質問: 温暖化ガスの内、CO2は植物の光合成に使われて消費されますが、 動物のゲップなどから出てくるメタンはその後どうなるのでしょうか? 分解されずに大気中に蓄積されてしまうのでしょうか? それとも何らかの形で分解されているのでしょうか?
回答: メタンは成層圏に達し、紫外線により炭酸ガスと水に分解されます。分解されるまでの期間は10年程度です。 メタンは炭酸ガスの21倍の温室効果があるとされていますが、それは水蒸気(メタンに比べて圧倒的に多い)も含まれる実際の大気中の温室効果の大きさではありません。 赤外線の吸収波長は7.6μmであり、地球放射がどの温室効果ガスにも吸収されない波長8~14μmの大気の窓領域からはずれています。 大気通過後の放射スペクトル分布 温室効果ガスの吸収スペクトル 7.6μmは空気中に大量(2%前後)に含まれる水蒸気の吸収波長と重なっていて、水蒸気とメタンの両方の効果により、メタンの吸収波長の地球放射は吸収し尽くされて、再放射により地球放射と同じ大きさの大気放射が地表に戻っています。平たく言うと、大気の窓領域では放射冷却によって冷えるけれども、メタンの吸収波長7.6μmでは、放射冷却によって冷えないということになります。 近藤純正先生のHP 図3.5 大気放射スペクトルの例 7.6μmでは大気の窓領域のように宇宙まで出て行っている地球放射はありませんから、メタンの濃度が増えてもさらに吸収できる地球放射はなく、温室効果は高まりません。 メタンの吸収波長では、水蒸気とメタンとで温室効果を100%発揮済ですから、現時点ではメタンの温室効果を心配する必要はなく、排出規制も不必要です。 温暖化によって極地のメタンガスや深海底のメタンハイドレートからのメタンガスの排出が促進され、温暖化が加速されることを心配する人がいますが、吸収波長の7.6μmの地球放射は吸収し尽くされていますから、さらに温室効果が高まることありません。 現在の大気中で実質的な温室効果ガスとしてふるまうのは、大気の窓領域の中に吸収波長9.6μmが含まれる対流圏オゾンのみです。 水蒸気、炭酸ガス、メタン、一酸化二窒素ともに吸収波長での地球放射を吸収し尽くし、吸収波長で宇宙まで出ている地球放射は存在しないため、現在以上に濃度が高くなっても温室効果は高まりません。