2003年7月の「地球環境観測」補講のために書いたものを、 その後の経過を含めて改訂していますが、暫定版です。
ここで問題にするのは、「実際に地球の気温が上昇しているか」 であって、温室効果による温暖化のメカニズムが働いているかどうか ではない。 また、温暖化と言われるものは全球一様な気温変化ではないが、 ここでの議論は全球平均気温に限っている。
1995年前後に、次のようなことが問題になった。 地上気象観測によれば、最近100年間は全球平均地上気温が上昇している。 特に、最近20年間(1979年以後)の上昇が大きい。 統計手法にもよるが、20年で0.25度から0.4度の上昇である。 ところが、同じ期間について、人工衛星のマイクロ波sounding型の センサーMSUで求めた気温は、 上昇傾向がはっきりしない。上昇しているとしても0.2度以下である。 そこで、アメリカ合衆国のNational Research Councilに専門委員会がつくられ、 2000年に報告書(National Research Council, 2000)が出された。 まずそれに沿って話題を紹介する。
実は、地上観測と衛星観測は同じものを測定しているわけではない。 地上気温は原則として高さ2 mの気温であり、 MSUで測っているのは、対流圏の下半分、地表から高さ5 kmまでの平均気温 である。
地上観測には、観測地点付近のローカルな環境の変化、 たとえば都市化の影響がある。それを完全に取り除くことはむずかしいが、 推定によれば、都市化の影響を除いても無視できない上昇がある。
MSUには、違う衛星のセンサーの間の感度の違いや、 衛星の軌道の変化で、観測時刻や、衛星の高さがずれてくる効果などの 問題がある。 しかし、それらを考慮して較正をやりなおしても、 上昇傾向がはっきりしないことは変わらない。
独立なデータとして、ラジオゾンデによる気温の観測値から、 対流圏下半分の全球平均気温を求めてみたものがある。 これにも、地上気温と比べても観測地点が少ないことや、 ゾンデの機種の交代や日射の影響など、データの質の問題はある。 しかし、長期傾向や年々変動の特徴をみると、 ゾンデとMSUの時系列はよく似ている。
したがって、数値の信頼度に疑問は残るものの、 実際に、地上気温は上昇しているが、対流圏下半分の平均では 上昇していない可能性が高い。 ただし、この傾向が今後も続く保証は全くない。 ...というのが2000年の報告書の時点での結論だった。
以上の議論で使われてきたMSUによる気温は、
アラバマ大学(アメリカ合衆国)のChristyとSpencerが作成した
かつてはT2LT、今はTLTと呼ばれるデータセットである。
その後、Remote Sensing Systems社(アメリカ合衆国)[以下RSSと略す]の
Mears, Schabel, Wentzも、
同様なデータセットを作成した
(http://www.remss.com/msu/msu_data_description.html 参照)。
これらのデータがどんな高さを代表しているかについては、
RSSの上記ページ(2005年12月10日現在)に
高さに対する重み関数(weighting function)のグラフが示されているが、
そのTLTの重みは、地表から2kmくらいまで一定値で、
それから高さ10kmくらいまで徐々に小さくなる形をしている。
ChristyのTLTもこれとほぼ同じものだと思われる。
作成者が違っても、使われている衛星センサー観測値は同じだが、
衛星センサーの劣化や観測高度・時間の違いなどに関する較正の処理に違いがある。
RSSの上記ページには、1979年以後の温度の変化傾向(直線をあてはめたもの)も 示されている。 RSSのTLTでは10年あたり0.192℃、 ChristyのTLTの5.1版では10年あたり0.086℃と大きく違っていたが、 両データセットの時空間分布の比較などによって Christyの5.1版の較正には作業の手違いがあったことが判明し、 Christyは2005年8月、それを訂正した5.2版を発表した。 それによれば上昇傾向は10年あたり0.123℃となり、 依然として差はあるが縮まった。
このような衛星データに関する新しい知見のほか、 ラジオゾンデ観測の誤差の再検討などもふまえて、 アメリカ合衆国では、今度は政府のClimate Change Science Programの下に 専門委員会がつくられ、 2006年4月に報告書(U.S. Climate Change Science Program, 2006)がまとめられた。 わたしはまだこの資料を読んでいないが、 読んだらこのページを改訂する予定である。
対流圏の温度が上昇していないとしても、 「温室効果が働いていない」ことは意味しない。 温室効果自体は、天気予報モデルの基礎の一部にもなっているので、 気象学者のほとんどはその存在や大きさを疑っていない。 現実には、温室効果と並行して、それを弱めたり遅らせたりする効果も 働いているようであり、また、それと直接には関係のない自然変動もある。 したがって、「観測データを見ただけでは温室効果の結果が明らかには見えない」 としても、「温室効果が働いている」こととは矛盾しない。
理論的に予測される温室効果の結果よりも観測される温暖化のほうが小さい 理由として、少なくとも次の2点がある。 そのいずれも、将来も続いて温暖化を小さくしてくれる効果ではない。
全球平均地上気温(イギリスEast Anglia大学のJonesによる「Tavegl2v」)と MSUによる対流圏下部の気温(アメリカAlabama大学のChristyによる「TLT ver. 5.2」)の 年平均値の時系列。 ただし、Jonesのほうは1961-1990年、Christyのほうは1979-1998年の 平均値からの偏差が示してある。 MSUの気温では、1998年の値が目立って高いが、 これを例外として除かないとすればMSUでも上昇傾向があるように見える。
http://www.nap.edu/catalog/9755.html
からも読める。)http://www.climatescience.gov/Library/sap/sap1-1/finalreport/default.htmからダウンロードできる。
紙版はU.S. Global Change Research Information Office
(http://www.gcrio.org)から発売。