今日2024/07/01は朝から雨
地表の70%が降雨に貢献し
122ペタワットのエネルギーに相当する
人類は乾燥地帯生活の歴史が長いせいか多方の人は雨が嫌いだ。しかしよく考えれば真水を得る方法は元をただせば雨に由来する。
エネルギーと最新の精製を使って真水得たとしても全人類の真水使用量は満たせない。つまり雨なしには生きては行けない。
雨の元は海水と太陽光である。地球表面の海の面積は
地球の表面積は約510百万平方キロメートルであり、そのうち約70.8%が海洋で覆われています。したがって、地球表面の海の面積は地表全体の約70.8%に相当します。
地球の海洋面積に照射される太陽光エネルギーの年間総和は非常に膨大な量です。
地表の70%が降雨に貢献し
地球全体に照射される太陽光エネルギーのうち、およそ70%は海面に到達します。このエネルギーは海洋の温度変動や気象パターン、海流の形成などに影響を与えます。
具体的な数値については、地球に照射される太陽光のエネルギー量は年間で約1.74×10^17ワット(174ペタワット)とされており、その70%が海洋面に到達します。したがって、海洋面に照射される太陽光エネルギーの年間総和は約1.22×10^17ワット(122ペタワット)になります。
122ペタワットのエネルギーに相当する
122ペタワットのエネルギーのうち水蒸気を発生させるために使われる太陽光エネルギーはおよそどのくらいでしょう?と聞いたら、AIは停止してギブアップ
ウェブで調べると約2割ということなので
24.4ペタワット使われていると概算される。原発一基で平均理想的な運転で100万キロワットつまり10^9ワットなので、
原発100万基。
水蒸気発生に消費されるエネルギー量は、地球に照射された太陽光のうち海洋面に到達するエネルギーの70%として計算できます。
海洋面に到達する太陽光エネルギーの年間総和は約1.22×10^17ワット(122ペタワット)であり、そのうち70%が水蒸気の発生に消費されると仮定すると、水蒸気発生に消費されるエネルギーは以下のように計算できます。
1.22×10^17ワット × 0.7 ≈ 8.54×10^16ワット(85.4ペタワット)
したがって、水蒸気発生に消費されるエネルギーは約85.4ペタワットです。
さらに3.5倍なので原発350万基必要になる。もうそんな原発核燃料は資源として存在しない。
坂田昌弘・編著「環境化学 (エキスパート応用化学テキストシリーズ)」(講談社サイエンティフィック 2015)
には水の蒸発速度として以下の様なデータが紹介されていました。
海上の総蒸発量 436.5×103 km3/y
陸上の蒸発散量 65.5×103 km3/y
(20ページ、図2.1より)
地球全体での蒸発量は海と陸地の値を足して502.0×103 km3/yです。地球の全表面積が5.10×108 km2 で割ると面積当たりの蒸発量は単位に注意して 984mm/y となります。先に示した最大値 4778mm/y より小さくて2割程度ですね。
エネルギーに換算すると、水の比重が1、蒸発潜熱が2257 kJ/kg として計算すると70.4kW/m2、約70W/m2となります。これは地球に入射してくるエネルギー342W/m2の約2割、当然ですが先ほど蒸発量の最大値と比較した場合と同じ結果になっています。
ペタは10^15なのでその倍率は10^6
100万の原発施設が常に稼働するイメージです。如何に雨というものがありがたいのか、そして太陽のおかげで生きている我々の恵まれた環境よくわかります。