人びとが環境をどうみてきたかについては、1回ではすまない多様な論点があると思う。 わたしは、おもに気候と気象について考えてきたので、 今回と次回はそれを話題にする。 残念ながら、さまざまな自然観それぞれの起源や、だれが論じたかなどの、 科学史・思想史的な説明は、わたしにはできないことが多い。
気候を予測することは、気候を制御することとは、いろいろにからみあっているが、 今回は改変の変種として制御をあつかい、予測は別の回の話題としたい。
その他多数
「気候」ということばの意味にはだいたいの共通理解はあるが、 定義のような形でのべようとすると、専門家のあいだでもちがいがある。 わたしの考えをのべる。
ここでいう「地球温暖化」は、人間活動による大気中の温室効果気体濃度上昇が原因となる気候の変化。
地球温暖化がおきていることをうたがう人びとのうちには、 ここでの「1」「2」(の前段) または「3」へのうたがいがあることがある。 自然にくらべて人間は無力だと思えば「2」をみとめても「3」をみとめない考えはありうる。
わたしは、「3」は yes だが「4」は どちらかといえば no (いくらかは意図した方向に変えられるが思いどおりではない) と思っている。 これがいまのこの分野の専門家の主流の考えだと思う。 しかし、この組み合わせは、直観的にわかりにくいかもしれない。
この「3」が yes であることを前提として、つぎのような価値判断の問題もある。
「6」の yes の考えは、 キリスト教の stewardship (人は神から自然界を保守する職務をあたえられているという考え) からくることも、 科学技術 (科学を応用した技術) としてのシステム制御工学の発想からくることもある。
[災害 (disaster)] = [災害をもたらしうる自然現象 (ハザード hazard)] かける [人間社会側の要因 (脆弱性 [ぜいじゃくせい]、vulnerability)]
(ハザード、曝露 [ばくろ]、脆弱性 の 3つにわけることもあるが、ここでは 2つにしておく。)
ハザードをへらせなくても、脆弱性をへらせば、災害の被害をへらすことはできる。
増田もだいたい同様に考えている。
基本的に、ローカルな人間活動による、地表に近い大気の状態の改変。 国家事業にすれば地方規模にも可能。
ソ連 (1917-1991) の「自然改造」のうち、実現したのはこのたぐいのもの。 改変はできたが (人間にとっての) 環境は悪化したばあいもある。
成功と感じられたばあい
(フレミング 2章、3章)
(フレミング 5章、6章)
すでにある雨雲に、氷晶核となる粒子 (ヨウ化銀 (AgI)、ドライアイス (固体CO2) など) をまくと、 降水を促進することができる。 1950-60年代のアメリカで研究がさかんだった (Flemingの本 参照)。日本でも研究された。
ローカルに、降水の場所・時刻を変えることができる。
あらたに雲をつくることはできそうもない。地域の水収支を大きくはかえないだろう。 気候の意味での水資源獲得の期待にはこたえられない。
雨による災害をもたらす可能性もある。 そして、もし人工降雨の操作をしなかったらどうなっていたかの正確な予報はできない。 災害がおきたとき、操作のせいであるか、責任があらそわれたとき、科学によって決着はつかないだろう。
人工降雨は、アメリカ合衆国では1970年代ごろからはあまりおこなわれなくなった。 タイ、中国などではいまも国の事業としておこなわれている。
日本の研究者による人工降雨についてのレビューとしては、つぎの日本気象学会出版物がある。
化石 (地質時代の昔) や 遺跡 (人類の歴史のうちでの昔) に、いまの気候条件では考えられないものがあるので、 気候が変化したという考えは先近代からあった。
ただし、「ノアの洪水」など、短期的な天変地異の結果と考えられたこともあった。
【現在の学術知識のうち、 氷河地形、海岸地形については 『地学図説』 「地表の変化 (2)」 (旧課程版 3-6, 新課程版 5-2)、 気候の変遷については、『地学図説』 「先カンブリア代」 (旧課程版 3-13, 新課程版 5-9)、 「古生代」 (旧 3-14, 新 5-10)、 「中生代」 (旧 3-15, 新 5-11)、 「新生代」 (旧 3-16, 新 5-12)、 「全球凍結と生物進化」 (Science Special 3) など 参照。】
近代の地質学・地形学の知見がふえてくるうちに、 19世紀に、大規模な氷河 (氷床) が現在ないところにひろがっていた時代があったことが 認識され、「氷河時代」 (英語では Ice Age) とよばれた。 この認識を明確にのべた人として、アガシー (Agassiz, 1807-1873、スイスからアメリカ) がいる。
年代めもりがはいるとともに、 「氷河時代」とその内側 (とくに、新生代 第四紀 の内) の「氷期・間氷期」が区別されて認識されるようになってきた。
また、現在は森林のないところに森林がひろがっていた時代もあった。 温暖期だっただろうと考えられた。 (石炭紀については、いまでは新生代と同程度の寒冷期と考えられており、 いまの南極大陸に森林があったのは、低緯度にあったから可能だったと考えられているが。)
文明には最適な気候があり、温帯がよい、という考えがあった。
(いまからみると、西洋がすぐれているという偏見があらわれていた。 しかし、気候によって労働生産性がちがってくる事実はある。 ただし、労働生産性の評価には、どのような労働様式がのぞましいかという価値観もかかわる。)
気候の変化が文明に影響した (乾燥化が文明の滅亡をもたらした、など) という理屈がたてられた。 (そのうちには、いまからみても正しいと思われるものもあり、 まじめな研究の対象となっている。)
文明、とくに農耕が、気候を「よくする」と期待された。 (いまからみると、農耕に適した気候のところで文明が発達したことによって、 相関があるので、逆向きの因果関係が推測されたか?)
フランス革命前の啓蒙思想家 シャトリュ (Chastellux, 1734-1788) の著作にも この説が出てくる。 [Chastelluxの著書の英語版についての読書ノート]
アメリカ合衆国独立前後、ジェファソン (Jefferson, 1743-1826, 独立後の第3代大統領) が、 この説を信じ、主張していた。(Fleming "Historical..." 2章。)
【時代背景 『タペストリー』 アメリカ先住民の文明については「古アメリカ文明」 156-157ページ。 17・18世紀のヨーロッパ人の世界進出と奴隷制度については「近世ヨーロッパの主導権争いと植民地戦争」 170-171ページ。 北アメリカの植民地の変遷と独立については「アメリカ独立革命」 186-187ページ。 19世紀のアメリカについては「アメリカ合衆国の発展」 206-207ページ。】
この説は、19世紀にはいっておとろえた。 探検的調査 (Fleming "Historical ..." 3章) や、 1848年からスミソニアン協会 (Smithonian Institution) が主導したアメリカ全国規模の気象観測や生物季節観察 (財部 2016 はそれの日本への導入の話) によって観測事実があつまってきたからかもしれない。 あるいは、1816年の北アメリカ北東部の寒波 (Wood 2014 が 1815年のTambora 火山 [インドネシア] 噴火と関連づけて話題にしている) がきっかけだったかもしれない。
過去の地球の気候が変動したことが認識されると、その原因についてさまざまな推測がされた。
1970年代末になると、全地球規模の (グローバルな) 気候を変化させる原因は、エネルギー保存則にもとづくものにしぼられてきた。
また、気候システム外からの要因が変化しなくても、気候システム内で変動はおこりうる。
21世紀の百年間に重要となりそうな気候変化の原因は、人間活動起源の温室効果気体 (確実)と、 太陽の変動、火山起源エーロゾル、人間活動起源エーロゾル (不確実) にしぼられてきた。
【現在の科学的認識は『地学図説』参照。 地球のエネルギー収支と温室効果のしくみの概略は、 大気の章 3節 「地球の熱平衡」。 地球温暖化は、環境の章 1・2節「気候変動」。】
20世紀前半、多くの人びと (すべてではない) が、 (地質時代の気候変動はあったとしても) 人間の一生ぐらいの時間規模では、(年々変動をならした) 気候は一定と思っていたようだ。 各地の気象データの30年平均値で「平年値」をつくれば、それは変える必要がないと考えられた。
ソ連の「自然改造」の提案のうちには、気候を制御しようとするものがあった。 大規模な土木工事 (たとえばベーリング海峡をふさぐダム) や、 宇宙に反射物をおくなど、実現性のとぼしい提案もあった。 (ルーシン、フリート (1971 / 竹内、木下 訳 1974) 『地球を生かす気候改造』 [読書メモ]) アメリカ合衆国でも同様な提案が話題になった。(フレミング 7章)
物理法則にもとづく数値計算によって天気を予測しようとする数値天気予報の技術開発は、 第2次世界大戦直後のアメリカ合衆国ではじめられた。 その当初の構想では、気象の予測と気候の予測が未分化だった。 フォン ノイマン (John von Neumann, 1903-1957, ハンガリーからアメリカ) の 1940年代後半の提案には、気候を予測することが、 気候を制御することにつながるという期待 (そして、ソ連との競争でアメリカが優位に立ちたいという意志) があった。 しかし、1955年ごろ、気象の予測 (「数値天気予報」) の実用化がはじまり、 そこから分岐して気候シミュレーションの研究プロジェクトがはじまったとき、 気候シミュレーションの目的として気候の制御はかかげられなかった。
数値天気予報関連の研究によって、大気の力学は、非線形なシステムであり、 「カオス」を生じることがわかってきた。
線形なシステムならば、じゅうぶん強い強制作用をあたえることができれば、制御できるだろう。 しかし、非線形なシステムでは、強制作用によって影響をあたえることができたとしても、 期待どおりに制御はできないかもしれない。
予測できないシステムを制御することはむずかしい。 ただし、自然変動の予測ができなくても、 じゅうぶん強い強制作用をあたえることができるばあいには、 制御できることもあるかもしれない。
制御できるかどうか確認できるためには、 制御したばあい、しなかったばあいそれぞれについての予測ができることが 前提となるだろう。
(人工降雨については、雲のたねまきをしたばあいとしなかったばあいの予測計算は可能ではあるが、 介入の効果の評価につかえるほどの信頼性がない。 初期条件の情報が不じゅうぶんなのにくわえて、対象にカオス性があるからである。)
気候変化に対して、人間社会がとる対策はいくつかある。
気候変化そのもの (災害論でいうハザード) は減らせないとしても、 その被害をへらすための努力はできる。 それは、変化する気候に適応することともいえるので、「適応策」 (adaptation) とよばれる。
気候変化の原因が人間活動であるばあいには、 その原因をへらすことによって、気候変化のハザードをへらすことができると期待される。 (ここでの因果関係は線形ではないが、逆効果になるほどひねくれてはいないだろう。) これが、地球温暖化対策の文脈では、「緩和策」 (mitigation) とよばれる。 【日常用語の「緩和」はむしろ適応策に対応することが多いので、注意。】 地球温暖化の緩和策はおもに二酸化炭素排出削減策である。 その内わけには、エネルギー消費をへらすことと、エネルギー源を再生可能エネルギーによることがふくまれる。
地球温暖化による人類社会の損失は大きいが、 適応策と緩和策だけでは不じゅうぶんである、という認識から、 対策に、意図的気候改変 (気候への介入) をもふくめるべきだという考えが出てきた。 【これは、ジオエンジニアリング (geo-engineering) あるいは「気候工学」 とよばれることが多いが、 geo-engineering は大規模な土木工学など、気候工学は気候を資源として利用する工学をさすことも ありうるので、わたしはその表現を自分からはつかいたくない。 世のなかの議論をさがすときの用語としては必要。】
考えられている意図的気候改変には、地球の気候システムのエネルギー収支への介入と、 炭素循環への介入がある。
エネルギー収支への介入策の大部分は、太陽放射の反射をふやす策である。 反射をふやす場所は、地表面、大気中、宇宙空間がありうる。
そのうち、実現可能性が高いと考えられているのは、 大気のうちの成層圏のエーロゾルをふやすことである。 成層圏に飛行機で二酸化イオウ (SO2) をまけば、 硫酸液滴ができて、火山起源のものと同様、2年くらいとどまると考えられている。 しかし、時空間分布が、太陽光をさえぎることによる冷却と、 温室効果強化による温暖化とではちがうので、 平均的に温暖化をうちけそうとすると、地域・季節によってはひやしすぎになる。 また、エーロゾルがふえるととくに直達日射がへるので、 (「緩和策」としては重要な) 集光型の太陽光エネルギー利用に致命的打撃をあたえる。
もうひとつ、雲の凝結核 (氷晶核ではない) となるエーロゾルをふやすことにより、 雲粒をこまかくし、表面積をふやすとともに大気中にとどまる寿命を長くすることによって、 雲による太陽光の反射をふやそうという構想もある。
炭素循環への介入として考えられているのは、 大気中の二酸化炭素を吸収して、その炭素を大気以外のところにとじこめることである。 大気にとっては、排出削減と同様である。 しかし、とじこめられた炭素の行き先が必要で、その場所の利用の制約や環境問題になる。 また、二酸化炭素を濃縮したり他の形にかえたりするのに必要となるエネルギーコストは大きい。