지구에 바다가있는 이유

지구는 바다의 행성입니다.

햇빛에 노출 된 지구 표면에 바다의 존재는 광합성 유기체를 만들고 지구 생태계가 확립됩니다.

1 대기 미만인 경우 물이 0 ° C에서 얼어 얼음으로 변한 다음 100 ° C에서 끓여 가스가됩니다. 지구와 같은 바다가 존재하기 위해서는 지구의 표면이 온도가 적어야합니다.

행성의 표면 온도가 어떻게 결정됩니까?

행성은 태양으로부터 빛 에너지를받습니다. 이것은 표면을 따뜻하게하는 주요 열원입니다.

반면에, 행성은 태양에 의해 따뜻해지는 열을 지구 표면에서 적외선 광선 형태의 외부 공간으로 따뜻하게합니다. 표면의 온도가 증가함에 따라, 다량의 적외선 광선을 방출하여 얻은 열이 공간으로 방출됩니다.

이 태양으로부터받은 에너지와 적외선으로 방출되는 에너지가 균형을 이루면 행성의 표면 온도는 일정한 값으로 설정됩니다.

예를 들어, 뜨거운 물을 욕조에 보관하는 것을 고려하십시오. 그러나 욕조는 계속 열려 있으며 내부에 뜨거운 물이 많이 있으면 스토퍼가 팽창하고 더 뜨거운 물을 생산할 수 있습니다.

이 경우 목욕에 쏟아진 물은 "태양 학적 에너지"에 해당하고 플러그에서 나오는 물은 "적외선 에너지"에 해당합니다. 목욕에 축적되는 물의 크기는 표면 온도의 크기에 해당합니다.

욕조에 많은 온수가 쏟아지면 동적 평형 상태가 달성되고, 뜨거운 물이 많이있는 반면, 온수는 동시에 플러그를 남기고 있습니다.

이것은 행성이 많은 태양 에너지를 받고 표면의 온도가 높다는 사실에 해당합니다.

슬롯 게임 효과는 무엇입니까

그래서 "슬롯 게임 효과"는 정확히 어떤 모습입니까?

이산화탄소와 같이 대기에 포함 된 슬롯 게임 가스는 "슬롯 게임 효과"를 유발하고 있습니다.

이 슬롯 게임 가스는 표면에서 방출되는 적외선 에너지를 흡수합니다. 흡수 된 에너지는 대기에서 우주로 방출 될뿐만 아니라지면을 향해 방출되어 표면을 따뜻하게합니다. 다시 말해, 지구의 표면은 태양 에너지뿐만 아니라 대기에서 방출되는 에너지를 받고 이중 용어로 가열됩니다.

욕조의 예에서는 플러그에서 나온 온수 중 일부가 다시 들어옵니다. 버리기로 여겨지는 온수가 돌아 오면 당연히 욕조에 축적되는 물, 즉 표면 온도가 증가합니다.

뒤로 던져야 할 에너지를 "슬롯 게임 효과"라고 ​​할 수있는이 메커니즘.

지구의 경우 슬롯 게임 가스가 대기 중에 존재하므로 표면 온도는 전혀없는 경우에 비해 30 ° C보다 더 따뜻합니다. 반대로, 슬롯 게임 가스가 없다면, 지구는 얼음으로 닫힌 매우 추운 행성이 될 것입니다.

이산화탄소는 최근의 지구 온난화로 인해 전례없는 악당이라고 불렸지만 기후 학적으로, 지구가 이산화탄소 덕분에 지구가 생명으로 가득 차 있다고 말할 수 있습니다.

통화는 구동력입니다

MR. Manabe의 업적은 그가이 복잡한 "슬롯 게임 효과"를 정확하게 계산하는 수학적 모델을 구성했다는 것입니다. 1967 년에 발표 된 논문에 따르면 계산 결과는 지구의 이산화탄소 농도가 시간을 두 배로 늘리고 표면 온도가 약 2.4 ° C로 상승 함을 보여줍니다.

보고서에 따르면이 계산 결과는 21 세기의 현재를 예측하지만이 백서의 입장은 단지 다양한 조건이 변경된 계산의 예일뿐입니다.

태양으로부터받은 빛의 에너지가 변할 때 흥미로운 계산 예도 결과에 포함됩니다. 예상 한 바와 같이, 지구가받은 태양 에너지가 지금부터 증가하면 표면 온도도 상승 할 것입니다.

Manabe는 "호기심은이 연구의 원동력이었다"고 말했다.

이산화탄소의 양을 자유롭게 바꾸고 태양 에너지를 조정함으로써 지구의 기후를 실험하기 위해 슈퍼 컴퓨터를 사용하는 논문에서, 부모가 구입 한 미세 검사를 사용하여 눈을 비추고 곤경을 관찰하는 초등학생과 같은 무고한 호기심에 대한 인상을줍니다.

이제, 나는 태양 에너지의 증가를 계산하는 것이 흥미 롭다고 말했다. 이것이 흥미로운 이유는 그것을 확장함으로써 거주 가능한 구역의 개념이 탄생하기 때문입니다.

태양 에너지가 증가하는 기후는 지구가 지금보다 태양에 더 가깝게 존재했을 때 기후와 동일합니다. Manabe의 계산에 따르면, 태양 에너지가 지금부터 20% 증가하면 표면 온도는 약 50 ° C에 도달하지만 바다는 여전히 제자리에 있습니다.

그래서 바다가 완전히 증발하기 전에 지구가 얼마나 가까이 태양에 도달 할 수 있습니까?

Rampage Greenhouse State

이 문제에 대한 연구는 일본과 미국에서 독립적으로 수행되었습니다.

그곳에 갔던 사람들 중 하나는 나고야 대학교 (당시)의 Komabayashi Makoto였으며, 다른 하나는 California Institute of Technology의 Andrew Ingersol이었습니다. Komabayashi의 논문은 1967 년 Manabe와 같은 1967 년에 출판되었으며 Ingersol의 논문은 2 년 후 1969 년에 출판되었습니다.

1967 년 또는 그 이전의 Manabe가 인용 한 두 논문은 이것의 영향이 크다는 것을 시사합니다.

실제로 Komabayashi와 Manabe는 같은 세대이며, 둘 다 도쿄 대학의 기상 지구 물리학과를 졸업했습니다.

Komabayashi 또는 Ingersol이 Manabe와 같은 슈퍼 컴퓨터를 사용하지 않는 한, 그들은 수학적 공식을 해결하고 다음과 같은 결론에 도달했습니다.

태양 에너지가 증가하고 표면 온도가 증가함에 따라 행성에 의해 방출되는 적외선 에너지의 양이 증가합니다. 이것은받은 에너지와 에너지가 방출되는 균형을 유지합니다. 그러나 수신 된 에너지가 더 많이 증가하고 표면 온도가 너무 많이 증가하면 행성에서 방출 될 수있는 에너지는 고원이 될 것입니다.

다시 말해, 두 논문의 중요한 결론은 "지구와 같은 행성에서 적외선으로 방출 될 수있는 에너지의 양은 제한적이라는 것"이라는 것입니다.

그 물이 하루에 욕조가 넘쳐나는 것처럼 물이 떠나는 물의 양을 초과하면, 지구가 방출 할 수있는 적외선 에너지가 고원에 도달하면 태양 에너지가 초과되고 표면 온도가 끝없이 상승 할 것입니다.

이것을 "런 트롤 슬롯 게임 상태"라고합니다.

표면 온도는 얼마나 멀리 증가합니까? 모든 바다는 증발하고 바위는 녹을 때까지 상승합니다.

이 행성이 방출 할 수있는 에너지의 한계는 이제 "Komabayashi-ingersoll 한계"라고하며 원칙적으로,이를 초과하는 태양 에너지를받는 행성에는 바다가 없습니다.

다시 말해,이 "Komonobayashi-ingersol 한계"는 바다를 거주 가능한 구역이라고 불릴 수있는 행성의 궤도 영역의 내부 한계입니다. 태양계뿐만 아니라 다양한 스타 시스템에서 해상 행성은 외부에만 존재할 수 있습니다.

어떤 의미에서, 더 많은 자유를 제공함으로써 Manabe의 "슬롯 게임 효과"이론을 개발 한 것은 Komabayashi였습니다.

Manabe and Komabayashi

그들은 같은 세대이며 같은 세대 출신이기 때문에 Manabe와 Komabayashi는 친한 친구 인 것 같습니다.

두 사람은 일종의 대조적 인 연구 생활을 계속했습니다.

Manabe는 미국에서 그의 풍부한 연구 자원을 사용하여 슈퍼 컴퓨터 내에서 대기와 바다의 정교한 시뮬레이션에 빠져 세계 최초의 대기 바다 커플 링 모델을 만듭니다.

반면에, Komabayashi의 관심 범위는 끔찍하게 넓었고 무엇보다 그는 자유 롭습니다. 1960 년대에 그는 화성의 이산화탄소 구름과 목성의 암모니아 구름을 재현하기 위해 선구적인 실험을 수행했지만 (그러나 그들은 끊임없는 실패로 말해졌지만), Kyoto University의 이론적 물리학에서 태양 광 강우 이론에서 공통성을 발견했을 때의 태양 광 강우에서 기상 이론을 가진 공통성을 발견했습니다. 몽골 대학교 (University of Mongolia), 독특한 해외 뉴스 레터와 주쿠리스를 학술 저널에 게시하여 모든 차이를 만듭니다.

Komabayashi는 연구원이자 교육자였습니다.

Komabayashi는 Nagoya University에서 기상 대학으로 이사하여 교장으로도 활동했습니다. 그는 젊은이들이 기상학에 관심을 갖도록하는 방법에 대해 생각하고 있었고 마나베에게 미국의 교육 상황에 대해 물었고 조사를 수행했습니다.

도쿄 대학에서 "대기 순환에 대해 알고있는 것을 제출하는 것"에 대한 응답으로 많은 학생들은 많은 다이어그램과 문장을 썼으며 마나베는 4 개의 수학 공식 만 썼습니다. Komabayashi는이 답변은 "가장 좋은 방법으로 일반적인 순환을 해결 한 Manabe-San만이 가장 먼저"라고 말했다.

Komabayashi는 2020 년 6 월 1 일 89 세의 나이로 세상을 떠났습니다. 우연히도 오늘 날씨 기념일이었습니다.

나는 Komabayashi에게 노벨상을 수상한 것에 대한 Manabe의 인상에 대해 물어보고 싶었습니다.