頭を整理するために書き出しているものです。たびたび書きかえる見こみです。文章にしてしまった材料や、深く考えないことにした材料は、消してしまうこともあります。

人間活動起源の二酸化炭素が気候変化にとって重要であることの説明

• 人為起源気候変化(地球温暖化)のしくみの科学的認識は、基本的に次の2段階からなる。
  • (1)人間活動が二酸化炭素を大気に排出し、大気中の二酸化炭素濃度を増加させている。
  • (2)大気中の二酸化炭素濃度が増加すると、全球平均地上気温が上がることを代表的特徴とする気候変化が起こる。
• 前【別の文書】に「地球温暖化の認識は物理・化学を基礎とする理論が先行した」と書いたのは、(2)についてだった。
• (1)のほうの認識 ... CO2濃度の観測事実、排出量のデータ、質量保存の考えによる総合判断。
  • 燃料を燃やせば二酸化炭素が大気に出て行くことは自明。
  • ただし、大気と海・陸との間の(人間活動なしに存在する)炭素の交換量のうち上向きの流れの量に比べれば人為起源の排出量は3%程度なので、ノイズに埋もれるのではないかと期待する人もいる。
  • 人間活動のない状態は、上向きと下向きがほぼつりあって準定常状態だったと考えられている。(この発想を共有しない人にどう議論につきあってもらうか? 槌田氏の議論がよくわかっている人ならばなんらかの準定常系のイメージはあるはずだが。)
    • 南極のLaw Dome (CDIACでの発表1997年)の氷コア中の気泡の二酸化炭素濃度のデータを見れば、西暦1000年ごろから産業革命前までは280±100 ppmくらいの範囲にあったと言える。ただし気泡の年代は数十年の幅をもつと見るべき。http://cdiac.ornl.gov/trends/co2/lawdome.html参照。
    • 1970年代からすでに準定常状態であると考えられてきたが、根拠はわたしは未確認。
  • 準定常状態に追加の強制作用が加わると、システムの状態がずれる。
    • ふろおけモデル: 出て行く水の流れはたまっている水の量の(単調増加)関数。一定の流入を与えると定常状態に向かう。(出て行く水の量がたまっている水の量に対する負のフィードバックをもたらす。) そこで流入量をふやすとたまっている水の量はふえる。
      • Schneiderがオーストラリアのテレビ番組で質問に答えて、まさにこの文脈でこのたとえを使っていた。http://news.sbs.com.au/insight/episode/index/id/302 【2015-10-14現在、サイトがない】
      • 温暖化関連ではないがDonella Meadowsの本Thinking in Systemsにていねいな説明がある。(読書ノート)
    • 炭素循環とふろおけモデルの違い: 大気中のCO2濃度は、下向きの流れに影響を与えるだけでなく、自然プロセスによる上向きの流れにも影響を与え、両方を合わせて、大気中CO2濃度に負のフィードバックをもたらす。ただしその関数形は簡単にかけない。
• ものを追いかけた議論と量の収支の議論の区別。
  • IPCC第4次報告書第1部会の図7.3は、量の収支を示したもの。「人為起源のフラックス」の意味については、報告書本文のほうで、自然状態との差であるという説明がある。気象庁のサイトにある http://www.data.kishou.go.jp/kaiyou/db/co2/knowledge/carbon_cycle.html 【2015-10-14現在、リンク切れ】 も同じ図(ただし数量の単位が変更されている)。(人為起源の二酸化炭素を追いかけたものという誤解をする人がいる。)
  • 大気中のCO2分子の平均滞在時間は、大気中のCO2総量を大気と海・陸の間の交換の一方向きの流れの量で割れば出せる。約3年。これは量の収支の図にあるデータから出せるが、考えかたは、ものを追いかけた議論のほうにあたる。
  • しかし、温暖化にきくのは濃度の偏差の持続。大気の総量は一定と見てよいので、大気中のCO2の総量の収支と考えてもよい。これは約3年の時間スケールで減衰するわけではない。(このことをよくわかってもらうには? 減衰してしまったのでは質量保存に合わないはずだが。)
• 排出量を気温との直接の相関のあるなしを問題にするような議論は不適切である。
  • 排出量の累積値に注目するのがよい。(自然プロセスによる吸収量の変化は排出量より小さいことを前提として)
  • しかし、気温のほうには海の熱容量に伴う遅れがある。

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