増田 耕一 (ますだ こういち)
山崎農業研究所
(http://www.yamazaki-i.org/)
の雑誌「耕」の122号(2010年)に出版されたものです。
引用する場合は、次の出版物を参考文献にあげてください。
地球温暖化問題をより大きな「成長の限界」問題の一部としてとらえ、科学によって得られている温暖化の見通しの要点を述べ、人間社会はどのように対応したらよいかについての意見を述べたい。 ただし、科学的見通しの部分（4, 5節）は、気候の専門家としての見解、その他の部分は必ずしも専門ではない個人としての見解であり、記述の立場が違うことをおことわりしておきたい。 2007年に本誌(増田, 2007a)および他の雑誌(増田, 2007b)に書いたことと重なりもあるが発展もあるので、あわせて読んでいただけるとありがたい。
地球温暖化は、世界の人間社会にとって、無視できない問題だと思う。 しかし、温暖化が人類あるいは生態系の破滅をもたらすといった議論は極端すぎる。 温暖化が重要なのは、もっと大きい問題の局面のひとつだからなのだ。 それは、人間社会は有限の地球環境の中にあるので、人間活動に伴うエネルギーや物質の流れの量の成長には限界があるということだ。
このような「成長の限界」は、1972年に出たメドウズほかによる本の題名として知られるように、1970年代からわかっていた。 また、化石燃料の消費を続けると気候が温暖化するという見通しも、専門家の間では1970年代末にはできていた。
それではなぜすぐに化石燃料の消費を抑制する政策選択に向かわなかったのだろうか。 いくつかの理由が考えられる。 まず1990年までは、冷戦、つまり共産主義圏と資本主義圏との対立があった。 人類の破滅の心配としてはまず核兵器があり、ほかの問題は忘れられがちだった。 また、両体制のどちらでも、工業生産力の拡大、自然の征服はよいこととされ、それを効率的に実行することを競いあった。 さらに、化石燃料が有限の資源であることは明らかだが、それが枯渇するまでには、新たなエネルギー資源（おそらく核融合）を使う技術が確立されるだろうという科学技術への期待があった。 その反面、環境に関する科学的知識はまだ乏しく、温暖化の見通しの周辺には多くの疑問があった。
冷戦の緊張がとけてきた1980年代後半になって地球環境問題が国際政治の課題ともなった。 そのうちで地球温暖化がとりあげられ、1988年にIPCC（気候変動に関する政府間パネル）が発足し、1992年に気候変動枠組み条約が結ばれた。
気候が注目されたのは次のような理由だと思う。土地利用改変の生態系への影響などが基本的にローカルに起こる現象であるのに対して、大気は明らかにグローバルな対象 であり、問題解決には国際協調が必要だ。 そして、地球環境変化のうちで大気の変化が最初に自然科学によって因果関係をふまえた将来見通しを持てる対象になったのだ。
ただし、大気に関する環境問題のうちでも、酸性雨は、燃焼の際に生じる比較的少数の二酸化硫黄などを回収すればよかった。 成層圏オゾン破壊は、少数の化学工業会社がフロンなどの生産物を変更すればよかった。 地球温暖化は、産業社会全体の成長の限界にかかわるものなので、対策に関する政治的合意を得ることが格段にむずかしいのだ。
温暖化の科学的見通しと、それによる生態系や人間社会へのインパクトが有害なものを含むことについては、さまざまな懐疑論がある(増田ほか, 2006)。 しかし、IPCCが集約した科学的知見はしだいに確かさを増してきた。 2007年のIPCC第4次報告書を受けて、2008年には、日本でもアメリカ合衆国でも、温暖化を軽減するためにCO2排出を減らす必要があることは政党間の対立を越えた前提となり、争点は具体的な方策に移ったように思われた。
ところが2009年末ごろから、温暖化懐疑論がまた流行している。 流行の直接のきっかけは、IPCCの報告書の細部のまちがいが見つかったことと、科学者の仲間うちの電子メールの文面が暴露されたことだ。 しかしわたしは、次に述べる2つの構造的問題もあると思う。
「成長の限界」がいよいよ避けられなくなってきた。 経済が成長してもエネルギーや物質の流れが増加しないようにするか、または経済が成長しなくても人々が不幸にならないようにしなければならない。 経済成長が当然であった時代の政策や経営方針を転換しなければならないのだ。 そのつらさを認めがたいために、限界の根拠として語られる温暖化の科学を否定したくなる人もいるだろう。
他方、限界を認識した人が、限界のもたらす困難をすべて温暖化の影響であるかのように述べることがある。 そのような温暖化脅威論と温暖化の科学的見通しの区別がつきにくいので、後者までがあやしいと感じる人もいるようだ。
成長の限界という大きな問題があり、温暖化はその全体ではないが無視できない部分であることを、共通理解にしていく必要があると思う。
気候とは何かの定義は定まっていないが、ひとつの考えかたは、天気と同じ対象を、年以上の長い時間スケールでとらえたものだ。 仮にその考えかたをとっても、気候は変化するものであり、その変化を理解するには、大気だけでなく海洋や雪氷を含めた「気候システム」を考える必要がある。
気候システムは、システム外からの強制作用がなくても、年々変動を起こす。 それに、システム外からの強制作用への応答として起こる変動が加わる。 厳密には単純な足し算ではなく、相乗効果もありうるが、強制作用がゆっくり変化する場合の気候変動はたぶん、年々変動の十年スケールでの平均値がゆっくりずれていくような形になるだろう。
グローバルな気候を変化させる原因としては、気候システム全体のエネルギー収支を変化させる要因を考えればよさそうだ。 気候システムのエネルギー収支は、太陽からくる可視光を中心とする電磁波を吸収すること（収入）と、地球（気候システム）が宇宙空間に赤外線を中心とする電磁波を出すこと（支出）からなる。この収支を変えるシステム外からの強制作用としては、 (1)太陽からくるエネルギー量の変化、 (2)火山起源および人間活動起源のエーロゾル（大気中に漂う固体・液体の微粒子）の変化、 (3)人間活動起源の温室効果気体（赤外線を吸収・射出する大気成分）の変化があげられる。 このあたりの理屈は、日本地質学会監修(2009)の本の第5章 (増田が執筆担当)と、雑誌「化学」の記事（増田, 2010）でもう少し詳しく述べた。
21世紀の気候がどうなるか、まず全球平均地上気温を指標として考える。 ただし、 (a)太陽の出すエネルギーが20世紀に経験したよりも桁違いに大きく変化する、 (b) 20世紀に経験したよりも桁違いに大きな火山噴火が起こる、 (c)大量の核兵器が使われる、 (d)小惑星や彗星などの天体が地球に衝突する、 などの事態は予測が非常にむずかしいので、除外しておく。 すると、強制作用としては、人間社会の燃料消費に伴う温室効果気体とエーロゾルの排出が主になりそうだ。 CO2その他の温室効果気体の増加は温暖化に働く。 エーロゾルは太陽からの電磁波と地球が出す電磁波の両方に影響するので複雑だが、そのうち硫酸液滴などは太陽光を反射することによって寒冷化に働く。 両方が同時に働くのだが、総合すると、温室効果気体による温暖化のほうが勝つ。
21世紀の気候変化の定量的見積もりを得るために、温暖化予測実験と呼ばれる研究が行なわれている。 その解説は江守（2008）の本にあるが、ここでは簡単に述べる。 まず、人間社会がどれだけの温室効果気体やエーロゾルを排出するかを想定する必要がある。 これは正確に予測できるものではないが、社会科学的考察によって複数のシナリオが作られている。 次に、大気と海・陸との間の物質循環を考えて、大気中の濃度を見積もる。 そして、気候モデルにこの濃度を与えたシミュレーションによって、気温をはじめとする気候変数の値を得る。 気候モデルとは、物理法則に基づいて気候システムのふるまいを記述した計算機プログラムである。
気候モデルの中では、水蒸気や雲も変化して、エネルギー収支に影響を与える。 このうち水蒸気は、温度の上昇とともに増加し、CO2などの温室効果気体による温暖化を約2倍に増幅すると考えられている。 雲は、温室効果と太陽光反射の両方の効果をもち、実際にどちらが勝つか、気温上昇に伴ってどう変化するか、またエーロゾルの変化に伴ってどう変化するかが、まだ必ずしもよくわかっていない。 同じ濃度シナリオでも違うモデルを使うと全球平均地上気温の温暖化の見積もりに2倍あるいは3倍のくいちがいがあるのだが、その原因はおもに雲の効果の評価の不確かさにある。
結局、21世紀の全球平均気温の見通しは、気候システムの理解に関する2倍から3倍の幅と、排出シナリオの選択に関する幅をもっている。 多くの不確かさを含むが、幅の内におさまるだろうという形では確信がもてる。
われわれが直接感じるのは全球平均気温ではなくローカルな気候だから、それがどうなるかを知りたいのは当然だ。 しかし残念ながら、ローカルな気候変動の見通しは、グローバルな気候変動の見通しよりもむずかしい。 ローカルな気候は、気候システム全体のエネルギーが変わらなくても、その中でのエネルギーの移動によっても変化するし、ローカルな原因によっても変化する。 ローカルな気候変化の見通しの改良は気候に関する科学の重要な課題だ。 しかしそれが不確かでも、グローバルな気候変化の概略をおさえれば言えることはある。
これまでに起きた気候変化は、これから21世紀末までに予想されるものよりも小さいのだが、ていねいに見るとすでに地球温暖化は起きている。 20世紀の全球平均地上気温の変化傾向は、人間活動由来の要因（温室効果気体とエーロゾル）と自然要因（太陽と火山）によって説明でき、そのうち人間活動由来の温室効果気体がいちばん支配的であることがわかった。
温室効果気体の増加が主要因となった気候変化でどんなことが起こるか、理屈の側からわりあい確からしいことを列挙してみよう。
成層圏の気温は下降（寒冷化）する。これは、大気が宇宙空間に電磁波(赤外線)を射出する能力が強まることの当然の帰結である。
地上気温、および対流圏（高さ約10 kmまで、熱帯では約15 kmまで）の気温の変化は、気候システム内部変動が重なるので単純ではないが、ほとんどの場所で上昇となる。 これに伴って、大気中の水蒸気量が増加する。ほぼ飽和水蒸気量に比例して（相対湿度 一定で）増加すると予想される。
全球平均の降水量もふえると予想されるが、水蒸気量ほど速くふえず、大気中の水蒸気の平均滞在時間はのびることになる。 これは次のような理由がある。全球平均の降水量・蒸発量はほぼつりあっている（そのわずかな差が大気中の水蒸気量増加に相当するが）。 地表面からの水の蒸発にはエネルギーが必要である。 温室効果気体がふえれば大気からの赤外線によるエネルギー供給がふえるが、それは温度に伴う水蒸気量のふえかたほど激しくない。
しかし、ローカル・短時間の降水量は、水蒸気量に応じてふえることができる。 降水は空間的・時間的にますます集中することになる。 多くの地域で、洪水を起こす可能性のある豪雨の確率がふえることになるだろう。
地球上の降水の分布を緯度別に見ると、赤道の近くと温帯に極大、その中間に極小がある。 極大は上昇流、極小は下降流に対応している。 温暖化に伴って、この構造は基本的に変わらず、降水が多いところ（赤道付近と温帯）でますますふえると考えられる。 亜熱帯では、下降流が強まるので降水はふえず、温度上昇に伴って蒸発はふえるので、 陸上で利用可能な水は減るだろう。 ただし、亜熱帯のうちでも、東アジアなどのモンスーン地帯では、モンスーンが強まって降水がふえる可能性もあり、水収支がどう変わるかの不確かさが大きい。
温度上昇に伴って、地域によっては、雪が雨に変わる。雪ならば冬の間に積雪としてたくわえられた水が春に流出するが、雨になると冬のうちに流出してしまうだろう。 また、地域によっては、凍土中の氷がとける。雪、凍土のいずれの変化も、降水が大きく変わらなければ、春から夏の土壌水分を減らすように働くと予想される。
温暖化に伴って海面が上昇する。その原因は海水の膨張と氷河の融解だ。 ともに気温よりゆっくりと、何百年もかけて進む。 IPCC第4次報告書に示された今後百年間の上昇の見通しの数値は南極とグリーンランドの氷床の流動が速まることを計算に入れていないものなので、実際の上昇はそれよりも大きくなる可能性がある。 いずれにしても、海面上昇は百年で終わらず、さらに続くだろう。
温暖化と直接関係なく、大気中のCO2濃度増加に伴って、海水が酸性化し、炭酸カルシウムの殻をつくるサンゴなどの生物にとって生きにくい環境になる。
各地のローカルな気候変化（詳しく予測することが困難だが）に伴って、生物の種が、これまで適応していた場所の気候に適応できなくなることがある。 移動によって適応できる場合もあると考えられるが、移動速度に比べて気候変化が速すぎる場合、温暖化が進む極地や高山など行き先のない場合、人間の土地利用や工作物によって移動が妨げられる場合などは、種の絶滅をもたらす可能性が高くなる。
これからもし温暖化軽減策(CO2などの温室効果気体濃度の増加の抑制)を最大限進めたとしても、ある程度の温暖化は避けられない。 農業もそれに適応していく必要がある。 日本の農業に関する適応策の研究も始まっており、たとえば林（2009）の本に紹介され ている。 温度上昇に応じて、作物や品種の選択を変えることや、作付け時期などの調整が必要になるだろう。また、雪が雨に変わるところでは、春の水資源が不足するだろう。
しかし、日本の社会に影響を及ぼす気候変化は、日本の気候の変化だけではない。わ たしはこのことを、1991年に筑波で開かれた気候影響に関する国際会議でのW.J. Maunderという人の講演で気づかされた。 自分の国の産業の競争相手や生産物を買ってくれる国の気候の変化も重要なのだ。 たとえば、ある熱帯の国の気候変化は小さいかもしれないが、その国の農産物を買ってくれた国で気候が変化して自国生産ができるようになれば、農業への影響は大きいだろう。
世界の食料生産能力が下がれば、日本は、たとえお金があっても、食料や飼料の輸入を続けることがむずかしくなるだろう。
世界の小麦の産地を考えてみれば、オーストラリア南部、ウクライナ、北アメリカ大平原などいずれも、温暖化に伴って陸上で利用可能な水が減る可能性の高いところだ。
南アジアから東アジアにかけての米作地帯の陸上の水の増減の見通しは不確かさが大きい。 水がふえても洪水となって利用できない可能性もある。 さらに、海面が上昇すると、ガンジス川・ブラマプトラ川（バングラデシュ）、エーヤワディ川（ミャンマー）、チャオプラヤ川（タイ）、メコン川（ベトナム）などの三角州地帯の水田の多くが生産不可能になるだろう。
シベリアやカナダなどの冷温帯では、農業生産可能な場所が広がると考えられるが、生産力をあらかじめ予想することは困難だろう。
世界を見渡してみると、日本は食料生産の条件にめぐまれたところだ。 温暖化の影響も比較的軽くすむと予想される。 そこでの食料生産能力を確保しておくことは、日本人の生き残りに必要であり、世界人類に対する日本人の責任とも言えるのではないか。 なお、温暖化する日本で増産を期待できる穀物は米だと思われるので、麺、パンなどの需要を米でまかなうくふうもしたほうがよいのではないか。
化石資源への依存を減らさなければならない中で、食料だけでなく、衣服、建材、包装、記録媒体なども再び生物資源の確保を考える必要がある。
温暖化軽減をめざすならばCO2排出を減らす必要があることは明らかだ。 ところがこれは、CO2隔離貯留を除けば、化石燃料消費を減らすことと同じだ。 そして、少なくとも日本のような地震の多いところではCO2隔離貯留に多くを期待することはむずかしいと思う。
CO2排出削減に限らず、直接の生態系へのインパクトを減らすことも含めて、人間活動のエコロジカル・フットプリント（ワケナゲルとリースの本を参照）を減らすことを目標に考えたほうがよいと思う。
ここではエネルギー資源について考えてみる。直接ここでの議論の根拠にしたわけではないが、牛山・山地(2010)の本が参考になると思う。
化石燃料はエネルギー密度の高いエネルギー資源であり、とくに、液体である石油は運ぶことも貯蔵することもしやすい。 また、電気は貯蔵はむずかしいが、電線さえひけば手間をかけずに運べる。そこで、現代の産業は、需要のあるところで石油、ガスあるいは電気の形でエネルギー資源が得られることを前提に成り立っている。
ところが、更新可能エネルギー（太陽光、風力、小規模水力、バイオマス燃料など）は時間に関して間欠的であり、空間に関して密度があまり高くなく、運びにくいものが 多い。 今の化石燃料の需要をそのまま更新可能エネルギーでまかなおうとしても無理だろう。
化石燃料が自由に使えることを前提とした社会体制は持続可能でない。 かと言って産業革命以前の体制にもどるのは望ましくないし、可能でもない。 更新可能エネルギーに適応して、新しい社会体制を作っていかなければならない。
これにはもちろん、同じ需要のために使うエネルギー資源を化石燃料から更新可能エネルギーに切りかえることが含まれる。 また、同じ需要に対して使うエネルギー資源が少なくてすむ「省エネルギー」技術の開発や普及も含まれる。 しかしそれだけでなく、場合によっては需要をなくすことも必要だろう。 もはや経済規模の拡大は常に善ではないし、営業の自由についても将来の世代の環境や資源をそこなわないことという制約をつけてよいはずだ。
また、更新可能エネルギーの特性に合わせた利用の形のくふうと技術開発が必要だと思う。 化石燃料や原子力では効率のために大規模化がよいとされたが、更新可能エネルギーの利用の適正規模は「集落」程度ではないかと思う。
間欠的に生産ができれば目的を達する場合は、そのような工程を設計したほうがよいと思う。 しろうと考えだが、1メートルの桁の空間スケールに届く自然エネルギーをセンチメートル・ミリメートルの桁に集中させて、太陽光があるとき窒素固定をする化学プラントとか、風が吹いたとき金属部品を成形するプレス装置とかを、集落ごとに持つことはできないだろうか。
もちろん常に需要を供給に合わせられるわけではないので、エネルギーを貯留することが決定的に重要だ。 その技術には蓄電池、揚水発電などがあるが、さらに発明が必要だ。
食料の生産・消費の流れの中でも、多くのエネルギー資源が使われている。 節約あるいは更新可能エネルギーへの転換をくふうしていく必要がある。 輸送距離（フード・マイレージ）は資源消費の多数要因の一つと見るべきだろう。
農業生産段階では、農業機械、水ポンプ、温室の保温・照明などにエネルギー資源が使われる。 化学肥料や農薬も、製造時に多くのエネルギー資源が使われているはずだ。
流通段階では、まず、輸送にエネルギー資源が使われる。 とくに、飛行機は化石燃料以外の資源で動かすことが困難なので、今後の輸送は水上・陸上輸送に限ると考えたほうがよいと思う。 また、冷凍・冷蔵、乾燥剤・酸化防止剤、容器・包装などにも資源が使われる。 食料の品質保持という目的に即してそれぞれの手段の必要性を見なおし、むだなものを使うのをやめ、必要ならば、物質資源は再利用・リサイクルしエネルギー資源は更新可能エネルギーでまかなうようにしていくべきだ。 遠隔地への供給をあきらめるべき場合もあるだろう。
畜産の場合は、輸入穀物を飼料とするならば外国での飼料生産段階での資源浪費も計算に入れる必要がある。 肉食を減らしても栄養が不足しないような食材開発に向かったほうがよいのではないだろうか。
今後の人間社会は、グローバルな意味での限界を意識するだけでなく、各地域別に、自然環境の収容力と更新可能資源の供給量の範囲で平和に生きていく方策を考えなけれ ばならない。 気象・気候・水文学の専門家としては、津津浦浦のみなさんが太陽光、風、水流などの天然資源が自分の地域のどこにいつどれだけあるのかを知るための基礎知識を普及させていく責務を感じている。