４０地球温暖化と温室効果～色による熱吸収性の違いについて～

１

研究の動機

○夏は白っぽいほうが涼しく、冬は黒っぽいほう

最近はいろいろなところで「地球温暖化」といが温度を保ちやすいであろう。

う言葉が聞かれる。その原因のひとつに、私たちの生活活動によって出される二酸化炭素があり、そこで温度があがりやすいと思う色を予想してみた。（２８人参加）

このままいくと、２１世紀の終わりにまでには、温度があがりやすいと思った数（人）

地球の平均気温は１～３℃上昇すると聴いた。
また、私たちはこうした地球温暖化をすぐにストップさせることはできないだろうが、何かでき302520

白黒ことができるのではないかという意見である。

茶0紫

夫することで、夏は涼しく、冬は温かく生活する

青

5黄緑

壁の色を工夫したり、夏や冬に着る衣服の色を工緑10橙

きたのが、自分たちの家の屋根やカーテンの色や温度があがりやす
いと思った数（人）黄15

赤ることがあるのではないかと考えた。そこで出て日本は四季により気温の差が激しい国なので、私たちは快適に過ごそうとして、夏は冷房器具を、図１

温度があがりやすいと思う色

冬は暖房器具を使う。そのために電気を消費し、また石油ストーブなどから二酸化炭素を放出す

３

実験方法と結果る。色を工夫することにより、夏涼しく、冬温か＜実験１＞ 温室効果がどのように起こるのかをく過ごせるならば、二酸化炭素の放出量を抑える調べる。

ことになり、光熱費やエネルギーの節約にもなる口を切ったペットボトルに温度計を固定し、と考えた。そこで、色により、熱吸収性がどれく片方のボトルの口にサランラップをかぶせる。サ

らい違うにかを、水や大気で調べてみることにしランラップがないものとあるものの温度上昇の違た。

いを調べる。

２

実験の目的○「温室」は本当に温度が上昇しやすいのかを実験を通して確かめる。
○色によってものの温度がどのように変わるかを調べ、色の違いにより熱吸収性の違い がどのようにあるのかを考察する。
○太陽光や電球でものを暖めるときに、効率のよ
い色はどれかを調べ、建物やカーテン衣服の色をどう工夫すれば、夏涼しく、冬温かく過ごせるかを考察する。
図２３

実験の仮説（予想）○閉じこめた「温室」にすると温度が上がりやすく、冷めにくい状態 （温暖化）になるだろう。
-1-

実験１の装置

結果はサランラップをしたほうが、ぐんぐん温度があがっていった。これが温室効果というものだとよくわかった。
-2-

た太陽熱と電球からの熱、両方で調べた。

ラップありとなし℃

40.035.0
30.0
25.0
20.0
15.0
10.0
5.00.0気温（ラップあり）℃
気温（ラップなし）℃

1

図３3579分

11 13 15

ラップあり（温室）となし＜実験２＞ 温室効果ガスは本当に温度を上昇させるのか。
実験１と同様に、２本のペットボトルに片方は図５

二酸化炭素を入れ、もう一方は空気を入れ両方と実験３の装置

16.0

もサランラップをかぶせる。

紫黄色
茶色
黒白
赤緑なし

上昇温度（℃）

14.012.0
10.08.06.0
4.0
2.00.01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13時間（分）

図５実験３のグラフ（１）

温度上昇が大きかった順に並べると、黒→緑→茶→紫→なし→赤→黄→白の順であった。水で
図４も同じような結果が得られた。また、太陽熱でも、実験２の装置

結果は二酸化炭素を入れた方が、温度が上昇し電球からの熱でも同じような結果が得られた。ていきました。二酸化炭素などの温室効果ガスが大気中に多いと温度が上昇しやすいことがわかり５考察ました。

(1) 温室効果とはどういうものか。
電球の光と熱がプラスチックを通過し、ボトル5内の空気を温めた。この熱は、入ってくると同時

4
普通の空気

℃

3

二酸化炭素濃度の高い空気

21に放熱される。この入る 熱と出る熱の差により温度が上昇する。
どちらのボトルも同じ熱量で温められているが、口の開いたボトルよりも、サランラップで被00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10分ったもののほうが温まり方が大きい。これは開いた方は、外部の空気と混じり合うためである。このボトルを地球に見立てたとき、大気が閉鎖され

図５

実験２のグラフ＜実験３＞た空間にあるほうが温度上昇が激しいということ

色による熱吸収率の違いである。また、その温度上昇は平衡温度に達する

いろいろな色画用紙、セロファン、色紙を試験と止まるが、その温度は、閉鎖された空間のほう管にまいて、温度上昇の違いを調べた。

が高い。この高い状態で安定した時が、地球温暖水と空気と両方の温度上昇の違いを調べた。ま化と呼ぶのだろう。この温室効果は、二酸化炭素-3--4-

等の温室効果ガスの濃度が大きいほど高く、今回を着ることが効果的である。白・水色クリーム色の実験では２倍近くの温度上昇があることが確認等がよいであろう。また家のカーテン等も同様でされている。温室効果のある気体は、二酸化炭素ある。冬はその反対で、黒・紫・茶色等の色が効以外にも、フロンｶﾞｽ、メタンガス等があげられ果的である。ているが、今回は実験していないのでぜひまた確

また家の屋根の色についても同様のことが言えかめてみたい。

る。屋根の色を明るくするほど、エネルギーの節(2 )約になり、冷房費等がおさえられる。一軒あたり色による温度変化の違い

黒は温度上昇が激しい。これは熱を吸収してしまう性質が黒にはあるためである。その一方で、ではごくわずかなものでも、日本いや世界全体ではすごい節約と省エネになると思う。

白は水も空気も上昇温度が一番低かった。これはまた色別セロファンの実験からは、透明な色ガ熱を吸収せずに反射してしまうためであると考えラスや、透明フィルムをガラスに貼る等の工夫がられる。何も色紙をまかない（色をつけない）場考えられる。緑や黄色・赤・青等のセロファンを合は電球で水を温めた際には一番上昇温度が大き貼ることで、室内の温度を高く保つことができる。

かった。これには非常に驚いたが、何も服を着な逆にいえば、車のガラスに色つきのフィルムを貼いことは、涼しいのではなくかえって暑いのであることにより室内の温度は上昇するため、夏はエると考えた。

アコン等の使用頻度が多くなってしまう。これで黒が温度上昇が大きく、白が低い理由を熱の吸は省エネにならない。夏はフィルムをはずし、冬収量の違いであると考察したことが正しいか調べはフィルムを貼る等が一番理想的である。温室効てみた。

果を、野菜等のビニールハウス栽培に活用するな
ら、ガラスを色つきにすることにより、冬の温室

9080706050403020
100内の温度を保つことができると考えられる。
６

今後の課題
温室効果が、大気が閉鎖された状態で起こることはわかってきた。しかし、大気中に二酸化炭素
白

桃色

クリーム色

黄色

ベー ジュ

水色

金色

アプリコット

灰色

バラ色

オレン ジ

赤

コーヒー 色

茶

黄緑

黒赤褐色
ぐんじょう

図６

色による反射率の違い

最も温度上昇の低かった白の反射率は 82 ％であり、これは受けた光の 82 ％を反射し、吸収すの量やメタンや窒素酸化物が多く含まれると地球温暖化につながるというが、それについては今回の実験では確かめることができなかった。今後、実験１の空気に二酸化炭素やメダンガス、ブタンガス、排気ガスなどを混合して同様の実験をしたらどうなるだろうか調べてみたい。

るのは 18 ％であることを示す。このグラフから

また地球温暖化対策として、今回は色の違いに見ても黒や、紫（ぐんじょう）茶色は、上昇温度注目したが、実験１の方法で、色紙をまいて調べが高かった実験結果の裏付けができた。てみても同じ結果がでるのかやってみたい。

(3) 地球温暖化対策にどう利用できるか。

７

感想・反省

実験結果をもとにして、色による熱吸収性の違この実験をやってみて、日頃あまり考えていないがどう地球温暖化対策にどう利用できるかを考かった衣服やカーテン・壁の色が、生活の中の温えてみた。

度に影響を与えていることがわかった。水色など

地球温暖化を直接防止できる分けではないが、は見た目に涼しいだけでなく、熱吸収性（反射性）

できるだけ夏は涼しく、冬は暖かく生活すれば、の違いによるものなんだとわかった。だから夏の冷房費や暖房費の節約になり、また暖房器具等に服は、白とか水色とはピンク色が多いんだなと実よって出る二酸化炭素の量を抑えることができ感した。この頃クールビスと言われるけれど、うる。そのためには、単純だが、夏は白っぽい洋服

すい青系の色はクールビスにぴったりの色だと思-5--6-

った。意外と黄色も夏に適した色なんだと思った。 １０

資料

秋になると茶系の服が増えるが、これは季節感

この研究を終えてから学年のみんなで、わたしだと思っていたが、熱を吸収するという意味でもたちにもできることを話し合った。以下はみんな効果があることがわかった。の意見である。

この研究は選択理科の時間を使って進めた。なので選択理科のある日が曇っていたりすると太陽光では実験ができず、電球を使用した。また水と空気と両方で実験したが、電球・太陽光それぞれ、水と空気で実験してみないと正確な考察はできない。
省エネということでは、温度上昇だけでなく、温度がどのくらい下がっていくか、また断熱材等を工夫して、温度を下げないようにするにはどうすればよいか等も今後選択理科で実験してみたいことである。このような実験をやるときに、実験誤差が多くなるので、なるべく正確にやれるようにしたい。
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おわりに「地球温暖化」について研究しようということでこの研究を始めたが 、「温室効果」とういう言葉の意味がわかった。この温室効果もビニールハウスでの促成栽培などの産業に利用されれば社会のためになるが、地球全体の気温が上がってしまうのでは困る。
また、この温室効果による地球温暖化対策として、小さな努力や配慮で、地球のエネルギー消費量を節約し、快適に過ごすことができるんだなと感じた。自分たちができる小さなことを実行していきたい。これからも、この研究をさらに続けていきたいと思う。
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参考文献
GE ＭＳ教師用ガイド「地球温暖化と温室効果」
ジャパン GEMS センター

発行

小学校理科「楽しい自由研究」
森本信也

編

東洋館出版社

家庭におけるエネルギー科学アメリカコラルド科学センター
静岡エネルギー環境教育研究会訳-7--8-