[O-04] 高校生によるポスター発表

[O04-P47] 水蒸気の温室効果について探る～水蒸気で気温をコントロール！？～

*阿部 ひかる¹、*鈴木 ミチル¹、*鈴木 瑠花¹、清野 芙梨¹ (1.酒田南高等学校)

キーワード：地球温暖化、気象、水蒸気、温室効果

背景・目的

　現在、大きな環境問題の1つとして地球温暖化が取り上げられている。私達は授業でこの地球温暖化に関する調査・研究を行ってきた。私達は特に地球温暖化の原因に着目して研究を進めていた。その中で、地球の地表平均温度は−18℃程度しかないが、実際は14℃程度までに温められている。この働きのうち、8割程度が水蒸気の温室効果であると考えられている。ここまでの働きがあるのなら、地球温暖化に対する水蒸気の温室効果も大きいのではないかと考えた。そこで、本研究では温暖化の有無に関わらず、水蒸気の温室効果を利用することによって、地球の気温をコントロールできる可能性、方法について探っていくことを目的とした。

仮説

水蒸気の変化と気温の変化は関係している

方法

実験、文献調査


〈実験〉

実験1 水蒸気量を変化させると、気温はどの程度変化するのか

変数：水蒸気量

定数：気温


実験2 標高（気圧）を変化させると、気温はどう変化するか

変数：気圧

定数：気温

＊標高（気圧）と水蒸気の関係

水蒸気を含む大気が上昇すると、気圧の低下に伴い大気は膨張し、気温が低下する。気温が低下すると飽和水蒸気量が小さくなるため、大気に含まれる水蒸気は凝結する。凝結が起こるときに水蒸気が気温に与える影響を実験する。


実験3 照射量を変化させると、気温はどう変化するのか

変数：照射量

定数：気温

＊日光の照射量と水蒸気の関係

日光の照射量が高くなると、気温は高くなる。しかし、そこに水蒸気があればどうだろう。気温が高くなるほど水蒸気は周りの水を含んでいく。その場合、気温はどう変化するのかを実験する。


実験4 紫外線を変化させると、気温はどう変化するのか

変数：紫外線

定数：気温

＊紫外線と水蒸気の関係

水蒸気に紫外線が当たると水分子が化学反応を起こし、水素と酸素に分解される。その結果、水素は軽いため宇宙へ、酸素はオゾン層へ留まる。このような関係がある中で気温はどう変化するのかを実験する。


予想　　

実験1 水蒸気量が増えると、気温が高くなる

実験2 標高（気圧）が上がると、気温は低くなる

実験3 日光の照射量が増えると、気温は高くなる

実験4 紫外線が増えると、気温は高くなる


展望

実験の1〜4を行い、その結果から仮説・予想に対する結果、考察を行う。

水蒸気量などの変数による気温の変化を踏まえ、どの条件下で、気温が変化しやすいのかを理解する。その上で、人為的に気温を低くした環境、高くした環境をつくり、実験を行い、実験1〜4の再確認をする。