地球温暖化のしくみの基本となる物理
高校物理教員むけ講演 2024年12月9日
2024年12月9日の話の資料 (暫定的にここに置き、あとで整理します)
質疑応答
講演のあといくつも質問がありましたが、メモをとることができず、忘れたものが多いです。
参加者アンケートに質問した内容を書いていただくようお願いしましたので、
それがとどいたら回答をあわせて追加する予定です。
ひとまず、思いだせた質問について書きます。
順序はかならずしも質問の順序どおりではありません。
- 「猛暑が多いのは地球温暖化のせいだ」と言ってよいのか?
- 全部が地球温暖化のせいではない。
しかし、地球温暖化のせいである部分はある、と言えるようになってきた。
- 気候の変動にはいろいろな時間スケールのものがまじっている。
必ずしも周期的ではないが、あえて周期帯にわけると、1年から数年の年々変動、
十年から数十年の「十年規模変動」もある。
地球温暖化は百年以上の周期帯の変動にあたるだろう。
観測値にもとづいて気候の変化を考えるときは、
年々変動はならして考える。たとえば30年平均値の変化をみる。
しかし、そこに見える変化を十年規模変動と地球温暖化とによりわけるのはむずかしい。
観測された温度上昇は、地球温暖化が、
十年規模変動によって強められたものである可能性がある。
- 他方、猛暑などの異常天候について、
それを再現するシミュレーションと、
温暖化をとりのぞくように条件を変えたシミュレーションを比較することによって、
温暖化によって今回の猛暑の確率がどのくらい高まったか、
ということは、定量的にのべられるようになった。
(専門用語で「イベント アトリビューション (event attribution)」という種類の研究。)
- 0次元モデルで地球が出す放射の代表温度をもとめるところにでてくる
「4分の1」はなにか。
- これは球の断面積と表面積の比であり、つぎの理由であらわれた。
太陽放射の吸収は、実際には球面上で (不均一に) おこるのだが、計算の便宜上、球の断面でおこるように考えている。
地球放射の射出は、(この0次元モデルでは) 球面上で均一におこると仮定している。
- 地球が出す放射の代表温度と地上気温がちがうことはわかったが、
他の惑星の温度としてしめされる数値はどちらなのか。
- どちらのばあいもあるので、そのときごとにたしかめる必要がある。
たとえば、金星の地上気温は 約 460℃であることが知られているが、
これは、1970年代にソヴィエト連邦の探査機が大気圏内にはいって観測してわかったものであり、
それまではわからなかった。
金星の放射の代表温度は (金星の太陽放射反射率が大きいので) 地球のよりも低い。
- (「ふろおけモデル」とあわせてしめした) 温暖化のしくみの説明図で、
「大気の赤外線に対する不透明性が強まる」とはどういうことか。
- 大気中に赤外線を吸収・射出する物質がふえると、
地表面 (地面や海面) から出た放射が途中でさえぎられることがふえ、
そのまま宇宙空間に出ていく可能性がすくなくなる。
外から地球を赤外線の目でみると、
吸収・射出物質がすくないときは、たとえば 地上 5 km の高さが見えていたのが、
吸収・射出物質がふえると、見えるところが、
外から見て近いところ、つまり高いところにうつり、たとえば 地上 6 km になる。
- 気候モデルによる予測型シミュレーションの不確かさがおもに雲の予測がむずかしいことによるとのことだったが、
過去の気候のシミュレーションによる検証はおこなわれているか。
- 1870年ごろ以後の観測された気候を再現するシミュレーションはおこなわれている。
しかし、それだけでは、もっと温暖になったばあいの気候にとってよいモデルであるかどうかの判定はむずかしい。
- 世界平均気温ではなく、
雲と気温とのフィードバックにとって重要な量、たとえば雲頂高度について、
くわしい観測のある地域で、シミュレーションが観測の特徴をよく再現しているかどうか
検討する研究がおこなわれている。
そのような再現性のよいモデルによる予測型計算を重視するのがよさそうである。
- (増田は) いつごろ地球温暖化に関心をもったのか。
- 地球温暖化に専門的関心をもったのは、(講演時には明確にのべなかったが)
2000年に「地球フロンティア」という研究機関に参加したとき。
その研究機関は真鍋博士を日本に呼びかえしていた。
ただし、自分はしばらくは近過去 (現在にいたる数十年) の気候の研究をした。
2006-2010年ごろにいくらか地球温暖化にかかわる研究をした。
その後、地球温暖化を論評する講演や執筆をすることが多くなった。
- 増田は高校生のとき (1970年代)、地学クラブで活動した。
先輩が第四紀のワニの化石を見つけていた。
顧問の先生は、生徒を、化石採集でなく、
ワニが生きていたころの自然環境はどんなものだったか、という方向に指導した。
わたしは海水準や気温・水温の変化に関心をもった。
その関心を延長したら地理学科で地形学を専攻していたかもしれない。
専門をきめる直前に、科学雑誌のニュース記事で、
気候モデル (3次元モデル) で氷期の気候のシミュレーションをしたという報告をみた。
それをひとつのきっかけとして、地球物理学科で気象学を専攻した。
1983年にあった真鍋博士の講義を熱心にきいたのは、地球温暖化への関心ではなく、
氷期のシミュレーションへの関心からだった。
ただし、氷期が寒かった理由の半分くらいは二酸化炭素濃度のせいだという
研究成果の話もきいたので、二酸化炭素の気候への影響への関心は生じた。
本の紹介
地球温暖化のしくみについて
地球温暖化問題 (気候科学・影響・対策) の概観
- 国立環境研究所 地球環境研究センター, 2014:
『地球温暖化の事典』。丸善出版。
[読書メモ]
2024-12-08
増田 耕一 (MASUDA Kooiti)