『地球温暖化』論に騙されるな (丸山)

• 丸山 茂徳, 2008: 『地球温暖化』論に騙されるな! 講談社, 189ページ。

2008年5月下旬、地球惑星連合学会大会の中で 著者が呼びかけた分科会があったのだが、 わたしは出席する時間がとれなかった。 その代わりに本を読んでみることにした。

このノート(最後の段落以外)は、題名のような主張に対する反論のつもりで書いた。 著者の議論は、科学内の問題提起としてはおもしろいのだが、 CO₂排出を減らす政策に反対する根拠としては弱すぎる。 (しかも化石燃料消費を減らす政策に反対することは著者の本意でもない。 それが気候対策としては有効でないと考えているようだが。)

まず、著者の主張の一部は、次のように整理すれば、 わたし自身も主張したいこと(増田, 2007a, b 参照)だ。 次のような観点のない、CO₂が諸悪の根源であるかのような温暖化論をもとに 政策を決めることにはわたしも反対だ。

• 人間は地球の生態系に打撃(impact)を与え、生物の種の絶滅を招いている。 (たとえば、乾燥地帯で川から水をとることによって下流を砂漠化させた。) それを温暖化で代表させてしまうのは不適切だ。 人間が持続的に生きていくためには、生態系への打撃を減らす必要がある。 【さらに著者は、そのためには人口を減らす必要があると主張する。 わたしは明示的にそのような主張はしないが、 打撃の総量を減らすためには人口が減ったほうがよいとは思っている。】
• 現代の人間社会は、最近約1万年間(完新世)の安定した気候に適応しているが 気候変化への適応能力は低い。 気候を変化させる要因はCO₂だけではない。 21世紀の間にIPCCが考慮に入れていない要因による気候変化が起きる可能性はある。 それは寒冷化かもしれない。 人間が持続的に生きていくためには、 CO₂濃度から予想される変化だけでなく、 もっとさまざまな気候変化の可能性に備え適応能力を高めておく必要がある。 【著者は気候変化が温暖化の方向ならば人類全体として困ったことではないと 思っているのかもしれない。 わたしも、変化の振幅が同じならば寒冷化のほうが深刻だろうと思う。 ただし、わたしは(著者と違って)「未知の要因が大きく働かない限り、 今後1世紀間に寒冷化する確率は非常に低い」と思っている。】

しかし、そのほかの主張、 とくにIPCCやそれがまとめた知見への批判については、賛成できないところが多い。

温暖化の議論にとって、 過去のCO₂濃度と気温の時系列の比較は、 主要な根拠ではなく、補足的な材料なのだ。 過去のデータには不確かさがつきまとい、それを指摘することはたやすいが、 それによって議論の基礎がゆらぐことはない。

温暖化の議論の基礎は、 大気成分の気体のそれぞれが、いろいろな温度・圧力条件のもとで 赤外線をどれだけ吸収し射出するかという物理・化学的知識だ。 その知識は実験と理論のつじつまが合っており、 分光によるさまざまな気体の濃度の測定技術の基礎にもなっている。 もちろん絶対的真理ではないが、もしこれがゆらぐとしたら 科学の知識体系の多くの部分が見なおされる必要がある。

この知識をもとに、 温度や水蒸気・CO₂などの濃度と雲の分布を与えれば、 電磁波(光・赤外線)による鉛直のエネルギー輸送量の計算はまぎれなくできる。

そして、仮に大気の水平不均一を無視して、 各層の温度がエネルギー収支で決まる定常状態で落ち着くとすれば、 気温の鉛直分布を計算することができる。 このときエネルギーの鉛直伝達は、 成層圏では電磁波だけでよいが、 対流圏では対流も考える必要がある。 第1近似として、対流は鉛直温度勾配が一定値になるようにエネルギーを混ぜるとする。 すると、CO₂濃度が2倍の気候は、1倍の気候に比べて、 成層圏の温度は低くなるが(CO₂は地球寒冷化も起こすのだ!)、 地上気温は約2℃高くなる (MANABE & WETHERALD, 1967)。 ただし、このうちCO₂の直接の効果は約1℃で、 残りは水蒸気による正のフィードバックで強化された結果だ。 (水蒸気は赤外線を吸収・射出する物質だが、 海があるもとではその濃度は気温に従属的に決まると考えられる。 この計算ではそれを相対湿度一定という形で扱った。)

雲には、太陽光をさえぎる効果と温室効果の両方があるので、 温度変化に対する働きは複雑だ。 「雲量」と言われるのは、雲に覆われた面積比だ。 「雲が1%ふえれば気温が1℃下がる」(31ページ)というのは、 雲量が(相対比ではなく全天に対する比で) 1%ふえたら気温は1℃下がるという意味だろう。 変化の向きはもっともだが数量は大きすぎる。 SVENSMARKの見積もりも、 雲が4%ふえたら気温が1℃下がるというものだ。 【SVENSMARK & CALDER (2007)の89ページ。 全球平均値ではなく、赤道で1℃下がり、南極では逆に0.5℃上がるとしているが、 全球のうち南極以外は一様にふるまうという議論もしている。】 また、雲は気温によっても変化する。 気温が高くなると雲の質量はふえるだろうが、鉛直にのびる雲がふえ、 雲量(面積比)は減る可能性がある。 すると雲は気温に対して正のフィードバックになる。 現在、CO₂濃度2倍の気候と1倍の気候の温度差は 3±1.5℃と見積もられているが、 この幅はおもに雲に関する現段階の理解の不確かさを反映している。

CO₂が大気のうち質量比で約1万分の5、 分子数比で約1万分の4しかないという事実から、 著者はそれが気候に大きく効くはずはないと直観的に述べているが(17-18ページ)、 63ページには「1 ppmあたり0.004℃」という数値を示している。 この数値の根拠は示されていないが、 CO₂が300ppmふえれば、 単純に比例計算すれば1.2℃、 温度上昇が濃度の対数に比例するとすれば0.9℃上昇することになるので、 上にわたしが示したCO₂の直接の効果に近い値だ。

21世紀の気候でCO₂は重要な役割をもたないと言うためには、 地球の気候には、 大気中に排出されたCO₂をどこかに吸収してしまい 大気中の濃度増加を小さくとどめる作用があるか、 または、CO₂濃度がふえてもその温室効果(地上気温を上昇させる効果)を 打ち消すか減衰させる作用があるとしなければならない。 たとえば、温室効果に対して未知の強い負のフィードバックが働いて 温度上昇が緩和されると考えることは可能ではあるが、 そうすると、その作用は、著者が主張する雲が太陽光をさえぎる効果による温度変化も 緩和してしまうのではないだろうか?

地球形成初期の「暗い太陽のパラドックス」(27, 74-78ページ)の解釈は、 まだ確定したとは言えないと思う。 要因は複数あるかもしれない。 昔は今よりも雲が少なかった可能性はありうるが、 それだけではじゅうぶん説明できないと思う。 今の地球の(雲、海、陸、氷こみの)太陽光反射率は30%だ。 昔、太陽が出すエネルギーが今の70%だったとして、 ほかの条件が同じだと、地上気温は今よりも30℃くらい低くなる。 もし雲がなかった(そして氷もなかった)として反射率を10%とすれば、 気温を20℃くらい上げることができるだろう。 しかし実際にありうる雲量の違いはこれよりも小さい。 他方、CO₂濃度が 75ページで述べられているように今の100倍(大気の4%)だったとし、 CO₂濃度2倍ごとに気温3℃だけ高くなるという (これまでの理論研究に基づく)概算によれば、気温を20℃上げる効果がある。 (概算には不確かさはあるが、結果の桁を変えるほどのものではないだろう。)

SVENSMARKの宇宙線が気候を決めるという説については SVENSMARK & CALDER (2007)の本の読書ノートで論じたのでそちらを参照してほしい。

なお、丸山氏は、原因を宇宙線に決めてかかっているのではなく、 太陽からの直接の影響と、両論併記にしている。 わたしはこのほうがSVENSMARKの議論よりはもっともだと思う。 年から千年の時間スケールでは 宇宙線と太陽活動のシグナルはほとんど同じになってしまい、 統計的解析ではこの両者の寄与を分けることはむずかしいのだ。 (地磁気の強さの変化がもっと遅いか速いかのいずれかであり、 また、もしSVENSMARKの考え 【SVENSMARK & CALDER (2007)の2章】に従えば 下層雲の変化にきく宇宙線は地磁気によってはあまり左右されない部分なので。) しかし、文章の説得力は本書よりも SVENSMARK & CALDER (2007)のほうが 大きいと思う。 CALDERにプロのもの書きとしての能力があるうえに、 議論を単純にしたほうが読者をわかった気分にさせやすいからだろう。

ひとつ確かなことは、20世紀後半の50年間に限って傾向を見ると、 全球平均地上気温は上昇したが、 宇宙線にも、太陽活動にも、 変動はあるものの明確な上昇・下降傾向はなかったことだ (BENESTAD, 2002, 図7.3など; LOCKWOOD & FRÖHLICH, 2007)。 雲量が50年以上累積された形で気温に効くとすれば矛盾しないかもしれないが そういう説明はされていない。

著者は、「温暖化が暴走する」という議論を批判している(30ページ付近)。 しかし、IPCCに貢献している科学者の多くは「暴走する」とは考えていない。 さまざまな正負のフィードバックが同時に働くうちで どちらかといえば負のフィードバックが勝って 気候は準定常状態になるが、その準定常の位置がシフトする。 気候変化とはこのようなことだととらえている人が多いと思う。 【「気候は分岐点(tipping point)を越えると急激に変化するような システムかもしれない」という議論はあり、 IPCC第4次第1部会報告書(SOLOMONほか, 2007)の囲み記事 (Box 10.1)にもとりあげられている。 これは(必ずしも適切な表現ではないが)「暴走」と言えなくはない。 しかし、どこにどのような分岐点があるのかに関して統一見解はない。】

年々変動の時間スケールの温度変化のシグナルが 大気中のCO₂濃度に先行していること(59-61ページ)は事実としては確からしいし、 因果関係の説もたてられている(海の溶解度では説明できず、 陸上植生の活性または土壌有機物の分解が関与しているようだ)。 しかし、1957年以来全体をならした大きな濃度増加傾向も 温度変化の結果だという議論には無理があると思う。 【この議論は槌田敦氏(たとえば槌田, 2006)によるものにちがいない。 槌田氏は2008年11月の気象学会での発表でも同じ主張を続けている。 丸山氏のほうは、2008年8月に出た本では(黙って)主張を変えた。 (blog「気候変動・千夜一話」の吉村じゅんさんによる記事 http://blog.livedoor.jp/climatescientists/archives/437194.html 参照。)】

【大気中のCO₂に関する本書の議論には、次のような疑問もあるが、 おそらく著者自身も今では無理があることに気づいているだろう。 89ページの図7の説明では 「人類は大気中に毎年約1ppmのCO₂を排出している」と言っている。 これは化石燃料消費統計に比べてだいぶ少ないが、 化石燃料消費統計がまちがっているというのだろうか。 大気中の増加量はこれよりも多いが、 残りは温度に応じて海から出てきたという考えなのだろうか。 この考えと、 炭素同位体、とくに放射性炭素14の観測値とはつじつまが合うのだろうか。】

過去1000年間の気候変化に関する185ページの図Dは、 IPCCの第3次報告書(2001年)の図で、もとはMANNほか(1999)にちがいない。 この研究ではたくさんのデータを平均したのでシグナルが平滑化されてしまった という主張は、正しい保証はないが、可能性の指摘としてはもっともだ。 しかし、IPCC第4次報告書(SOLOMONほか, 2007)の図6.10か図TS.20を見れば、 これ以外にも多くの研究が行なわれており、 その結果のうちには179ページの図Cと同程度の変動を含んでいるものもあることが おわかりと思う。 他方、図Cが直接に示しているのは1か所の年輪の炭素同位体比だ。 これが世界の平均気温を示しているという主張には飛躍がある。 もし大気中の二酸化炭素の炭素同位体比は世界どこでも同じと仮定できるとしても、 それは世界の光合成と有機物分解の結果であって気温の単純な関数ではないし、 実際には場所による同位体比の違いは無視できないだろう。 また、大気からの分別は気象条件の影響を受けるはずだが、 そこで効くのはローカルな条件であって世界の平均ではない。

専門分科を越えて地球を統一的にとらえようという著者の姿勢には敬服するし、 地球史的スケールで気候変化を考えることは基礎科学の課題としておもしろい。 その際には宇宙からの要因は重要だと思うが、温室効果の変動も無視できるはずはない。 気象学という分科の得た知識ももっとよく理解して使いこなしていただきたいと思う。

文献

• Rasmus BENESTAD, 2002: Solar Activity and Earth's Climate. Springer-Praxis. [わたしが読んだのはこの版だが、2006年改訂版が出ている。]
• Mike LOCKWOOD & Claus FRÖHLICH, 2007: Recent oppositely directed trends in solar climate forcings and the global mean surface air temperature. Proc. Roy. Soc., Ser. A, 463, 2447 - 2460.
• Syukuro MANABE & R.T. WETHERALD, 1967: Thermal equilibrium of the atmosphere with a given distribution of relative humidity. Journal of the Atmospheric Sciences, 24, 241 - 259.
• Michael E. MANN, R.S. BRADLEY & M.K. HUGHES, 1999: Northern Hemisphere temperatures during the past millennium: inferences, uncertainties, and limitations. Geophysical Research Letters, 26, 759 - 762.
• 増田 耕一, 2007a: 地球環境問題、特に温暖化問題とはどんな問題か。 「耕」(山崎農業研究所), No. 112, 21 - 25. [HTML版本文]
• 増田 耕一, 2007b: 地球温暖化を過不足なく理解する。 世界 (岩波書店), 769号 (2007年9月号), 133-141。 [HTML版本文]
• Susan SOLOMON, Dahe QIN, M. MANNING, M. MARQUIS, K. AVERYT, M.M.B. TIGNOR, H.L. MILLER & Z. CHEN, eds., 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Cambridge Univ. Press. [IPCC第4次第1部会報告書。 PDF版がIPCCホームページhttp://www.ipcc.ch/の下で公開されている。 日本語では、政策決定者向け要約、技術要約(Technical Summary)、 各章の概要(executive summary)とよくある質問(FAQ)の訳が気象庁のウェブサイト http://www.data.kishou.go.jp/climate/cpdinfo/ipcc/ar4/index.htmlにある。]
• Henrik SVENSMARK & Nigel CALDER, 2007: The Chilling Stars: A New Theory of Climate Change. Cambridge: Icon Books. [読書ノート]
• 槌田 敦, 2006: CO₂温暖化説は間違っている。 ほたる出版 (発売: 星雲社)。 [同じ著者の別の本の読書ノート]