物理的気候システムと、(いわゆる)地球温暖化
2010年5月6日と6月3日に話したことの筋書きと材料へのリンクです。
6月3日の講演後に修正しました。もう少し修正するかもしれません。
リンクの多くは別サイトに行きます。
物理的気候システムに関する序論
- 「地球トータルシステム」の概念(島津)とそれを使った議論。
地球環境問題:人間→環境→人間。
地球温暖化問題は、地球環境問題の無視できない部分だが、その全部あるいは圧倒的大部分ではない。
人間活動が気候を変えることと、生態系を変えること(土地利用・水産資源利用)の相乗効果がある。
- 気候 ...意味は個人や文脈によって違う。気象・気候・気候変化に関するいくつかの概念のページも参照。
- 気候システムの模式図。
地球表層の大気・海洋・雪氷、さらに陸面(ふつう数メートルまで)を合わせ、
その間の力・エネルギー・物質(おもに水)の交換を考える。
気候の変化・変動を考えようとすると、大気だけでは話が閉じず、
これらの相互作用を考える必要がある。
- もうひとつの地球(流体)システムの模式図。
人間の認識枠組みとして、
物理から発達した気候システム論(大気・海洋をそれぞれ2成分系とみなし、空間は細かく分けて考える)と
化学から発達した生物地球化学サイクル論(多数の成分を扱い、空間は必ずしも細かく分けない)があった。
今ではそれを融合した扱いもされるが、別々の扱いも必要なことがある。
いわゆる「温暖化予測」の話題のための序論
- 地球環境は複雑なシステムなので、
完全に理解したり予測したりすることはできない。
しかし、理解や予測を改良していくことはできる。
そのためには、理論的な(原因からの)発想と、
経験的な(結果からの)発想の両方を組み合わせることが必要である。
- 物理的気候システムに関しては、
物理法則を基本とした(部分的に経験則も使うが)数値モデルが
計算機上のプログラムとして組み立てられている。
- そのうち、空間3次元で時間変化も含む複雑なモデルは、
観測値との対応による評価が比較的しやすく、
実物の代わりとして数値実験に使われるが、
モデル内の因果関係を知りつくすのがむずかしい。
- 次元数の少ない単純なモデルは、
モデル内の因果関係を知りつくすことができ、理論的探求の道具となるが、
観測値と対応させることはむずかしい。
- 毎日の天気予報に使われている「数値予報」という技術は、
物理法則に基づく大気の3次元モデルによるシミュレーションである。
この方法による予報の限界は約2週間と言われている。
(初期値の誤差が増幅して予報が事実上無意味になる。
初期値を少し変えた複数の予報計算を並列に行なうことによって限界をいくらかのばせる。)
- 「温暖化予測」と呼ばれる計算は、
毎日の天気現象について現実と対応する予測をするものではない。
気候の指標となる(季節別の)10年以上の時間スケールの統計量を予測しようとするものだ。もう少し詳しくは次回の「『温暖化予測』と呼ばれる仕事は実際にはどんな考えかたでされているか」のところを参照。
- 二酸化炭素濃度がふえると全球平均地上気温が高まることに関して
(観測値から気温の上昇が示される前から)専門家が自信をもっているのは、
まず鉛直1次元モデルの結果が理論的に吟味され、
さらに、気温などの空間分布をも表現できる次元モデルによる実験が行なわれて
その結果を空間平均して見れば基本的に鉛直1次元モデルと同じだったことによる。
(ここまで5月の回、ここから6月の回)
地球温暖化の理解はどのように進んできたか
(この部分、増田(2010, 『化学』6月号記事)参照。)
地球科学には、観測事実からと理論(物理法則など)からとの両方のアプローチがあるが、
「化石燃料燃焼による二酸化炭素が気候を温暖化させる」という認識は理論による見通しとして1970年代にほぼ確立した。
基礎は、エネルギー保存則と、分子による電磁波の吸収・射出プロセスの理解。
1988年ごろから、すでに起こった温暖化の検出と原因特定という問題設定がなされ、その研究も進んだ。
- 「温暖化予測」と呼ばれる仕事は実際にはどんな考えかたでされているか
- システムを「物理的気候システム」「炭素循環＋生態系」「人間社会」と分ける。
- 人間社会についてシナリオを仮定し、CO2などの排出量を得る。
- 「炭素循環＋生態系」のモデルにより、CO2などの大気中濃度を得る。
- 気候モデル(物理的気候システムのモデル)により、気温などの気候変数の値を得る(時空間分布をもつが、空間解像度はあらい)。
- 気候モデルで得られた気候変数を、影響評価対象に合わせて評価しなおす。
- バイアス補正 (モデルによる現在気候再現実験結果の偏りを参考に、
将来予測型実験結果を修正する)
- ダウンスケーリング (細かい空間解像度の情報を推定する)。
- 各地域の生態系や人間社会に対する気候変化の影響を評価する。
地球温暖化に関する知見と議論
- IPCCのしくみ
- IPCCは政策に有意義な知見をまとめることを期待されているが、
政策をしばることを言ってはいけない。
- 「温暖化を(全球平均地上気温で、産業革命前を基準として) +2℃以内におさめるべきだ」という目標は、IPCCが言ったものではなく、政治によって設定されたもの。
ただしその根拠としてIPCC報告書の「+2℃上がればどんな影響が起こりうるか」「+2℃以内におさめるためにはどんな方法がありうるか」などの記述は使われている。
- IPCCについて(教材ページ)、参考文献も参照
- 2009年11月以後に指摘されたIPCC第4次報告書(2007年)のまちがい
- ×印:まちがい、△印: 不適切なところはあるがまちがいとは言えないもの
- いずれも査読済み論文でない自然保護運動団体などの文献に
基づいたことが問題になったが、
IPCCのルールでは査読済み論文以外の文献を使うこと自体はよい。
ただしその場合には編著者によるその文献の評価が必要。
- × ヒマラヤの氷河の将来見通し(第2部会のアジアの章)
- 「2035年までに消滅する可能性が高い」、
「2035年までに面積が5分の1になる可能性が高い」は根拠がなかった。
(情報源をたどると、前者はある科学者の主観的発言にすぎず、
後者は、極域を除く世界の氷河の面積が2350年までに5分の1になるという見積もりだった。)
査読済み論文でない文献があげられていたが、
それに対する編著者による吟味が不足していた。
また、報告書原稿への査読者コメントに対して適切な対応がとられていなかった。
- 同じ箇所の「氷河のとけ水は何億人もの人の水資源」という記述も問題。
情報源をたどると、査読済み論文で「積雪または氷河のとけ水」と書かれており、
水資源の章ではそのように引用されている。
(ただしこの論文の記載も誤解を招きやすい。)
- × オランダの海面下の面積比率(現状の数値) (第2部会のヨーロッパの章)
- △ アマゾンの森林の脆弱性 (第2部会のラテンアメリカの章) ... 根拠となった論文の書き忘れ、わかりにくい記載。
- △ アフリカの農業生産への影響評価 (第2部会のアフリカの章) ... 研究の対象国がわかりにくい記載。アフリカ全体とみなされると過大。
- 地球温暖化懐疑論と脅威論
- 「脅威論」: (科学的見通しに比べて)温暖化の大きさ・速さあるいはそれが生態系や社会の及ぼす影響を強調しすぎる議論、温暖化を地球環境問題や人間活動の生態系へのインパクトのすべてとみなす議論など。
(微妙なもの: 科学的見通しが幅をもつうちでとくに危険側を指摘するもの。)
- 著者の例: James LOVELOCK、西澤潤一ほか(2005)、
(以下は微妙なもの)
Tim FLANNERY、James HANSEN (2009 一般向けの本)、William CALVIN、田中優(2007)
- 「懐疑論」・「否定論」: 「温暖化は起こらない」「CO2は気候変化の原因として重要でない」「気候に関する科学的知見は全く信頼できない」「温暖化は有害でない」などさまざまな議論。(懐疑論とくくられる議論相互が矛盾していることもある。)
(微妙なもの: 科学的見通しが幅をもつうちでとくに無害な側を指摘するもの。)
- 著者の例: 槌田敦、丸山茂徳、Fred SINGER、渡辺正、伊藤公紀、赤祖父俊一、武田邦彦、(微妙なもの) Bjorn LOMBORG
- 懐疑論には、正当な懐疑や、脅威論への正当な批判もある。
- アメリカ合衆国・カナダでは、政府による規制に反対する政治勢力による宣伝活動をする団体がいくつもあり、1990年ごろからその主要目標のひとつが温暖化への疑いをふりまくことになっている。
- 懐疑論に対抗するため、
一部の科学者は脅威論者とともに行動することがあり、
それが懐疑論に正当性を与えてしまうこともある。
- いわゆるClimategate事件
- 2009年11月、イギリスのEast Anglia大学Climate Research Unitの研究者の電子メールが暴露された。
公用のメールではあるが通信の秘密が守られるべきものであり、
暴露はおそらく犯罪。イギリスの警察が捜査している。
- これを機会に温暖化に懐疑的な人が気候研究者の態度を非難した。
- 非難を伝える例: 渡辺正『化学』2010年3月号・5月号記事。増田による反論: ブログ気候変動・千夜一話の2月20日、4月15日の記事。
- Climategateという用語は科学者を非難する人々がおもに使っている。
メール暴露が盗聴に似ているという認識ではない。
IPCCを通じて政策決定に影響を与える(かもしれない)科学者には
NIXON大統領などの政治家と同様な説明責任を求めると言いたいらしい。
- 科学者集団の態度が閉鎖的であるという指摘
(情報が公開されないこと、査読などの過程でよそ者を排除する態度をとること)
... もっともな面もあり、誤解もある...次の「研究の情報公開」の項目へ。
- 研究内容に不正(捏造?)があるという疑い
... おそらく誤解あるいは曲解。
- 研究の情報公開
- 研究過程の情報が公開されるのは望ましいこと。
とくに、公費を使っている場合、政策の根拠とされることがある場合には説明責任がある。
- しかし、研究材料のデータは公開可とは限らない。
データ提供元機関が再配布不可という条件で提供しているものもある。
→各国政府機関などに公開を要請していくべき。
- また、データ提供を職務とする機関から公開されているものについて
データ提供を職務としない研究者が提供の労をいとうのは当然。
- 研究者が他者の批判に耳を傾けるのは望ましいこと。
- しかし、専門家集団がその中で通用する概念を使い、
データの質や研究の質に関する評価を共有するのは、科学の構造から当然のこと。
(批判者集団が別の概念・別の評価基準で議論しても、かみあわない。)
- 専門家の研究を評価する人や、伝える人がもっと必要。
ただし、そういう働きをする人は、専門家のもつ概念を(ある程度)共有する、
つまり、相手の分野の「通門家」(仮称)になることが必要だと思う。
参考文献・情報源
- 気候システム論教材。
2001-2006年度「地球システム論」増田担当分教材を改訂したものの主要部分はこのリンク先にあります。
下に示すリンク先の大部分もこの中のページです。
- 公開講演会などの情報 (5月6日現在、5月22日の海洋研究開発機構(横須賀)一般公開の情報)
- 2009年度「地球システム」ゲスト講演内容
- 参考書紹介 (2010-05-09 リンク追加。東京農工大の授業用ページですが、農工大特有のことは無視してください。Hartmannの日本語訳はSFC内からも読めるようにしてあります。)
- 増田 (2010) 地球温暖化の考え方。『化学』(化学同人) 2010年6月号 38 - 43. ([出版社ウェブサイト]でオンラインで読めます。ただしブラウザにFlash対応機能が必要。)
11~ - 増田 (近刊) 地球温暖化に関する一つの展望。
[暫定HTML版(アクセス制限あり)]
11~1 - 増田 (2010) 地球温暖化をどうとらえるか。
『耕』(山崎農業研究所), 122号, 30 - 35.
[暫定HTML版(アクセス制限あり)]
- 増田 (2007) 地球温暖化を過不足なく理解する。
『世界』(岩波書店), 2007年9月号, 133 - 141.
[HTML版]
- 増田 (2007) 地球温暖化問題、とくに温暖化問題とはどんな問題か。
『耕』(山崎農業研究所), 112号, 21 - 25.
[HTML版]
- 増田ほか (2006) 「地球温暖化への懐疑論に関する考察」。『日本の科学者』(日本科学者会議), 41, 492 - 497.
[著者によるHTML版]
- IPCCについての参考
- 近藤 洋輝, 2009: 『地球温暖化予測の最前線』。成山堂書店。
- 宗像 慎太郎, 2007: 地球環境問題と科学的不確実性。『現代思想』 2007年10月号(35巻12号), 178 - 186.
- 高橋 潔, 2009: IPCC報告書とは? 『ココが知りたい地球温暖化』 (国立環境研究所 地球環境研究センター編, 成山堂書店) Q11。
ウェブ版は国立環境研究所サイト
http://www.cger.nies.go.jp/ja/library/qa/14/14-2/qa_14-2-j.html。
最新更新 2010-06-17
増田 耕一 (MASUDA Kooiti)