に二酸化炭素と空気を出し入れするチューブの差し込み口として、チューブＡ接続穴（３３）、チューブＣ接続穴（３４）がある。
容器（３）の材質を熱伝導の良い銅を使用し、扇風機により周囲の空気を容器（３）にあてることで容器（３）内の気温と周囲の気温との差が小さくなり実験結果の安定化に効果がある。また、温室効果気体として水蒸気を使うことも可能である。【００１４】  温室効果気体の赤外線放射についての実験方法の一例を説明する。
１  図１の装置を組み立てる。放射温度計（６）、容器（３）、氷水皿（４１）の位置を鉛直方向に配置する。
２  容器（３）とチューブＡ（２）の接続を外し、チューブＣ（５）を容器（３）に接続する。
３  手押しポンプ（９）を操作して乾燥した空気を容器（３）にゆっくり注入し、容器（３）に乾燥した空気を充満させる。
４  放射温度計（６）の測定値から５分間の平均値を求める。この値をＴＤとする。
５  容器（３）とチューブＣ（５）の接続を外し、容器（３）とチューブＡ（２）を接続する。
６  バルブ（１１）を操作して二酸化炭素を容器（３）にゆっくり注入し、容器（３）の空気を追い出しながら二酸化炭素を充満させる。
７  放射温度計（６）の測定値から５分間の平均値を求める。この値をＴＷとする。
８  二酸化炭素からの赤外線の影響でＴＷがＴＤより高くなる事を確認し、温室効果について考察する。【００１５】  温室効果気体の赤外線吸収についての実験方法の一例を説明する。
１  図１の装置を組み立てる。放射温度計（６）、容器（３）、温水皿（４２）の位置を鉛直方向に配置する。温水皿（４２）には約４０℃の温水を入れる。
２  容器（３）とチューブＡ（２）の接続を外し、チューブＣ（５）を容器（３）に接続する。
３  手押しポンプ（９）を操作して乾燥した空気を容器（３）にゆっくり注入し、容器（３）に乾燥した空気を充満させる。
４  放射温度計（６）の測定値から５分間の平均値を求める。この値をＴＤとする。
５  容器（３）とチューブＣ（５）の接続を外し、容器（３）とチューブＡ（２）を接続する。
６  バルブ（１１）を操作して二酸化炭素を容器（３）にゆっくり注入し、容器（３）の空気を追い出しながら二酸化炭素を充満させる。
７  放射温度計（６）の測定値から５分間の平均値を求める。この値をＴＷとする。
８  二酸化炭素による赤外線の吸収の影響でＴＷがＴＤより低くなる事を確認し、温室効果について考察する。【００１６】  温室効果による赤外放射量の平準化の実験の１例を説明する。
１  容器（３）に乾燥空気を充満させた状態で、移動台（４）を操作して、氷水皿（４１）と温水皿（４２）との放射温度計（６）の測定値の差を求める。この値をｄＴＤとする。
２  容器（３）に二酸化炭素を充満させた状態で、移動台（４）を操作して、氷水皿（４１）と温水皿（４２）との放射温度計（６）の測定値の差を求める。この値をｄＴＷとする。
３  二酸化炭素による赤外線の放射と吸収の影響でｄＴＷがｄＴＤより小さくなる事を確認し、温室効果について考察する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案の接続図である。
【図２】容器（３）の断面図である。
【符号の説明】
【００１８】１  二酸化炭素ボンベ
２  チューブＡ
３  容器
４  移動台
５  チューブＣ
６  放射温度計
７  空気乾燥器
８  チューブＢ
９  手押しポンプ
１１  バルブ
３１  放射温度計用窓穴
３２  対物窓穴
３３  チューブＡ接続穴
３４  チューブＣ接続穴
３５  窓膜
４１  氷水皿
４２  温水皿
【図１】
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【図２】
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