ハーブ・ローズ著、2024年9月5日

温度計は科学のあらゆる分野で使用される器具である。生物学者、物理学者、化学者、その他の分野の科学者たちは、他の科学者が他の研究を検証するための基準として温度計を使用している。

その使用の根本的な性質から、温度計を使用する人々は温度計が提供する情報を理解していると思うかもしれないが、実際にはそうではない。

気象学や気候学は、この機器の使用を基盤としているが、この機器に対する理解の欠如により、それらは科学として失格であり、この機器がどのような情報を提供しているのかを理解しない限り、何が起こっているのかを理解することは決してできない。

この機器は非常に単純なものであるため、その仕組みや測定対象を知ることは当然のことだと思われるが、実際にはそうではない。

この計器には、エネルギーを得ると膨張し、エネルギーを失うと収縮する物質が含まれている。熱の獲得と熱の損失が等しくなる平衡状態が達成されたときに、測定値が確定する。

平均値を算出する計算機も、平均値を記録するメモリーチップも搭載されていない。この計器は、分子の運動によって熱が伝達されることで、そのときの状況を単純に測定するだけである。

運動エネルギーE=1/2mv^2ではなく、分子の運動量M=mvを測定している。

温度計が機能するには、エネルギー源として作用する物質が必要である。温度計は放射エネルギーの量を測定するのではなく、対流や衝突によって伝達されるエネルギーを測定する。

太陽と地球の間の空間には地球の表面を加熱するエネルギーがすべて存在しているが、物質がほとんど存在しないため温度は存在しない。地球の周りを回る衛星では、太陽に面した表面の温度は華氏250度(摂氏-250度)であるが、日陰の表面の温度は華氏-250度(摂氏250度)である。

温度計の基本的な構造は、エネルギーを吸収する測定用液体の貯蔵部と、液体が熱を吸収または放出する際に膨張または収縮する別の貯蔵部から成る。

液体が一方の貯蔵部から他方の貯蔵部へと移動すると、エネルギーがより高い方からより低い方へと流れるため、エネルギーを吸収する液体の量とエネルギーを放出する液体の量が変化する。

物体の温度を測定する際、温度計は、ある媒体から別の媒体へのエネルギーの流れを測定している。ある媒体からある区間で得たエネルギーは、別の区間で第2の媒体に失われる。

これは、川の水の流れや、電線に流れる電気のアンペア数を測定するようなものである。

温度計が大気のような気体で使用される場合、計器全体がただ一つの媒体にさらされることになる。これはもはや流れを測定しているのではなく、測定媒体が周囲の気体の体積から吸収したエネルギーの量を測定していることになる。

この使用法では、河川の一部の水量や電流の電圧を測定しているようなものである。

物体の温度と気体の温度を比較することはできない。なぜなら、それぞれ異なるものを測定しているからだ。一方では、ある媒体から別の媒体への流れを測定し、もう一方では、分子の体積に含まれるエネルギーを測定している。

測定される異なる特性を区別しないことは、電気における電圧とアンペア数を区別しないことと同じである。

温度計が測定するものの違いを示す簡単な実験がある。プロパンヒーターを部屋に持ち込み、点火する。温度計を使って炎の温度を測定する。

プロパンの酸化は常に同じエネルギーを生成するので、ガスの燃焼量に関わらず温度は変わらない。燃焼するプロパンから部屋の空気へのエネルギーの流れを測定していることになる。

部屋の温度計の数値は、燃焼しているプロパンの量に応じて変化する。これは、部屋の空気中のエネルギー量を測定している。プロパンを多く燃焼すればするほど、部屋の温度は高くなる。

地球の表面温度と、大気中の分子の数がはるかに少ない分子が吸収するエネルギー量と、多数の分子から失われるエネルギーの流れとを比較した結果、「温室効果ガス」理論という愚かな理論が生まれた。

エネルギーの流れを決定するには、エネルギーの量ではなく、分子のエネルギーのレベルを知る必要がある。分子が含むエネルギーの量に関わらず、エネルギーのレベルが高い分子から低い分子へと、常にエネルギーが流れる。

大気中の分子のエネルギーレベルを決定するには、高度での温度測定値をその高度での密度で割らなければならない。密度とは、一定の体積当たりの質量(分子の数)である。

密度の逆数は、一定数の分子の体積である。温度を密度で割ることにより、一定数の分子のエネルギーが得られる。

この値のグラフを見ると、大気圏内の空気分子のエネルギーは高度とともに直線的に増加し、さらに高い高度では指数関数的に増加することがわかる。温度計が描くジグザグの線は、エネルギーの流れを表しているわけではない。

水が水たまりから蒸発するには、エネルギーを吸収しなければならない。では、空気中の水分子は、温度が低いにもかかわらず、液体の水よりもエネルギーが少ないと誰が思うだろうか?

運動量保存の法則によれば、単位質量当たりのエネルギーが大きい物体から、単位質量当たりのエネルギーが小さい物体へエネルギーが流れる。物体の総エネルギー量に関わらずである。熱力学の第二法則は間違っている。

大気の密度は高度が上がるにつれて減少するが、これは気体分子のエネルギーが増加していることを示している(ユニバーサル・ガス法則、PV=nrt)。大気を温めているのは太陽であり、地球の表面ではない。

大気が熱せられるのは、大気中の酸素と窒素が太陽から放出される紫外線やより短い波長を吸収し、そのエネルギーを運動エネルギーに変換するからである。

すべての物質は放射エネルギーを吸収するので、大気が可視光線を吸収しないからといって太陽からエネルギーを得ていないという仮定は愚かである。

これは、異なる高度における酸素と窒素から形成される異なる分子によって示すことができる。

原子はエネルギーを失うために分子を形成する。分子の安定性はエネルギー損失の機能である。酸素分子1モルに492,000ジュールが加わると、酸素原子に分裂する。

酸素分子が原子に分裂するのは、太陽から吸収したエネルギーの短波長が分子を分裂させる大気圏上層部付近である。

この高度では周囲のエネルギーが高すぎるため、酸素原子は大気圏下層部まで移動し、太陽からのエネルギーのレベルが低下して、より多くの分子に分散されるまで、酸素分子を再形成することができない。

成層圏では、酸素原子が結合してエネルギーを失うことで、O2とO3の両方の分子が形成される。

成層圏のオゾン分子は寿命が長い。これは、周囲の高いエネルギーレベルが酸素分子への崩壊を妨げるためである。対流圏でオゾンが形成されると、周囲のエネルギーレベルが低いため、エネルギーの急速な損失が起こり、分子の寿命は短くなる。

オゾン分子を生成し、成層圏でそれを安定化させるのは太陽から届く紫外線エネルギーである。

大気の化学組成を調べれば、地表の温度計がより高い温度を示していても、地表からエネルギーを得ているはずがないことがわかる。

大気中の温度のばかげたジグザグのグラフは、エネルギーの流れやエネルギーの量を表していない。なぜなら、2つの温度は異なる値を測定しているからだ。地表からの流れと空気中の体積当たりの量である。

気象学者や気候学者が温度計が何を測定しているのかを理解するまでは、彼らは歴史の研究であり、科学ではない。