地球温暖化の科学への入門 / Global Warming: Understanding the Forecast (Archer)

• David ARCHER, 2007年: Global Warming: Understanding the Forecast. Malden MA USA & Oxford UK: Blackwell. [最初からペーパーバック。 ちなみに印刷はシンガポール、版組みはインドのChennaiだそうだ。 ほかの例でも感じたのだが、 イギリス本拠の出版事業はずいぶん国際分業化している。]

地球温暖化について、 専門外の人に自然科学的な中身にある程度立ち入って理解してもらうために 勧められそうな本である。

【 ただし、下の「問題点」のところで述べるように 書きまちがいと思われることがいくつもあった。 初歩の人に勧められるのはそれをなおしてからになる。 著者に連絡をとったところ、 著者による正誤表 (http://www.understandingtheforecast.org/errata.pdf) が改訂された。 下のわたしのリストには、2007年4月2日現在の正誤表が反映してあるが、 著者による正誤表はそれ以後も改訂されているのでそちらも参照してほしい。 】

著者(シカゴ大学教員)の専門は炭素循環だが、本書の重点はむしろ気候変化の物理的しくみにある。 当然ながらこの本よりあとで出された IPCC (気候変動に関する政府間パネル)の第4次報告書 (2007年, そのうち第1部会報告の要旨の英語版が2月2日公開)の内容は反映していないが、 それで論旨が変わることはないはずだ。 文章は会話調ではないが書きことばでもなく、まさに講義をそのまま文章にしたようだ。

【原題にちょうど対応する日本語の題名をもつ 近藤(2003)の本が、IPCCという制度と、 そこでの議論で重視されている気候モデルによる温暖化「予測」(projection)は どのような計算なのかに的をしぼっているのに対して、 ARCHERの本は、もう少し一般的な考えかたの理解をねらっている。 】

【 なお、全く同じ題名の本(REVKIN, 1992)もあるそうだ。 こちらは版元品切れらしいが、 本を探す際には念のため著者名もよく見てほしい。】

目次は次のようになっている。

• (序論)
  • 1. 人類と気候
• (第1部. 温室効果)
  • 2. 黒体放射
  • 3. 層モデル [大気をガラス板のように近似した放射平衡モデル]
  • 4. 温室効果気体
  • 5. 大気の温度構造
  • 6. 熱、風、海流
  • 7. フィードバック
• (第2部. 炭素循環)
  • 8. 地球上の炭素
  • 9. 化石燃料とエネルギー
  • 10. 乱された炭素循環
• (第3部. 予測)
  • 11. それ[予測]は信頼できるか?
  • 12. 予測
  • 13. 意思決定

各章に演習問題があるが、その一部については、 著者が計算プログラムを用意したウェブサイトがあり、 読者がネットワーク上から数値を与えて計算結果を見ることができるようになっている。 (ただし、そのうちには (あらかじめ著者側で計算を終えた) 本格的な気候モデルのシミュレーション結果を表示してみるメニューもあるのだが、 2007年1月中になん回かためしたところでは、 折れ線グラフは表示されるのだが、 分布地図は "loading map" と表示されてから何分も待っても出てこなかった。 使ったブラウザがLinux上のFirefoxで、 Flashというソフトウェアに対応していなかったかららしい。 2007年7月、メニューに追加されていた 「Non-Flash Interface」を実行したら、これはすぐ動いた。)

本書の話題は温暖化の科学にとどまらず、温暖化対策にもふれている。 ただし、温暖化防止技術がいくつも並列に紹介されているが、 そのうちには実現可能性の高いものも低いものもある。 熱力学などの自然科学を背景とした評価を加えたほうがよかったのではないか。 温暖化対策の必要性に関する議論は、 経済学者が使っている議論を簡単に紹介したあと、 その前提(将来の被害を割り引くことなど)に自分は納得がいかないという 論調になっている。 わたしが書いたとしてもそうなりそうだ。 石油産出ピークの問題も言及されている。

問題点

[E1]、[E2]と書いたものは 著者による正誤表の、[E1]は初版(2007年3月7日現在)、 [E2]は2007年4月2日改訂版にあるもの。

[E3]は2007年7月5日現在の改訂版にあるもの。 この段階では下にあげたもの以外にもたくさんの改訂が追加されたが、 そのうちには訂正のほかに、IPCCの第4次報告書に対応した書きかえが含まれる。 わたしには追いかけきれないのでここでは前の訂正を訂正するものだけを紹介する。

その他は増田の気づいた点。 [E2]の訂正のうちにも増田の指摘したものもあるが全部ではない。

• 第1章、5ページ。 [E2]「global net economic production (GNP)」とあるうちの 「(GNP)」を取り除く。 [増田補足] GNPはふつう「gross national (economic) production」である。
• 第2章、図2.4。 [E2] 縦軸の「W/m² wave number」 を「W/(m² wave number)」とする。 [増田補足] ここでの波数の単位は横軸にあるようにcm^-1なので、 縦軸の単位を単位として正しく述べればW/m²・cmとなる。
• 第3章、20-23ページ。 [E2] 本文(20ページ)では惑星アルベドαの値が0.3とあるが、表3.1の33%に合わせて0.3とする。 また、表3.1での地球のT_bareが253 Kとあるが、251 Kとする。 [増田補足] この程度の違いは、さまざまな文献から数値を集めるとよくあることだが、 一貫させたほうがよいと思う。 わたしが太陽定数を本文にあるように1350 W/m²として ざっと計算したところでは、αが0.30と0.33の場合、 温度はそれぞれ254 K, 251 Kとなった。 なお、23ページで、255 Kという温度が出てくるが、 これも251 Kとするべきだろう。 また、この計算では、とくにことわらずにε = 1が仮定されている。
• 第3章、22ページ。 [E2] 式(3.1)で、平方根の4倍のような形になっているが、正しくは4乗根である(4を小さく書くべき)。
• 第4章、29ページ。 混合比と分圧の数値が等しいというのは、次の2つのことが前提となっているが、 それが述べられていない。 ひとつは分圧の単位として「気圧」を使うこと、 もうひとつは大気圧を一定とみなすこと。
• 第4章、31ページ。[E2] CO₂の bending modeは667 cm^-1、 asymmetric stretchは2349 cm^-1。
• 第4章、図4.3。[E1] 曲線の凡例の300 Kと280Kが逆。
• 第4章、36ページ。[E1] 式(4.3)はxとyが逆。
• 第5章、42ページ。 中間圏(mesosphere)と外気圏(exosphere)の間に熱圏(thermosphere)も あげておくべきだろう。
• 第5章、48ページ。 静力学的に安定(statically stable)という用語の使い方が、 対流や成層を論じる専門家のものと違っている。 専門家の用語に合わせるべきだろう。 そうすると、「静力学的に安定」は「安定成層」((stably) stratified)と 同じ意味になり、 ここで「静力学的に安定」と呼ばれている状態は、 (対流に対して)「中立」(neutral)というべきである。 図5.7と図5.8の説明文にも同じ問題がある。
• 第5章、53ページ。 [E2] Project 2aの中で、 Stefan-Boltzmann定数の数値の10の指数が8となっているが、 正しくは-8 (マイナス8)。
• 第6章、62ページ。 [E2] フーコーのふりこの実験が1850年にパリ万国博覧会のために行なわれたとあるが、 1855年と訂正。 [増田補足] 最初の実験およびパンテオンでの実験は1851年、 パリ万国博覧会は1855年である (小山, 2003; ACZEL, 2003[読書ノート])。
• 第7章、74ページ。[E1] Cloudsの最初の段落の最後に「We will keep a table」とあるが表は出てこない。
• 第7章、78ページ。 [E2] 「エルニーニョ (el Niño)」と「ラニーニャ (la Niña)」という語を入れかえる。 [E1] 図7.7の説明文でもエルニーニョとラニーニャを入れかえる (図そのものは正しい)。
• 第9章、108ページ。 [E2] 茅の公式(Kaya identity)の最後の因子の分母は「$」でなく「Watt」。 [増田補足] この因子は単位時間(秒)あたりのエネルギー資源消費量である。
• 第10章、121ページ(最初の完全な段落の最後の文)。 [E2] 「the seawater has greater capacity to hold seawater」の あとのほうのseawaterとなっているところはcarbon。
• 第10章、132ページ(最初の段落の最後の文)。 [E2] 酸素の回転バンドの振動数が地球の黒体放射スペクトルの外というのは言いすぎ。 「outside the main blackbody spectrum of the Earth」と 「main」を加える。
• 第12章、151ページ(最後の段落の2つめの文)。 [E2] アラスカとカナダ西部の温度が3〜4℃上昇したというところに 「winter」を加えて "Winter temperature in Alaska and Western Canada" とする。 [増田補足] Arctic Climate Impact Assessmentの報告書(2004年)の要旨 (http://www.acia.uaf.eduにあるHighlights.pdf)の 4ページを見ると、 「アラスカとカナダ西部の冬の温度が最近50年に3〜4℃上昇した」と言っている。
• 第13章、174ページ。 「the uptake rate by the atmosphere and ocean」はおかしい。 たぶん「atmosphere」となっているところは「terrestrial biosphere」。
• Plate 12.5。 [E3] 上と中の図は全く同じもので、いずれも2300年に対応。 下は2000年。 正しい図はE3の段階でのerrata.pdfに含まれている。
• [E1] 裏表紙。写真の説明が正しくない。 [増田補足] 詳しいことは未確認だが、 裏表紙上の小さい写真は133ページの図11.4の右側と同じもののようなので、 これがQoli Kalis氷河(裏表紙にはKallisとあるがlがひとつが正しいようだ)であり、 表紙の大きい写真は別のもので、おそらく海と氷の別々の写真の合成だろう。

文献

• 近藤 洋輝, 2003: 地球温暖化予測がわかる本。成山堂書店。
• 小山 慶太, 2003: 科学史年表。中公新書。
• Andrew REVKIN, 1992: Global Warming: Understanding the Forecast. New York: Abbeville Press. [わたしは読んでいない。]