人間が化石燃料を燃やすことで出している二酸化炭素がおもな原因となって、 21世紀の間に、全球平均地上気温の上昇を含む気候変化が起こるという見通しを 「人為起源温暖化」、略して単に温暖化と呼ぶことにする。 これは今では気候変化を研究している科学者の多くの共通見解になっており、 ここでは便宜上「本流の見解」と呼ぶことにする。 今[2007]年、気候変動に関する政府間パネル(IPCC)の 第4次報告書[注]がまとめられた。 自然科学的基礎を扱う第1作業部会の報告書を見ると、 本流の見解はますます確かになったことがわかる。 ただし、この見解は細かいところまで統一されたものではなく、 全球平均地上気温の上昇の見通しでさえ幅をもっており、 地域ごとの温度変化や乾湿の変化に関する見通しにはかなりの不確かさがある。
ところが、本屋の店頭で見かける地球温暖化に関する本には、 本流の見解を紹介しているものもあるが、 むしろ、一方で「温暖化は起こらない」という主張(ここでは温暖化否定論と呼ぶ)や 「温暖化予測の根拠になっている科学は信頼できず、気候がどうなるかは誰も わからない」という主張(温暖化懐疑論と呼ぶ)、 他方で「温暖化は生態系や人類の破滅をもたらす」という主張 (温暖化脅威論と呼ぶ)の両方が目立っているように感じる。 ただし、ここで同じグループに分類された論者の間でも見解は同じではなく、 相互に矛盾することさえある。
この文章を書いた動機は、 気候変化の科学の本流の立場を理解していただきたいという気持ちである。 しかし、必ずしも本流の立場の共通見解を述べるのではなく、 個人の立場で、温暖化問題の意義と それにかかわる科学の役割についての考えを述べたい。[top]
人間の社会は、環境に完全に規定されているわけではないが、 環境の制約を受けていることは明らかである。 また、人間活動は環境に影響を与えている。 環境が、人間活動によって改変された結果、 人間の生存にとってますますきびしいものになることがある。 「環境問題」とはこういう問題なのだと思う。 地域的な事例ならば、古代から、 農業・牧畜や都市の燃料確保のために森林を破壊した結果、 人が住むのに適さなくなってしまったところはあちこちにある。 現代では、問題が全地球規模に広がり、人間にとって逃げ場がなくなった。 だから「地球」(global)環境問題なのである。 (なお、森林の例でわかるように環境と天然資源は明確に分けられないので、 ここでは天然資源枯渇の問題も含めて考える。)
人間が化石燃料を燃やすことによって大気中の二酸化炭素がふえ 気候が温暖化するという因果連鎖は、 まちがいなく全地球規模でとらえなければならない現象なので、 地球環境問題の例題にふさわしい。 ただし、それが困ったことかどうかは多少考える必要がある。 約百年後に起こる可能性が高いと思われる、 産業革命前に比べて約2℃から5℃高い全球平均地上気温は、 最近80万年間にはなかったようであるが、 最近1億年までさかのぼれば珍しい値ではない。 100年で3℃といった温度上昇の速さは常のものではないが、 10万年前から1万年前までの氷期の間には何回かあったかもしれない (過去の全球平均気温の推定の不確かさが大きいので断言はできないが)。 人類にとっては、もし氷期のころのように世界の人口がせいぜい百万人の桁であれば、 移住をせまられる以外には困ったことではなかったかもしれない。 しかし今、世界のほとんどの陸地は国境線で分割され、 生産活動に使えそうなほとんどの土地には所有権が設定されており、 しかし世界規模での人口再配置を計画し実行できるような権力は存在しない。 この状況では、仮に地球全体の食料生産能力が減らないですむとしても その地域的分布が変わることは困ったことである。
温暖化が地球の生態系や生物多様性に対する危機であるという指摘がある。 サンゴ礁や高山の植生をはじめ世界の多くのところで生態系が危機にあり、 その要因として人間活動の影響が大きいことは確かだろう。 ただし、人間活動の生態系へのインパクトとしては、 温暖化という要因も無視できないが、 農地開拓や都市化などの土地利用改変に伴うもののほうが大きいはずだ。 温暖化だけならば、すべてではないが多くの生物が、 新たに適した気候になったところに移動することによって 適応することができるだろう。 しかし現実には、農地や牧場、道路やダムのような構造物によって 移動がさまたげられる。 土地利用改変で生息域が狭められた生物が気候変化にさらされるという 相乗効果があるから重大な問題なのだと思う。
もうひとつ現代の人間社会の大きな問題は、 更新不可能な天然資源とくにエネルギー資源を大量に消費していることである。 これは明らかに持続可能ではない。 しかし、現代の経済のしくみは18世紀後半以後 常に化石燃料が利用できることを前提として発達してきたものなので、 社会を持続可能なものに組みかえていくのはたやすいことではない。 温暖化問題がなければ、あと百年くらいは 石炭に頼りながらゆっくりと次の転換を考えるという政策が選択されたにちがいない。 しかし、温暖化が困ったことだとすると、 化石燃料からの脱却を急がなければならないことになる。
温暖化問題はこのように、 一方では土地利用改変による生態系へのインパクト、 他方では化石燃料依存の問題とからみあっている。 人間社会が今後持続していくためには、 このいずれの局面でも危機が生じないような政策をとる必要がある。 人間の環境へのインパクトはすでに自然の調節能力の範囲を越えてしまっているので、 これを小さくするように社会を変えていく必要があるのだと思う。 なお、インパクトが生じている場所はいわゆる途上国であることが多いが、 それを起こす動機は経済的に豊かな国に本拠をおく経済主体にあることが多い。 まず自国の産業政策を人類の持続性をそこなわないものにすることが、 豊かな国の責任だろう。
この意味で参考になるのは、 ワケナゲル(Wackernagel)とリース(Rees)の「エコロジカル・フットプリント」という概念である。 彼らは人間活動の環境へのインパクトを面積という次元にそろえて集計し、 すでにその合計は生産活動に使える陸地の表面積を越えていることを示した。 このような定量的指標は、 さまざまな質のインパクトを同じ土俵にのせる意義があるが、 単純化に伴う欠点もある。 とくに、エネルギー資源消費のインパクトを評価する際に、彼らは 排出された二酸化炭素を吸収するのに必要な面積の見積もりを採用しているが、 もちろん実際のインパクトは温暖化だけではない。
人が温暖化を防ぐべきだと考えるとき、その根拠は一様ではないが、 将来の世代に迷惑をかけるべきでないという倫理的判断が含まれているだろう。 ところが、温暖化防止策として提案されているもののいくつかは、 この同じ倫理的判断から見て勧められないものである。 ひとつは原子力利用の拡大である。 二酸化炭素の排出は、 燃料の生産や設備の建設から廃物の扱いまでの全体を考えても 化石燃料の場合よりも少ないのかもしれない。 しかし、放射性廃物の処分方法は確立していない。 おそらく地層処分しかないだろうが、 将来のローカルな地殻変動の予測は困難である。 封印せず、将来にわたって管理を続けるしかないだろう。 これは、将来世代に負担をしいる策である。 もうひとつは二酸化炭素の隔離貯留である。 物質としての安全性の面では放射性廃物よりはるかにましだが、 他方、量が非常に多い。 およそ千年以上にわたって隔離が続く必要があるのだが、 日本のような地殻変動帯では確実な隔離はできないと思う。 もしできてもその場所は将来の土地利用が制約されることになるだろう。
したがって、今後人間社会の頼れるエネルギー資源は、 更新可能な、いわゆる自然エネルギーに限られる。 地熱と潮汐を例外として、太陽光、風力、水力、バイオマス燃料などいずれも 太陽から来て宇宙空間に出ていくエネルギーの流れの利用である。 ただし大規模ダムと燃料作物の大規模栽培は生態系へのインパクトが大きいので 避けるべきである。 これまで化石燃料や原子力を前提に、 エネルギーを大量に一括して加工し広く分配するしくみが作られてきたが、 今後は、空間あたりの密度が小さくまた時間的変動の大きいエネルギー資源を 活用できるように、生産と消費の形を変えていく必要がある。[top]
温暖化に関する両極端の主張が売れているのは、 読者の心情に響くからかもしれない。 かなり多くの人が、産業革命以来の産業と生活の様式が持続可能でないこと、 温暖化がその転換をせまる動機のひとつであることを感じているのではないだろうか。 一方に、それをこの世の終わりのように感じて、 あるいは悲観的になり、あるいは義憤にかられる人がいることも、 他方に、無意識のうちに温暖化問題の存在を認めない方向に思考が向かう人がいる ことも、心情としては無理もない。
政策を自分の利害に合う方向に進めたい人たちが 気候変化の見通しに関しても自分のつごうのよいものを選んで使っていることも 無視できないだろう。 エネルギー資源に関する政策は産業全体への影響が大きい。 とくにアメリカ合衆国には、石油・石炭資本がスポンサーになって、 さまざまな温暖化否定論者や懐疑論者の主張をパンフレットや ウェブサイトで宣伝している団体がいくつもある。 目的は二酸化炭素排出を規制するような政策を妨げることと推測される。 本流の科学者から見ると すでに科学的批判に耐えなくなっている見解を述べているものが多いが、 著者たちの多くは自分の見解は正しいと思って主張しているらしい。 そういう宣伝団体は市民に科学を解説する公益団体の顔をしているので、 公平なつもりの著者が信用して受け売りしてしまうことも多いようだ。 他方、原子力利用を拡大したい人々は温暖化を強調することが多く、 ときに温暖化脅威論を利用することがある。
温暖化脅威論のうちには、 人間の生態系へのインパクトの実例をよく調べ、その深刻さを訴えるものも多い。 それは警告としては貴重なのだが、 危機のすべてを温暖化のせいにしてしまうと、 対策論も温暖化防止に偏り、 原子力利用などの持続可能でない方向に向かってしまうおそれがある。 生態系の危機を語る際には、 温暖化と他の要因がどのようにからんでいるのかを含めて論じていただきたいと思う。[top]
科学的知識は、絶対的真理であることはほとんどない。 科学的知識の正しさは暫定的なものである。 ただし、科学には知識を改良するしくみがある。 その基本は同僚による評価(peer review)であり、 論文出版前の査読と、出版後、別の論文などの形での公開の批評とを含む。 これが成り立つために、科学者は一方で専門分科内で共通の概念体系を学ぶこと、 他方で師匠を含む同僚の仕事を批判できることが必要である。 科学は伝統と革新との緊張関係で成り立っているのだ。
地球環境に関する科学は、 制御された条件で実物を使った実験ができないので、 実験ができる専門分科に比べて不確かさが大きい。 しかし、このあと述べるように、 理論の産物である数値モデルによって この欠点はある程度克服されている。
それにしても、未知のプロセスを含んでいる複雑なシステムに関する 予測ができるかどうかは疑わしい。 とくに温暖化の文脈では、気候を予測しようとすれば、 二酸化炭素排出量も予測しなければならない。 人間にほんとうに自由意志があるかは哲学的難問だが、 社会を含むシステムの将来予測は科学の手にはおえない課題だといえよう。
しかし、科学が不確かさを含んでおり、 また正しい意味での予測ができないからといって、 科学的知識を持っても何も知らないのと同等だということにはならない。 科学は、過去に起こったことの説明を提供できることがあるし、 将来についても、いくつかの前提のもとではどんなことが起きそうであるかを 述べることができる (あとで説明する「プロジェクション」はこれである)。
不確かな科学的知識は政策の根拠として弱いという理屈はもっともではあるが、 不確かさを完全になくすことができない以上、 この理屈を原理主義的に主張することは、政策決定を限りなく遅らせることになる。 社会は、問題の深刻さと不確かさの両方を考慮に入れて、 逐次、政策を決めていく必要がある。[top]
温暖化懐疑論のうちには、「気候の科学は政治によってゆがめられており、 信頼できない」と主張するものがある。
確かに、IPCCは政府間機関であるし、 日本を含めた各国で、IPCC報告書に反映されることをめざした研究が 国家プロジェクトとして行なわれている。 科学者が自発的に真理を探求するというアカデミック科学の理念型とは違いがある。 政策のための科学は、アカデミック科学と違った価値基準をもった 「規制科学」(regulatory science)と呼ばれるようなものだという考えもある。
現実には、アカデミック科学と規制科学の両類型の間にいろいろな実践がある。 そしてIPCCの価値基準はアカデミック科学に近い。 ひとつには、IPCCには直接政治に関与する権限が与えられず、 科学的知見の評価報告をするだけだからである。 また、IPCCは、レビューの対象を原則として査読を経た学術論文とし、 さらに報告書原稿について他の専門家の査読を受けることにしている。 つまり、知識の品質管理のしくみとして アカデミック科学の同僚評価を採用している。 ただし、国家プロジェクトでは、研究テーマがトップダウンであり、 また答えを出す期限が設定されている点は、従来のアカデミック科学と違う。 研究者の思考や結論がスポンサーの望む方向に誘導されないかという心配は 正当なものだが、 日本のIPCC第1作業部会への貢献を見る限りでは そのような弊害は現われていないと思う。
アカデミック科学には、 専門分科内の相互批判はあるものの、分科間でことばが通じなくなりがちだ という欠点がある。 しかし、気候変化の研究では、気候モデル開発だけでも 複数の分科の人が共同でかかわる必要があるし、 気候影響評価では、さらに多くの分科の人の間で情報の意味を理解しあう必要がある。 専門分化の弊害をまぬかれているわけではないが、 それを避ける努力が積極的に行なわれている分野なのである。[top]
大気中の二酸化炭素が赤外線を吸収・射出することは、 19世紀なかばにティンダル(Tyndall)の室内実験によって示され、 1950年代に量子化学にもとづく理論や精密な室内実験によって 今から見てもほぼ正しい定量的評価が得られた。 それが大気・地表面のエネルギー収支にどのような影響を与えるかに関しても、 すでに1970年代に、専門家の間ではだいたい共通理解が得られていた。
よく使われる指標は、二酸化炭素濃度が ある値(たとえば300 ppm)でずっと続いた世界とその2倍の値でずっと続いた 世界があると仮定した場合の両世界の気温の差で、 「二酸化炭素倍増に対する定常応答」と呼ばれる。 1979年のアメリカ科学アカデミー報告書で、 定常応答は1.5℃から4.5℃の間と見積もられた。 この値は、たまたまであるが、今も修正の必要がない。 幅ができるおもな理由は二酸化炭素自体の効果の不確かさではなく、 気温の変化に伴って水蒸気と雲がどのようにふるまうかについての不確かさである。 今でもまだ個々の雲を表現した全球3次元の気候シミュレーションはできない (計算機の能力が及ばない)せいもあって不確かさは残っているが、今後研究が進んでも 定常応答の値が桁違いに大きくなったり小さくなったりはしないだろう。
現実には、二酸化炭素は徐々にふえていくので、定常応答とは状況が違う。 大気は海とエネルギーをやりとりしている。 海は大気よりも質量が桁違いに大きいので、海が暖まるのは大気よりも時間がかかる。 1980年代の研究によって、気温の変化は、海のうち風によるかきまぜが及ぶ表層 (深さ数百メートルまで)の水温の変化といっしょに起こるので、二酸化炭素濃度に 比べて数十年遅れて進行することがわかった。なお、海の深層はもっとゆっくりと、 約千年かかって暖まるはずである。
1980年代の時点では大気・海・陸の間の炭素循環は謎だらけだったが、化石燃料 燃焼量と大気中の二酸化炭素の増加量はよくわかっていたから、その比率が続く と仮定すれば、どの程度の温暖化をもたらすかはすでに計算できた。
ただし、気候を変化させる要因には、エーロゾル(大気中にただよう固体・液体の 微粒子)の効果もある。そのうちには、石炭や石油の燃焼でできる二酸化硫黄が 大気中で酸化してできた硫酸液滴がある。これは太陽光を反射して地上気温を 下げるように働く。 1970年代には、これが二酸化炭素と同等以上に働き気候を 寒冷化させるという考えもあった。その後研究が進み、二酸化炭素の効果に 比べて無視はできないが相対的に小さいことがわかってきた。
こうして1980年代には、人間活動は気候を温暖化させるのではないかと考える 科学者がふえた。生態系および農業への影響を見積もってみると、変化量が ある程度以上大きくなると有害な影響のほうが主になると思われる。そこで、 温暖化への適応と温暖化を防ぐ努力の両方が必要と考えられた。その議論は 国連を動かし、1988年にIPCCが発足することになった。
ここまでの議論は、未来に関する理論的見通しとして組み立てられてきた。 しかしそれだけでは政治を動かすには弱い。幸か不幸か、1990年代にはいると、 (当時の)最近10年の気温がそれ以前に比べて高くなっていることを示唆する 情報がふえてきた。 そこで「20世紀の間に確かに気温が上昇しているか」 「そのおもな原因は二酸化炭素であると言えるか」という課題が設定された。 こちらならば、理論家だけでなく観測家も参加できるし、 一般の人々にも身近に感じられる問題である。 研究が進むにつれて精度が高まり、 今[2007]年のIPCC第4次報告書では 「気候システムの温暖化は疑う余地がない」 「20世紀半ば以降に観測された世界平均気温の上昇は、 人為起源の温室効果ガスの増加によってもたらされた可能性がかなり高い」 と述べられるに至った。 これは21世紀の温暖化の見通しを支える議論のひとつとなっている。[top]
これまで「理論的見通し」と述べてきたが、 実際には、気候モデルと呼ばれる道具が使われる。 気候モデルには理論と経験が結集されているが、 基本的には理論の産物であると考えられる。
気候モデルは計算機上で動く プログラムであり、それぞれ3次元の大気や海洋の運動や温度の変化を、時間を 追って計算するものである。モデルの基礎は、質量保存、エネルギー保存、 運動方程式などの基本的な物理法則を表わす連立方程式である。式に出てくる 各項の大きさを評価して、桁が落ちるものは省略することもあるが、同じ桁に なりうるものは省略しない。そうすると連立方程式の一般解を求めることは できないが、特定の初期条件・境界条件に対応する数値解を求めることはできる。 また、式の項のうちには、物理法則だけから値を求めることが実際には むずかしいものがある。そういう場合は、物理法則に矛盾しないように注意 しながら、経験式を部品として使う。このことを「パラメタリゼーション」と 呼んでいる。この部分の経験式の係数は、過去の観測事実をもとに決められるが、 シミュレーションの結果を見て調整(チューニング)されることもある。
モデルの性能を確認するために、過去の気候を再現する実験が行なわれる。 もちろんこれはモデルが正しいという証明ではないが、 実績を積むことによって信頼度はしだいに上がっている。 係数をチューニングしているのだから合ってあたりまえではないかという 批判はあたっていない。社会科学などの分野で使われる純経験的モデルとは 違って、物理法則が制約になっているので、細かく経験に合わせる チューニングはできないのだ。[top]
温暖化懐疑論には、「科学で未来を予測することは不可能だ」 という考えによるものもある。
実は、これまでにIPCCで採用されてきたいわゆる温暖化予測実験は、 正しい意味での予測(英語ではprediction)ではない。 区別してプロジェクション(projection)と呼ばれている。
IPCCの第4次報告書に向けて行なわれた主要なプロジェクションは、 世界気候研究計画(WCRP)の第3次結合モデル相互比較プロジェクト(CMIP3)である。 これに先立ってIPCCの部会で、 社会の発展のしかたに関するいくつかの想定をして、それぞれの想定のもとで 二酸化炭素などの排出量の時系列を推計したシナリオが作られた。 (出版2000年。なお、そこでは排出量を意識的に制御する政策がとられることは想定していない。) これに基づき、大気・海・陸の間の炭素循環に関する数値モデルを使って、 それぞれのシナリオでの大気中の濃度の時系列が得られた。 CMIP3では、複数の研究グループがそれぞれの気候モデルにこの濃度シナリオを 与えて、気候変化のシミュレーションをしたのである。 結果は、シナリオによって違うし、同じシナリオでもモデル間で幅をもつ。
もちろん、この前段で使われた炭素循環モデルは完全とは言えないし、気候と 炭素循環の間の相互作用もあるにちがいない。そこで最近は、 気候モデルに炭素循環をも組みこんだ「地球システムモデル」による、 CMIP3とは別のプロジェクションも行なわれている。
また、プロジェクションを実行した経験から、今後30年程度に限れば、 ありそうな複数のシナリオ間の気候の違いは小さいことがわかった。 そこで今後、この期間の気候変化予測(prediction)を行なう構想がある。 もちろん天気予報や季節予報と違い、特定の日の天気や特定の年の天候ではなく 10年くらいごとにまとめた季節ごとの統計値を予測することになる。
いずれにしても、社会は、科学のできることの限界を知ったうえで その知見を使って決断をくだしていく必要がある。[top]
温暖化に関するとくに専門の違う科学者の主張のうちには、 なん十年か前の認識に基づくものがあるようだ。 温暖化懐疑論のうちには、気候の科学が信頼できない理由として 1970年代の科学者に有効な気候の予測ができなかったことをあげるものがある。 確かに温暖化の理論の基本は1970年代から変わっていないが、 上に述べたように周辺の知見が進み、またモデルの能力ははるかに高まったのだ。 また、温暖化否定論のうちの二酸化炭素の温室効果はほぼ飽和しているという議論は 1970年代にすでに否定されていた学説と同じであり、 どう否定されたかは専門の教科書で勉強すればわかる。
他方、比較的最近関心をもちはじめた否定論者や懐疑論者のうちには、 20世紀の観測データに見られる温暖化シグナルが有意かどうか、 あるいは観測データと数値モデルによる再現実験の結果との比較について、 細かいことを問題にする人が多い。 21世紀に予想される変化に比べて小さい変化を問題にしているので、 シグナルなのかノイズなのかの決着はつきにくい。 科学内の問題としてはデータを詳しく検討するのはよいことだ。 しかし、社会にとって必要なのは21世紀に関する理論的見通しの評価である。 20世紀の変化の検出と原因特定は、その理論の確からしさを 評価する手段のひとつとして必要な限りで論じればよい。[top]
プロジェクションの想定は、 将来起こりうる気候変化要因をすべてつくしたものではない。
プロジェクションの結果では気候は比較的なめらかに変化していくが、 古気候復元推定あるいは理論を専門とする研究者から、 気候がもっと急激に変化する可能性があるという指摘がされている。 指摘のいくつか(たとえば次の1,2,3)は、 プロジェクションに使われる気候モデルにまだ取りこまれていない (あるいは実験的に取りこまれはじめたばかりの)プロセスが 正のフィードバック(変化を強化するような因果連鎖)をもたらす可能性である。 また、いくつか(たとえば次の4,5)は、 気候が現在とはだいぶ違う状態に移ってしまう可能性である。
ただし、これらの筋書きが実現する確率はまだ見当もつかない。 また、因果連鎖の可能性を指摘した人は自分の筋書きばかりを強調しがちだが、 まだ誰も思いついていない因果連鎖もありうる。 ついでに言うと、負のフィードバック(変化を弱める因果連鎖)が構成されて 温暖化が自然に緩和される可能性も、同様な「驚き」の事態のひとつと言えよう。
このほかに、気候の外の要因による気候変化の可能性もある。 たとえば、火山の大規模噴火によって成層圏に硫酸エーロゾルがつくられ 太陽光がさえぎられて一時的に寒冷化が起こる可能性、 太陽から来るエネルギー量が大きく変動する可能性などである。
最悪の事態に備えるべきだという理屈はもっともではあるが、 まだ確率の見当がつかない「驚き」の筋書きは、 プロジェクションをもとに推測される筋書きと同等に扱うことができない。 いろいろな「最悪」のうちどれを重視したらよいかもわからない。 わたしは、人間社会は気候変化に二段がまえで備えるべきだと思う。 第一に、本流のプロジェクションをその幅とともに参考にして、 実現する見こみが高い変化に備えることである。 これには予想される温暖化への適応策と、温暖化を小さくとどめるための努力を含む。 第二に、フィードバックと外部要因の両方を含めたさまざまな驚きの気候変化を 非常事態として考慮に入れ、社会の適応能力をさらに広げておくことである。[top]
【[注]
IPCCは、気候変化に関する科学的知見を総合するために、
国連(国連環境計画および世界気象機関)のもとに
1988年につくられた組織である。
課題を、気候がどう変化するか、それは生態系や人間社会にどう影響するか、
その悪影響を緩和するにはどうしたらよいかに分け
3つの作業部会がつくられている。
およそ5年ごとに評価報告書を出している。
2007年は第4次報告書を出す年であり、
すでに政策決定者向け要約が確定し発表された。
その日本語訳は環境省のウェブページ
http://www.env.go.jp/earth/ipcc/4th_rep.htmlから参照できる。
報告書本文(英語)も第1作業部会の分はインターネット上で公開されている。】[top]
【ここに述べたことは筆者の個人的見解であり、 必ずしも所属機関の見解を代表するものではありません。】 [top]