地球の大気量、二酸化炭素量を求める。(計算の答は有効数字2桁でよい)

 

1)地球の表面積を求める。

 地球の半径を6.4×106m、円周率を3.14とすると、地球の表面積は

 

  4×3.14×(6.4×106)2         (m2) …(a)

 

2)大気圧は、平均で1013hPa=1.013×105N/m2であるから、重力加速度9.8で割ることで

 kg/m2に直せる。その値が1m2あたりの大気の重さに相当する。

 

  1.013×105/9.8        (kg/m2) …(b)

 

3)地球の大気量は、上記の計算から求められる。

 

  大気の総量         (kg) …(c)

 

 大気中の窒素と酸素は、体積でそれぞれ78%21%を占める。分子量の違いを無視すると、

 それぞれの質量は

         窒素         (kg) 酸素        (kg)

 

4)現在の大気中の二酸化炭素の量は、体積で370ppmを占めるので、空気の平均分子量を29、二酸化炭素の分子量を44とすると、

 

 (c)         (kg)×3.7×10-4×44/29=         (kg) …(d)

 

5)一方、化石燃料消費などによる人為的な二酸化炭素の排出量は、年間2.3×1013kgと推計されている。このペースで排出が続いて大気中にそのすべてが蓄積された場合、100年後には大気中の二酸化炭素は現在のおよそ何倍になるか。

 

6)産業革命以降に人為的に放出された二酸化炭素の総量は1.0×1015kgと推定されている。産業革命前の大気中の二酸化炭素は280ppmと推定されているが、これにより計算される二酸化炭素の増加に対して、現在の値はかなり小さい。(←できれば計算せよ)

放出された二酸化炭素のうち、大気に入らない不足分はどこにいったのか、考察せよ。