「地球の温暖化」というときには、全球平均地上気温を尺度とすることが多いが、 因果関係から考えてみると、 むしろ、地球がたくわえているエネルギー量が増加しているかどうかを 問題にしたほうがよいという考えもある(Pielke, 2003)。 エネルギー保存の法則に基づく収支を考えると、 エネルギー貯留量の時間に伴う変化は、 エネルギーの正味の出入り(はいるほうが正)に等しいはずである。
ここではまず、出入りのほうから見る。 大気上端での放射収支は衛星観測が続けられている ([気候システム論: 地球全体としてのエネルギー収支 -- 太陽放射と地球放射]、 [地球環境観測補足: 「太陽定数」と地球放射収支の観測]参照)。 ただし、精度のよい観測は必ずしも継続されていない。 このため、放射収支の長期の変化傾向についての観測にもとづく議論には 疑問が残っている ([地球環境観測補足: 地球の放射収支は変化しているか]参照)。
1985年2月-1989年4月のERBE観測のデータ (ERBE S4)を集計してみると (1月から12月まで各月についての累年平均値をつくりそれを年平均)、 太陽放射の反射は全球平均で102 W/m2となる。 地球に入ってくる太陽放射は地表面積あたり342 W/m2 (表面積は断面積の4倍であることに注意)が確からしい値なので、 吸収は240 W/m2となる。 一方、地球が出している地球放射(赤外線)は 235 W/m2で、5 W/m2だけの差がある。
また、2000年3月-2002年12月のTerra衛星CERES観測のデータ (CERES ES4 FM1+FM2 Edition 2)を集計してみると、 太陽放射の反射が98 W/m2 (したがって吸収は 244 W/m2)、 地球が出している地球放射(赤外線)は239 W/m2で、 内わけは変わったが、やはり5 W/m2だけの差がある。
【ERBE, CERESのデータは、いずれもアメリカ合衆国の
NASA Langley Research Center (http://eosweb.larc.nasa.gov/)
から提供されている。
(Anonymous ftpではなく、注文に応じてFTPサーバーに置いてくれる方式。)】
残念ながら、観測の総合的な誤差はまだ大きく、 5 W/m2の差は、0と区別がつかないと見るべきだろう。 つまり、地球の放射収支は誤差の範囲でつりあっていると考えられる。
誤差の原因として想定されることのひとつのは、
観測機器は打ち上げ前に較正されてはいるが、
軌道上で感度が変わる可能性があり、その較正が必ずしも確実ではないことだ。
「太陽定数」の観測値が、衛星間で並行して変動してはいるが
相互に数 W/m2ずれていること
(スイスの世界放射センターhttp://www.pmodwrc.ch/のSolar Constantのページ参照)
もその現われである。
もうひとつの問題は、観測が日周期の中で特定の時刻に偏ることである。 ERBEでは、3つのうちひとつの衛星を、太陽同期ではなくいろいろな時刻に まわってくる軌道に配置して、この偏りを避ける努力をした。 また、CERESでは、午前・午後10:30ごろまわってくるTerraに加えて、 2002年7月から、午前・午後1:30ごろまわってくるAquaの観測が加わったので、 この両方をうまく組みあわせれば、この偏りを減らした集計ができると思う。
http://ams.allenpress.com/pdfserv/10.1175/BAMS-84-3-331