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太陽エネルギー(短波長放射). 短波長反射. 長波長放射. -107. +342. -235. 大気からの放射. 雲・エアロゾル・ 大気等の反射. -165. -40. -30. 雲からの放射. -77. +67. 温室効果ガス 水・二酸化炭素・オゾン. 大気の吸収. 蒸発潜熱. +324. 地表の反射. -350. -40. -30. 戻り放射. -24. +168. -78. 熱放射. 熱伝達. 蒸発・蒸散. 地表による吸収. 地表による吸収. 数値の単位は [W/m 2 ]. 大気中の二酸化炭素は増えていますが
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太陽エネルギー(短波長放射) 短波長反射 長波長放射 -107 +342 -235 大気からの放射 雲・エアロゾル・ 大気等の反射 -165 -40 -30 雲からの放射 -77 +67 温室効果ガス 水・二酸化炭素・オゾン 大気の吸収 蒸発潜熱 +324 地表の反射 -350 -40 -30 戻り放射 -24 +168 -78 熱放射 熱伝達 蒸発・蒸散 地表による吸収 地表による吸収 数値の単位は[W/m2] 大気中の二酸化炭素は増えていますが 熱放射も増えていると思いませんか?
圧力 / mbar 高度 / km 温度 /K 大気中の水の循環 水の蒸発が地表を冷やし 低温の雨が地表を冷やす 地表の熱を上空に運ぶ 二酸化炭素濃度と大気温度 地表の温度は上昇するけれども 上空の温度は低温化する S.Manabe and R. Wetherald J. The Atmospheric Sciences Vol. 24, No. 3, pp. 241-259, (1967). 43年前に報告された計算結果温室効果の原因は a. 水蒸気 b. 二酸化炭素 c. オゾン d. 地表の反射率 e. 雲量
生命を育む地球環境に生命都市を築くSmart Cities = Living Cities • 1.知識(情報)と智慧(知的社会):情報化社会 • 2.世界の視点 (貧富・先進国・発展途上国):人類はひとつ • 3.穏和な自然環境の創造(環境共生社会):グローバルCOE
自然環境調和型エネルギー資源 (太陽・バイオ+メタン+石炭+原子力) 循環型社会 水 多様型 集約型 (情報+多様社会)のスマートシティー 課題 地球環境問題 ユビキタスIT社会 ヒートアイランド 人口問題 エネルギー資源 情報・智慧 世界の視点 食料と文化 安心・安全な社会 知的社会 未来社会への選択 自然環境調和型社会
自然環境の機能をもつ都市をつくる CO2 空調廃熱 CO2 蒸散 (水の蒸発) CO2 その他 の廃熱 表面温度の上昇 乾燥化 水の確保 雨水下水等 地表温度上昇の抑制 表面の高温化による熱放射
平均温度 /℃ 東京 ニューヨーク パリ 世界の都市の平均 Japan Meteorological Agency (March 2007) http://www.data.kishou.go.jp/climate/cpdinfo/himr/2006/himr2006.pdf 都市のヒートアイランド化 東京 ニューヨーク パリ
What is the relation between them? Air temperature increases by 0.006 °C/year Ice-berg melting? Sea-water expanding? http://people.iarc.uaf.edu/~sakasofu/index.php Sea level increases by 1.7 mm/year Water in/on land constantly flows into the Sea. http://climateaudit.org/2007/02/11/holgate-on-sea-level/ http://www.agu.org/pubs/crossref/2007/2006GL028492.shtml
Water is important? • Under a tree, there is a large water jar. • How trees bring water to each leaves?
森は大気に酸素を供給して、二酸化炭素を吸収し、太陽エネルギーと水から炭素化合物を生産して、他の生物の食料となり、また、炭素を地上に固定してくれます。さらに、気温を下げ、湿度調整をして快適な環境を与えてくれます。忘れてはいけないことに、根がたくさんの水を把持してくれていることです。森は大気に酸素を供給して、二酸化炭素を吸収し、太陽エネルギーと水から炭素化合物を生産して、他の生物の食料となり、また、炭素を地上に固定してくれます。さらに、気温を下げ、湿度調整をして快適な環境を与えてくれます。忘れてはいけないことに、根がたくさんの水を把持してくれていることです。 http://www.fao.org/forestry/fra/41256/en/
FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS http://www.fao.org/forestry/fra/41256/en/
酸素 生物の大量絶滅 平成13年度 森林・林業白書,農林水産省(2001)を元に情報追加 シアノバクテリア 生命の誕生 光合成生物の登場 2億年前:パンゲア大陸分裂 陸上に生物が進出 木性シダ植物による森林が繁栄 人類の祖先(猿人)の登場 (気圧) 10 1 二酸化炭素 6500万年前 2億2000万年前 2億5000万年前 3億6000万年前 4億3000万年前 気圧の量(分圧) 0.21気圧 0.1 0.01 氷期 3.5-2.5億年前 8-6億年前 22-24億年前 0.001 0.0003気圧 0.0001 40 30 20 10 0 (億年前) 現在からの時間 資料:田近(1995)をもとに一部改変 注:窒素等その他の気体は省略した. 図−1 地球スケールでの大気中の二酸化炭素および酸素量の変化
インターフェース人工空間の提案 焦点1=人 : 焦点2=自然 インターフェース人工空間 都市 人工的自然 野生環境 快適な内部環境 人工内部環境 ヒートアイランド 地球温暖化 水・食料・エネルギーの確保
蒸散 省エネルギー エネルギー消費 人工空間 内部環境空間 (仕事や睡眠) (高齢者生活環境) インターフェース空間 (人を守り,自然環境を守る) 自然環境空間 (1)内部空間を囲む省エネ・安心環境づくり(2)自然のなかでの健康的生活空間 (3)都市や街などの外部人工空間 ソーラーパネル (熱と発電) 雨水等の蓄熱水槽 必要最小限 快適IT空間 環境共生 危険 安心・安全
木の葉に学ぶ(夏の場合) 地表面の反射率(Albedo) 完全反射 1.0 新雪 0.8 〜 0.95 雲 0.5 コンクリート 0.3 沙漠 0.25 住宅地 0.2 密な植被 0.1 〜 0.25 森林 0.1 完全黒体 0 (水面 0 〜 1)
太陽エネルギーを受けても熱くならないパネル太陽エネルギーを受けても熱くならないパネル クールソーラーパネル A:ヘッダー B:集熱器 C:凝縮器 D:流量計 E:冷却塔 F:送液ポンプ G:圧力計 H:真空ポンプ I:オイルフィルトレーション J:水平面全天日射計K:傾斜面全天日射計 L:データロガー
出来る限り排熱しない空調 建物外部の環境共生に視点を置く 35℃ 0℃ 夏 冬 ヒートポンプ 熱を右から左へ移動 25℃ 水の蒸散 ソーラーパネル 25℃
開放的快適環境空間 日本の伝統である町屋の庭:涼しい空気とウェットな空間が生活に潤いを与える 建物の中にある庭は、水を打つことによって上昇気流を発生させ涼しい風を通すという機能がある。本当に涼しげな風が吹き抜ける空間は、外の暑さを忘れさせてくれる場所 http://www.higashiyamasanjo-hotel.jp/blog/cat60/
「人と社会」そして「人と自然」 人と社会 人と自然 地球温暖化 エネルギー資源 + 地球温暖化 エネルギー資源 循環型持続可能社会 (サステナブル社会) 水の循環 再生可能エネルギー 二酸化炭素排出削減 原子力発電 低炭素社会 Living Cities 人にとって安心な社会 (短期的特効薬) 人と自然にとって安心 (長期的ビジョン)
人への愛 地球(自然環境)への愛 季刊誌 ふぃーるでぃんぐ、NECフィールディング、No.108、2009冬号
街 街 街 街 街 街 街 街 Smart Cities