yuku kawa

2015-03-05

National Research Council [USA] (2015): Climate Intervention (2冊)

カテゴリー: dokusyo memo / 読書メモ — masudako @ 04:39
  • National Research Council, 2005: Climate Intervention: Carbon Dioxide Removal and Reliable Sequestration. National Academies Press, 140 pp. (仮). ISBN 978-0-309-30529-7. http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=18805 (ここでは「CDRの巻」と呼ぶ。)
  • National Research Council, 2005: Climate Intervention: Reflecting Sunlight to Cool Earth. National Academies Press, 234 pp. (仮). ISBN 978-0-309-31482-4. http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=18988 (ここでは「AMの巻」と呼ぶ。)

地球温暖化対策としての「ジオエンジニアリング」(geoengineering)または「気候工学」(climate engineering)と呼ばれる技術群について、アメリカ合衆国科学アカデミー(NAS)で議論されていることは、1年ほど前から聞いていたのだが、2015年2月10日、報告書が発表された。体裁を整える編集がまだすんでいないPDFファイルがNational Academies Pressのウェブサイトに置かれている。ここでは、この暫定版PDFにもとづいて述べる。数か月以内に出版され、紙の本は有料となるが、PDFファイルは無料ダウンロードできるだろう。

正確にいうと、NASの関連機関であるNational Research Council (NRC、頭文字が原子力規制委員会と同じになるが別もの)のCommittee on Geoengineering Climate: Technical Evaluation and Discussion of Impactsという委員会の報告だ。この委員会は、NRCの地球・生物研究部(Division on Earth and Life Studies)の、大気科学・気候委員会(Board on Atmospheric Sciences and Climate)と海洋研究委員会(Ocean Studies Board)のもとにつくられた。

この検討は、NASの意志に加えて、政府からの要請を受けて行なわれた。業務委託した政府の省庁として、NOAA, NASA, エネルギー省(DoE)があるのは予想どおりだが、そのほかに”intelligence community” があげられている。おそらくCIAなどが、気候工学を、国家安全保障にかかわる問題として考えているのだ。とくに、どこかの国や民間人が勝手に気候工学的なことを実行してしまうことを警戒しているようだ。

委員会の名まえにはgeoengineeringということばが使われている。(ただしこれは動名詞で「climateをgeoengineerする」という表現になっているようだ。この表現はRoyal Society (2009)の表題から引き継いだようだ。) しかし、委員会での議論の結果、engineerは、人が対象(ここでは気候)のしくみをよく理解して制御する能力がある場合にふさわしいことばだが、現状ではその能力はとても不確かだ、という理由で、報告書の表題には、climate intervention (気候への介入)という表現が選ばれた。ただし、本文中の表現は必ずしも統一されていない。わたしの説明では便宜上「気候工学」を使うことがある。

この主題についての総括的なレビューとしてはこれまで、イギリスの科学アカデミーに相当する機関であるRoyal Societyが2009年に出した報告書が基本とされてきた。今度のNRC報告書は、それから5年ほどの進展をふまえた改訂のような意味がある。ただし、検討の趣旨は技術評価であり、ガバナンスや倫理に関しては、問題の存在を指摘はするものの、そのさきの議論はしていない。委員にも、科学史家James Fleming [このメモでは人名は敬称を略する]が含まれているほかは、わたしにわかるかぎりで全員が自然科学や工学の背景をもつ人であり、社会科学者や倫理学者などは含まれていないようだ(謝辞に示された査読者にClive Hamiltonがはいっているが)。

委員長Marcia McNuttは現在Science誌編集長だが、もともと固体地球物理が専門で、地質調査所(USGS)長をつとめた人なので、科学技術と行政の関係にかかわる見識を期待されたのだと思う。委員のうちには、気候工学にかかわる研究論文を出している人もいる。Ken Caldeiraや、(David Keithと共著の仕事が多い) M. Granger Morgan、(数値実験のプロジェクトGeoMIPのメンバーでその幹事Kravitzの職場の先輩(上司?)である) Philip Raschなどが含まれる。しかし、直接に気候工学を研究していないが、それを評価できそうな、関連分野の知識のある人も入れている。たとえば、気候の理論家で、どちらかというと惑星大気が専門のRaymond Pierrehumbertがいる。また、現在は大学教授だが海軍にいたDavid Titleyがいる。気候と国家安全保障とのからみの専門家なのだと思う。わたしが名まえを覚えていない人についてちょっと調べてみると、生態学や地球化学を専門とする人がいる。

委員会での検討は、IPCCとだいたい同様に、独自の研究はおこなわず、既存の文献をもとにまとめている。

Royal Society (2009)以来、geoengineeringは、Solar Radiation Management (SRM)とCarbon Dioxide Removal (CDR)とに大きく分けて論じる慣例ができた。(この2つの用語ではカバーしきれない提案もあるのだが、どちらかの類似のものとしてまとめることはできる。) 今回のNRCの委員会も、だいたいそれを踏襲したうえで、両者は、ねらいも、ガバナンスの問題点も、非常に違うので(要約の表「Table S.1」で対比して示している)、それぞれを主題とした2冊の報告書を出すことにした。ただし、ひとつの問いに対する答えなので、2冊の報告書の、要約(Summary)と、序論(第1章、Introduction)には同じ文章がはいっている。

CDRという表現はここでも使われているが、SRMという表現は、managementは(engineeringと同様)制御能力があることを前提とするが実際はそうでないとして避け、表題ではreflecting sunlight、本文中の技術群の名としてはalbedo modificationという表現を使っている(ただし必ずしも徹底していない)。ここでは仮にAMと略すことにするが、これは略語としてはわかりにくいと思うので、わたしはとうぶん、これ以外の場ではSRMを使い続けることになりそうだ。

2冊に共通の要約(Summary)には、6つの勧告が含まれている。それぞれの勧告をさらに縮めて紹介する。
勧告1: 気候変化対策はおもに緩和策(排出削減)と適応策によるべきだ。
勧告2: CDRの技術の研究開発に投資すべきだ。
勧告3: 気候に変化をおこす規模でのAMは、まだ実行すべきではない。
勧告4: AMの研究計画をたてるべきだ。
勧告5: (USAは)放射強制力の変化とそれに伴う気候の変化を検出・測定する能力を改良すべきだ。
勧告6: AMの研究には(既存のものに加えて)どんな研究ガバナンスが必要か、また、そのようなガバナンスはどのような研究を必要とするか、を検討する熟議を始めるべきだ。

要約の結論部分では、次のようなことが述べられている。
- 気候への介入は、排出削減に代わるものではないが、必要になる場合に備えて科学的根拠をもつ技術を研究するべきだ。
- CDRは今は費用が高すぎるが、技術革新に期待したい。
- AMは不確かなリスクが大きすぎる。まず影響の研究が必要だ。
- 研究は、robustで、openで、基礎科学的知見が得られるもので、国際的であるべきだ。

2冊の構成は大筋で同じ形になっている。第1章は共通の背景として、地球温暖化と対策を概観している。
第2章はCDR, AMそれぞれについて、技術を分類して論じている。
第3章は主要な技術を評価する。AMのほうは実質的に、成層圏エーロゾル注入と、海上雲反射強化にしぼって論じている。(宇宙反射物は費用が高い、陸のアルベド改変は大規模化が困難、海の浮遊物は環境影響が不確か、(AMではなく赤外放射改変である)巻雲改変はまだ基礎科学的知見が不足、といった理由で、簡単にかたづけている。) CDRのほうは数えかたにもよるが6つくらいの技術を同様な重みで論じている。内わけはこの記事のあとのほうで紹介する。
第3章の最後に、複数の軸について、技術間の相対的優劣を、その評価の確信度をそえて、表にしている。軸には、潜在的な効果の大きさ、技術がどのくらい確立しているか、気候対策として有効な規模まで大規模化あるいは普及できそうか、環境への有害な副作用が予想されるか、費用の見積もり、などがある。
第4章は社会的問題点。AMのほうは、研究と実施の段階を分け、研究のガバナンスを論じている。これまでの議論の文献などを列挙していて、長いが、社会科学的検討をしているわけではなく、オリジナルな主張をしているのでもないようだ。CDRのほうは、短く、いろいろな社会的問題点を整理してあげている。
第5章は提言。その要点は「要約」に再録されている。

CDRとAMを、将来実施される可能性のある技術とみて議論しているのだが、論調が、CDRのほうは、今すぐは費用が高いので困難だが将来はたぶん必要になるだろうという意味で積極的、AMのほうは有害な副作用のほうが大きくなる可能性があるので実行は避けるべきだというものになっている。わたしは、ちょっと差をつけすぎのような気がした。CDRは、大気に限れば、人為的改変を減らすおだやかな策だといえるが、炭素の行き先となる地下や海のどこかに大きな環境改変をもたらす。そのことの指摘も本書にはあるのだが、深入りしていない。

また、第3章で、各技術を評価したところの、それぞれ終わりに今後の方向性を述べているが、それは今後どんな研究をすべきかが中心だ。「勧告」も、研究に関するものが主になっている。これは、NRCの母体(のひとつ)であるNASが、代議制ではないものの科学者を代表する組織であり、科学者たち自身が何をすべきかを主要な課題としているから、委員会への問いがそういう性質のものになったのだろう。科学者が集団利己的にふるまっているわけではないと思う。

それにしても、勧告5は、観測に予算をつけろと言っているような気がするが、これは、科学アカデミーが、国の宇宙政策の中で、地球観測衛星の必要性を根拠づける役まわりになっていて、今回もその役割を果たしているのだと思う。また内容面からは、AMの実施の可能性があるとすれば、いつかは野外実験による技術検証が必要になるが、現状で検出できる規模の介入をすれば、有害な影響はないと言いきれない。それを打開したいならば、検出能力を高めたいのは切実な要求だ。

ここから、CDRを、本書がどのように分類して論じているかを紹介する。本書の論旨にそったつもりだが大幅に組みかえており、わたしの事前の知識による偏りがあるかもしれない。

CDRと緩和策とは連続しており、区別はどうしても便宜的になる。本書ではCDRを、「大気から二酸化炭素を吸収し、その炭素を大気から隔離する」という形にあてはまるものに限っている。ただし隔離が完全でなくても、大気にもどるまでに数百年以上かかればよい。

CDRの技術を、大きく人工的回収と、自然の炭素循環の改変に分ける。

人工的な二酸化炭素回収隔離(CCS)は、燃料(燃焼排気または燃料改質過程)から取り出すものと、空気から取り出すもの(直接空気回収 direct air capture, 本書では隔離を含めてDACSと表現)に分けられる。燃料から取り出すもののうち、化石燃料からのものが狭い意味のCCSだが、これは本書でいうCDRに含まれない(緩和策に含まれる)。バイオ燃料からのもの(BECCS)は、燃料作物の栽培まで含めてとらえてCDRに含めている。

取り出された二酸化炭素の行き先は、海も原理的にはありうるが、法的・社会的制約があるので、ほぼ地中にしぼられる。二酸化炭素を資源として利用することも、温暖化対策に有効な量の規模にはなりえないと思われるが、選択肢として明記されている。おそらく技術開発の動機として重要だからだと思う。

CCSの技術はすでに実施されているが、それはおもに石油増進回収への利用を兼ねたものである。(利用を兼ねないものは、炭素排出のペナルティがないと実現しないだろう。) 既存のCCSの規模は数十 MtCO2/年だが、温暖化対策に有効になるためには、その千倍の桁が必要であり、地下の隔離場所を確保すること(安全性評価、社会的受容)と、費用を下げることが前提として必要となる。

BECCSは、バイオ燃料栽培のための土地が食料生産や自然生態系保護との競合で制約される。また、化石燃料CCSのほうが効率がよいので、大規模実施は化石燃料消費がじゅうぶん減ってからになるだろう、という見通しを述べている。

直接空気回収は、二酸化炭素濃度の違いのせいで、原理的に必要となるエネルギーコストが、燃料からのCCSの2倍から10倍かかると見積もられている。吸収技術も別のものを開発する必要があるかもしれない。

自然の炭素循環の改変としては、次のものがある。

  • 「土地管理」(land management)による陸上植生・土壌への貯留の増加
    • (森林破壊の抑制は重要だがCDRでなく緩和策に含める)
    • 森林育成(回復はreforestration、新規はafforestation)
    • 農地・草地の管理のくふうによる炭素貯留増加
    • (炭として農地に入れるbiocharは囲み記事で言及しCDRに数えないとしている)
  • 海洋生物ポンプ(固体粒子の沈降)による深層への輸送の強化
    • 栄養元素補給によるプランクトンの生育促進
      • (窒素やリンの施肥 … CDRではあるが大規模化困難)
      • 鉄の施肥
    • (人工ポンプによる表面と深層の水の交換 … CDRではあるが大規模化困難)
  • (無機)地球化学的な炭素循環への介入
    • カルシウム・マグネシウム珪酸塩岩石の風化の人工的加速
    • 海洋へのアルカリ類の追加による海洋の(中和された形での)炭素貯留の増加

このうち、「土地管理」は、わりあい成熟した技術だが、他の土地利用、とくに食料生産との競合による限界がある。

海洋鉄施肥は、ふえた有機物が分解しないで沈んでくれるかどうか、また、鉄はどうなるか(施肥の効果は持続するか)が不確かであり、費用はかつて考えられたほど安くない。また、生態系・海洋化学への環境影響が不確かであり、現状では国際法の制約もあって、実施できない。

岩石風化の加速と海洋アルカリ度増加は、原理はわかっているが、まだ実験で実証されていない。いずれも鉱物を採掘する必要があり、それが実行可能な規模の制約となる。採掘地の環境保全や住民の合意も必要である。

結局、CDRの各技術はそれぞれ困難があるが、困難の性質が違っている。
- 「土地管理」は、技術はあり費用は比較的安いが、土地利用の限界がある。
- BECCSは、技術はあるが費用が高く、土地利用の限界もある。
- 直接空気回収は、技術の改良が必要であり、費用が高い。
- 岩石風化加速と海洋アルカリ度増加は、原理はわかっているが未熟な技術である。
- 海洋施肥は、効果も環境影響も不確かであり今のところオプションにならない。

文献

折り返しのあとに詳しい目次をつける。ページ番号が入れてあるが、これは仮の版のもので最終版では変わるかもしれない。また、仮の版の目次に抜けていた項目を気づいた限りで補ったがそれにはページ番号を入れていない。
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2015-02-28

Thomas Piketty [ピケティ] (2013/2014) 21世紀の資本、ほか

カテゴリー: dokusyo memo / 読書メモ — masudako @ 10:12
  • Thomas Piketty, 2013: Le Capital au XXIème Siècle. Paris: Éditions du Seuil.
    [英語版] Thomas Piketty, tr. Arthur Goldhammer (2014): Capital in the Twenty-First Century. Harvard University Press.
    [日本語版] トマ・ピケティ 著, 山形 浩生、守岡 桜、森本 正史 訳, 2014: 21世紀の資本。みすず書房, 608+98 pp. ISBN 978-4-622-07876-0. [わたしはこの版を読んでいる。]
  • Thomas Piketty and Emmanuel Saez, 2014: [Review] Inequality in the long run. Science, 344: 838 — 843. doi:10.1126/science.1251936 . [Supplementary materials]
    [日本語版] トマ・ピケティ、エマニュエル・サエズ 著, 西 亮太 訳 (2015): 不平等の長期的趨勢。
    ニュクス, 1:120-139.

2014年なかば、この本が「資本主義経済が富の格差を拡大させている」という問題を扱っていることがマスメディアで話題になっていた。そして、日本語版が12月にみすず書房から出る予定と知った。わたしは、Weartの本の翻訳にかかわった縁で、「みすず」の読書アンケートの執筆依頼をもらっているのだが、そのしめきりは年末にある。そこで紹介する5冊に入れる候補に考えた。ただし、翻訳にはあたりはずれがあり、訳者が山形氏と伝えられたことには期待と不安の両方があったので、現物を確認してから、日本語版を読むか英語版を読むか決めたかった。発行された週、ある書店の東京にある本店には複数の売り場にはいったというネット情報があったが、その支店に複数回行ったのだがなかった(別の日本人が書いた解説本と称するものだけがはいっていた)。東京(の別の本屋さん)で現物を見て、日本語版でよいと判断して買った。

訳者分担が書かれていないが、どの部分の訳文も山形ぶしではない。訳注や訳者あとがきもない(厚くしたくなかったからか)。

山形氏はウェブサイトで多くの関連情報を提供している。「ピケティ『21世紀の資本』日本語版サポートページ」には正誤表がある。また、 「オリジナルサポートサイト日本語版」は、著者の勤務先ウェブサイトの中にあるこの本に関する情報のサイト[フランス語版][英語版]にある数値データファイルの数値の説明を山形氏が英語から日本語に訳したものが置かれている。著者のサイトを見ると、著者自身も関与していると思われる英語版を別として、世界にもほかにここまでやった人はいないようだ。また、山形氏のブログ記事「2014-12-26 ピケティFAQ」からは、「[PDF] ピケティ『21世紀の資本』FAQ(v.1.4)」、「2015-01-31 ピケティ あんちょこ & 東大講義」からは、「[PDF] ピケティ『21世紀の資本』訳者解説 v.1.1」(プリント向きに割りつけした別ファイルもある)という文書ファイルがリンクされている。

日本語版目次は「オリジナルサポートサイト日本語版」にもあり、出版社サイトの本書紹介記事にもあるので、ここに書きうつすことはしない。

オリジナルのフランス語版からでなく英語版からの訳であることに、人文系の人からの不満が聞かれた。ネット情報によれば、残念な点があることはあった。一例は、「道徳的な人」というのはフランス語のpersonne moraleの逐語訳だが「法人」なのだそうだ。上記サイトの正誤表には収録された。しかし全体としては、この本の場合、著者の思想を伝えることよりも、著者が整理した事実の記述を伝えることが重要だろう。フランス現代思想の用語との対応よりも、近代経済学の教科書の用語(おそらく英語文献の訳語)との対応を重視した用語がよいと思う。(もし著者がマルクス経済学の流れならば別だがそうではないようなので。) 著者も英語で仕事をしている(英文全部を出版前にチェックしたかは疑問だが、問いには答えられる)ので、英語版によるのは妥当だとわたしは思う。

後半はとばし読みになってしまったが、全体に目を通した。経済学の本にしては、わたしにはわかりやすいことが多い。しかし、わたしの頭には内容があまりとどまらずに抜けてしまった。メモをとりながら読むには厚すぎる。「ニュクス」(堀之内出版から出た新しい雑誌、題名はギリシャ文字で書かれている) 1号のPiketty & Saezの論文を詳しく読み、また同じ号の斎藤氏の論説、「世界」2015年3月号の伊東氏と間宮氏のそれぞれの論説を読んで論点をつかんだ。

主題が同じとはいえないものの、資本主義経済体制の中の経済格差をなんとかする必要があるという問題認識に関連した、最近出た本としては、わたしは、松尾(2014)のほうが重要と思ったので、「みすず」読書アンケートにはそちらをあげた。

伊東氏がいうように、この本は「理論の本ではなく歴史統計の上に立つ本」だ。

日本語版が同じ出版社から1年前に出たPorter (1995)の本で、19世紀のフランスで経済学の定量化と数学化は別の流れになったことが指摘されている。Walrasの数学化の流れが近代経済学の主流になった。わたしは定量化の流れがおとろえたのを残念に思っている。Pikettyの本に目をとおした印象として、これは、定量化の流れ、自分ではよく理解していないのだが統計学の歴史に出てくる「政治算術」やStatistik (国家学=統計学)の流れの再来ではないか、という気がする。その意味では、経済学のあるべき本流が復活したと感じられ、うれしい。しかし19世紀の経済の定量化志向はエネルギーなどの物理量を意識していた。物理学と経済学を両方追求していた人もいたのだ。Pikettyの本には物理量が出てこないだけでなく、財の生産がおもてに出てこない。富や所得を貨幣尺度でとらえ、物質の動きを省略して富が富を生むかのようにとらえている。その意味では、わたしから見ると、近代経済学に感じる残念なところの例になっている。経済学が物理量を扱うのは困難があるかもしれないが、たとえば、製造業、サービス業・商業、金融業・不動産業(貸主)が富を得るしくみは分けるべきではないか?

この本では、国ごとに集計して、富と所得の量を比較し、富が所得なん年ぶんにあたるかという数量の、百年、二百年にわたる変動を示している。

伊東氏が、そのデータの質の問題点を指摘している。遺産相続の記録があるのはフランスでは19世紀のはじめから、他の国はさらに乏しいはずで、類推によっているところがあるにちがいない。所得統計は、所得税の記録によっているが、それはフランスでは1916年から(イギリスでは1842年から)。その前については大胆な仮定の上に推測を行なったにちがいない。

Pikettyのいう「資本」は、Marxのいう資本でも近代経済学でいう資本でもなく、「資産」である、ということは伊東氏も斎藤氏も指摘している。山形氏の「FAQ」に「この本での資本とは?」という項目があり、次のように書かれている。

資本、資産、財産、富はこの本ではすべて同じもの。扱っているのは、総資産から負債を引いた、いわばエクイティ部分のこと。(住宅は資産だが、ローンが残っていればその部分は差し引かれる)。

これも伊東氏の指摘で気づいたのだが、本書では役員報酬を労働報酬に含め、アメリカ合衆国では労働報酬の中の格差が大きくなったとしている。イギリス近代経済学ならば、これは企業利潤が分配されたものと考えるので、資本と労働への分配の切り分けが違ってくるのだそうだ。どちらが適切かはよくわからないがともかく解釈する際には定義に注意が必要だ。

格差是正の提案として、Piketty氏は資産への課税を提案している。伊東氏は、資産課税は税の原則に反するとされて認められないだろうが、相続税率を高くすれば同じ趣旨は達成可能だと述べている。しかし、個人資産についてはそれでよいと思うが、法人の資産は相続税ではとらえられない。それを生産のための資産なのか余剰なのかをどう判断するかがむずかしい課題だと思った。

本書のわくぐみは、資産が個人に属するととらえるところがあり、それは西ヨーロッパの状況にはあっているのかもしれないが、アメリカ合衆国や日本の状況については、もっと法人資産を直接に扱う必要があるのではないだろうか。

Piketty & Saez (2014)の英語版は、出版者サイトでは有料だが、著者サイトからPDFが自由にダウンロードできる。日本語版はScienceへの参照がないが同じ内容にちがいない。また日本語版の図1と2のグラフの横軸が抜けている(注記からわかるが)。

この論文ではヨーロッパとアメリカ合衆国を対比して示しているが、そのヨーロッパとは、イギリス、フランス、ドイツ、スウェーデンの平均だ。

図1は所得のうち上位10%の占有率(1900-2010年)。この数値はヨーロッパ・アメリカとも1930年から50年に下がり、50年から70年には低い。その後アメリカで上がっている。

図2は富のうち上位10%の占有率(1870-2010年)。 期間の前半のほうが後半よりも値が大きい。前半ではヨーロッパのほうがアメリカよりも大きかったのだが、1970年ごろからアメリカのほうが大きくなっている。

図3は富と所得とのわりあい (富がなん年ぶんの所得に相当するか。1900-2010年)。ヨーロッパでは1910年代に急に落ち1950年ごろ底、それから上がる。アメリカは変化が小さい。

図4は、純資本収益率 r と 生産高成長率 g  を、古代から2100年までについて示している(当然、大胆な仮定がはいっているはずだ)。20世紀だけ g のほうが大きく、21世紀になるとまた r のほうが大きくなった。わたしのしろうととしての印象だが、19世紀までずっとrが4~5%なのはほんとうだろうか。貸したお金についてとろうと意図された利子率が高くても、実際回収できなかった場合もあって、実際の収益率はもっと低かったのではないだろうか?

補遺「所得における不平等を説明する際の高額所得者の税率への役割」では、高額所得者の所得税減税は経済成長につながるという 「供給サイド」 説と、つながらないという「レントシーキング」説があったが、 データはレントシーキングのシナリオに合う、と言っている。

文献

  • 伊東 光晴, 2015: 誤読・誤謬・エトセトラ — 話題のピケティを読む。 世界, 2015年3月号, 62 - 73.
  • 間宮 陽介, 2015: 『21世紀の資本』の紙背を読む。 世界, 2015年3月号, 74 - 80.
  • 松尾 匡, 2014: ケインズの逆襲、ハイエクの慧眼 (PHP新書 958)。PHP研究所。[読書メモ]
  • Theodore M. Porter, 1995: Trust in Numbers: The Pursuit of Objectivity in Science and Public Life. Princeton University Press.
    [日本語版] セオドア・M. ポーター 著, 藤垣 裕子 訳 (2013): 数値と客観性 — 科学と社会における信頼の獲得。 みすず書房。[読書メモ]
  • 斎藤 幸平, 2015: トマ・ピケティは「保守」か、「革新」か? — 「不平等の長期的趨勢」解題。 ニュクス, 1:140-151.

2015-02-07

Lenton & Vaughan 編 (2013) Geoengineering Responses to Climate Change

カテゴリー: dokusyo memo / 読書メモ — masudako @ 10:57
  • Tim LENTON & Naomi VAUGHAN, eds., 2013: Geoengineering Responses to Climate Change: Selected Entries from the Encyclopedia of Sustainability Science and Technology. New York: Springer Science+Business Media, 197 pp. ISBN 978-4-4614-5769-5.

地球温暖化対策としての意図的気候改変(geoengineering、気候工学)についての議論を見渡すために、2014年初めに買ったのだが、その1年後に読んだ。短い序論の章以外は、Encyclopedia of Sustainability Science and Technologyという本に集められた解説のうちから、この主題に合ったものを抜き出して編集したものだ。Encyclopediaが出たのが2012年であり、原稿は2011年中にしめきられたらしい。各章の初めにDefinition of the Subject、終わりにFuture Directionsという節があるのはEncyclopediaの定型らしい。

章だてと執筆者は次のようになっている。
1. Introduction 1-7 /Timothy M. Lenton, Naomi E. Vaughan
2. Sunshades for Solar Radiation Management 9-20 /Daniel J. Lunt
3. Stratospheric Aerosols for Solar Radiation Management 21-38 /Ben Kravitz
4. Solar Radiation Management, Cloud Albedo Enhancement 39-51 /Stephen H. Salter
5. Ocean Fertilization for Sequestration of Carbon Dioxide from the Atmosphere 53-72 /Philip W. Boyd
6. Biochar, Tool for Climate Change Mitigation and Soil Management 73-140 /Simon Shackley ほか8人
7. Carbon Dioxide Sequestration, Weathering Approaches to 141-167 /R. D. Schuiling
8. Geoengineering Policy and Governance Issues 169-191 /Sean Low ほか4人

2009年のイギリスRoyal Societyの本以来、geoengineeringを大きくsolar radiation management (SRM)とcarbon dioxide removal (CDR)に分けて扱うのがふつうになっている。(詳しくいうとこれ以外の技術もあるが、それほど重要ではない。) 本書もだいたいそうなのだが、第1章の著者は、太陽放射を精密に制御する技術はできそうもないのでmanagementという用語は適切でないだろうとして、SRMのところを太陽光反射(sunlight reflection)と表現を変えている。しかしこの用語変更は本書全体におよんでおらず、ほかの章ではSRMという用語が使われている。

各章の話題は、2-4章がSRM、5-7章がCDR、8章が両者とも対象としたガバナンス体制の問題である。
第1章で列挙されたうちにはあるがあとの章の主題になっていない技術としては、SRMのうちでは地表面の反射率を高めること(大規模にすることは困難だと考えられている)、CDRのうちでは森林育成(緩和策とgeoengineeringにまたがる)、バイオエネルギー二酸化炭素回収貯留(BECCS)、空気二酸化炭素回収がある。
章の長さはまちまちで、biochar を扱った第6章のページ数は本書全体の3分の1以上をしめる。

第2章は、SRMのうち、宇宙空間に反射物を置くことによって地球に達する太陽光を減らす技術が、おもて向きの主題とされている。やや具体的に、太陽・地球間のラグランジュ点(不安定なつりあいなのだが)に物を置く構想の話もある。しかし(第1章でも述べられているように)第2章の意義は、もし地球に達する太陽放射を一律に一定比率で減らしたらどうなるかについての気候モデルによるシミュレーション研究のレビューである。ただし、多数の研究者が参加した数値シミュレーションのプロジェクト「GeoMIP」の結果が出はじめる前までである。わりあい確かなこととして、温室効果による温度上昇を全球平均として太陽放射反射で打ち消そうとすると、熱帯では冷やしすぎになるとともに降水量が減ってしまう。

第3章は、SRMのうち、成層圏にエーロゾル粒子を入れる構想に関するレビュー。GeoMIPの中心になっているKravitzによる。まずこの構想の歴史を述べている。粒子の種類については、おもに想定されているのは硫酸だが、black carbon (すす)と、人工的に特殊な機能をもたせた粒子をつくる構想にもふれている。
今後の課題として、科学内では、エーロゾル微物理の不確かさ、地域規模の影響の不確かさがある。次の段階で、効果を野外実験で評価しようとすると、ノイズ(自然変動)が大きいのでシグナルを大きくしようとすると危険な影響が心配なレベルになる。もし実施された際にも、効果をモニターできるか。さらに、意思決定をどうするか、だれが「サーモスタット」をにぎるか、というガバナンスの問題もある。

第4章は、SRMのうち、海水スプレーで雲凝結核をつくり、海上の層積雲の粒子を細かくすることによって反射率を上げるというLathamの構想について、装置開発を含む研究をしているSalterが書いている。モデル実験によれば、実現可能な規模で効果はあるということだ。ただし、地球上で一部の海上だけを冷やすという偏った強制を与えることの影響は不確かなところがある。あるモデル実験では遠方の降水量にも影響が出た。

第5章は、CDRのうち、海洋施肥、とくに鉄を補給するMartinの構想について。これについては、必ずしも温暖化対策が主目的ではないが、すでに野外実験がいくつも行なわれた。植物プランクトンの光合成が活発になる条件はわかりやすいが、生物がつくった粒子のどれだけが海底まで沈んでくれるかがむずかしい。また、副作用があり、このうち大気中への硫酸ジメチル(DMS)の放出は、硫酸エーロゾルとなって気候を冷やすように働くと期待されるが、N2Oやメタンの放出がふえると、温室効果を強化してしまう。

長い第6章は、温暖化対策としてはCDRに含まれる「biochar」、要するに炭を地中に埋めることについて。
【この部分は、本書のこの章を読んだあと、わたしの頭で大幅に組みかえて述べている。早がてんの誤解があるかもしれない。】

木炭はcharcoalだが、わらや草さらには下水汚泥なども含めた有機物材料を酸素が乏しいところで加熱して得られた炭素を主成分とする固体をcharと言っている。そのうちで、農地などの土壌に入れてさしつかえないと判断されたものをbiocharと呼んでいる。温暖化対策とは別に、農業生産性を高めるために土壌に木炭を入れることが有効と考えられ、研究されてきた。(1970–80年代の日本での土壌改良、アマゾンのterra pretaといわれる黒い土地がどのように作られてきたかの研究などの背景がある。) 他方で、温暖化対策としては大気中に二酸化炭素としてある炭素をどこに持っていくかという課題があり、炭として土壌に入れることが有用ならば一石二鳥と考えられるようになった。もちろん、CDRとして意味があるためには、炭の分解が、数百年かかってゆっくり起こるのでなければならない。

バイオマスエネルギーの観点からいうと、炭として埋められるぶんはエネルギーとしては利用できない。バイオマスの炭素のうち、炭に行くのは半分くらいで、残りの半分は燃やされる。この熱で500℃前後の温度をたもって炭化を進行させるのだが、この熱の一部はエネルギーとして利用もできる。ただし発電するとすればその効率は15%程度どまりで、純粋な火力発電の場合の半分くらいにすぎない。バイオマス燃料で火力発電してそのCO2を回収貯留するBECCS技術ができるならば(貯留先の困難がなければ)、エネルギーを使いながら二酸化炭素を大気から取り除く技術の効率としては、biocharはBECCSに負ける。土壌改良という別のメリットがあって初めて勝てる、といえるようだ。

炭の材料として、廃棄物などを使うと、費用を安くできるうえに廃棄物問題を軽くすることにもなる面ではよいのだが、農地に入れ、そこで食物となる作物を作るとすれば、不純物の安全性をきびしく考える必要がある、というむずかしさもある。

第7章はCDRのうち、岩石の風化を加速する方法について。これには、工場のように室内で反応させる構想や、二酸化炭素回収の行き先を玄武岩中にして地中で反応が起こることを期待するものもあるが、この章ではおもに、かんらん石(olivine)を粉砕して広くひろげ空気と反応させる構想をとりあげる。

この反応での有効成分はケイ酸マグネシウムMg2SiO4である。これが、二酸化炭素と水と反応して、炭酸水素マグネシウム溶液とケイ酸になる。溶液は、海底で、炭酸塩鉱物として沈殿する。これには何百年かかかる。ケイ酸マグネシウム1モルが、4モルの二酸化炭素をつかまえることができる。このうち半分は、炭酸塩鉱物の沈殿の際に二酸化炭素にもどってしまうが、大気中の二酸化炭素濃度増加を数百年遅らせることにはなる。残りの半分は人間の尺度では永久的な固定になる。この反応には水が必要なので、乾燥地帯では実行できない。

人間活動によるCO2排出とつりあうには年あたり7立方kmのかんらん石を掘ることになり、現在の鉱業のうちに入れると、石材と石炭につぐ第3位になる。著者はこれは事実上無理だと考えているようだが、この1桁下ならば可能だと考えているようだ。

風化速度の見積もりはまだ不確かだ。実験室での粒子の表面風化は、0.3 μm/年程度だが、著者は、野外の岩石の風化が2億年間で500m、つまり3μm/年という例を示し、しかも2億年間ずっと表面にあったわけではないので、表面に出てからは10μm/年くらいだと思われるという。しかしこの議論は楽観に偏っている気がする。

採掘は環境負荷をもたらす。鉱山の地元の人々との話し合い、地元の社会への貢献が必要である。

著者は、風化反応後の粒子が肥料になると期待する。アスベストが含まれているかもしれないことに、いちおう注意を向けている。ただしそれはchrysotile (白石綿)であり、crocidolite (青石綿)やamosite (茶石綿)ほど危険が大きくはなく、またchrysotileは早く風化し繊維状の特徴を失うという実験研究を参照して、問題は少ないと判断しているようだ。

第8章は、geoengineeringに関するガバナンスの問題のレビュー。
まだ将来の実施がどうなるかわからないまま、短期的に、研究のガイドラインが求められる状況にある。短期的な対策のしくみにlock inしてはいけない。将来の不確かさを今から減らすことはできないので、ものごとの進行に応じて対応を変えていけるわくぐみが必要だ。これまでのSRMGI (SRM Governance Initiative)や2010年のAsilomar会議でも、まず展望の多様性をふやすように会話を広げることが重視された。

著者たちはまず気象改変とそれに関するガバナンスの歴史をふりかえる。気象改変はローカル、geoengineeringは越境、という違いはあるが、境は不明確だ。そして、気象改変の倫理的・社会的・法的問題の多くは検討不充分のまま残されている。

研究は、(1)理論とモデリング、(2)技術開発、(3)小規模野外実験、(4)気候影響実験の4段階に分けて考えることができる。Lock inの心配もあるので最初から規制すべきだという考えもあるが、多くの人は、野外の環境に影響をおよぼさない(2)までは、きびしく規制すべきだとは考えていない。ただし技術の所有権などの問題は生じる。問題は野外実験である。(3)は奨励して(4)できびしくしたいと考える人もいるが、環境影響が無視できるかどうかの判定が困難なのだ。

社会的・政治的にあわせて考慮すべきこととして、気候政策(緩和策、適応策)を決める国際的レジーム、低開発国の経済社会発展、国際安全保障、農業・食料安全保障、大気汚染 (特に硫酸注入ならば)、損と得の見こみからくる利害の複雑さがある。
また、倫理的問題として、informed consent、liabilities、意図の有無による責任の違い、技術が起こした問題を技術で解決しようとしてよいか行動の変化で解決すべきか、だれが決定するのか、などがある。

Crutzenの2006年の論文以来のgeoengineeringガバナンスに関する議論をふりかえる。科学アカデミーなどの活動、国会の委員会、民間の研究振興(資金提供)活動、炭素creditを期待する企業の動き、反対運動など。

ガバナンスのためにどのような制度枠組みがあるべきか。
これまではおもに、科学アカデミーなどの専門家中心のガイドラインづくりの動きが見られる。これは政治的おもわくに左右されにくい長所もあるが、専門家とは違った価値観をもつ人(反対運動の人など)がいっしょにやれるかという問題もある。
大規模な実験になると、政府による規制が欠かせないだろう。イギリスやアメリカ合衆国の議会の動きは立法の可能性を考えたものではあろうが、まだどの国も国としての動きはない。
ガバナンス能力の弱い国もあり、国家間の利害対立の可能性もある。国際調整・協力が必要だ。Geoengineeringの課題にかかわりうる国際合意や国際組織はたくさんある (生物多様性条約、海洋汚染に関するロンドン会議・ロンドン議定書などは、すでにかかわっている)。しかしどれも全体をカバーしない。新しいレジームをつくるべきという意見もあるが、組織をふやしすぎるのもまずい。

池内 恵 (2015) イスラーム国の衝撃

カテゴリー: dokusyo memo / 読書メモ — masudako @ 08:37
  • 池内 恵 (さとし), 2015: イスラーム国の衝撃 (文春新書 1013)。文芸春秋, 229+ix pp. ISBN 978-4-16-661013-6.

2015年1月20日、「イスラーム国」をなのる武装集団が、日本政府に対する要求が果たされなければ監禁していた日本人2人を殺すと予告する、という事件が起きた。これに関連する情報がとびかって、何が信頼できるかわからなくなった。わたしは複数の、違う態度をもった専門家の考えを知りたいと思った。そのひとりとして思いあたったのが池内氏だった。その日の夜に池内氏は個人ブログに「イスラーム国」による日本人人質殺害予告について:メディアの皆様へという記事を出していたのを、その記事を見て怒った人の発言で知った。読んでみると、確かに「反ユダヤ主義」ということばを使ったのは不適切だったと思うが、マスメディアの質問ぜめで本業の時間を奪われたことに池内氏が不満なこともわかった。本を見てほしいということだったので、わたしもそうすることにした。この本は1月20日発行なので、当然ながら今回の事件は直接には扱われていない。

著者の専門は、イスラーム政治思想史と、中東(という表現を著者は使う)の比較政治学・国際関係論とにまたがっているのだが、これまでの仕事は両者別々で、本書ではめずらしく両方がからんだのだそうだ。この2つの分野がふだんかさならないというのがわたしには奇妙に感じられるが、自分の近くにたとえていえば、気象学会でも地震学会でも議論になるような研究をすることは不可能ではないが題材をよほど選ばないと無理だ、というのと同様なのだろう。著者が思想史というときどのくらい昔までさかのぼっているかは知らないが、本書の話題は第一次世界大戦以後だ。現代の各政治勢力が伝統をどうふまえているかという文脈で、もっとふるい時代の思想が話題になることはあるが。

著者はウェブサイトに本書の「サポートページ」を作った。その最初の記事
サポートページ開設しました?『イスラーム国の衝撃』目次を公開
に、本書の目次もある。

「イスラーム国」という名まえは、本書の表題ではそうなっていないが、本文ではいつもカギカッコつきで書かれている。本書によれば、この集団は国際的に「国」と認められたわけではないのだが、2006年から「イラク・イスラーム国」、2013年には「イラクとシャームのイスラーム国」(シャームはシリアを含みもっと広い地域の名まえ、欧米でいうLevantにほぼ対応)、2014年6月にカリフ制を宣言するとともに単に「イスラーム国」(Islamic State)となのっている。英語の略語としてはISは短すぎるので、英語圏の報道では2013年ごろの名まえの略称であるISISまたはISILが使われることが多い。(わたしは、別ブログ記事に書いたように、とうぶんISISと呼ぶことにする。)

この集団は、2004-2006年、イラクのアルカーイダをなのることがあった。アルカーイダの中央の指令を受けて動く下部組織ではなく、アルカーイダというブランドを使わせてもらうフランチャイズ的なものだったと考えられる。

ISISは人質をとったり爆弾を爆発させたりしているので、「テロ組織」と呼んでもまちがいではないが、そのような表現ではとらえきれないところもある。国際的に承認された国の政府ではないが、領域を実効支配して社会を統治しようとしている組織なのだ。その領域は、イラク西部のスンナ派が多数をしめる4県と、シリアのうち東部の政府支配がおよんでいない地域だ。

ISISは近代国家による国際秩序を認めない。そして、カリフ制など、イスラムの伝統に合わせた主張をする。逆に既存国家はISISを支持しない。イスラム圏にはISISの行動を道徳的に非難する人も多い。しかし、シリアとイラクの現政権にも(相互に非常に違うが)正統性や道徳性に関する疑問はあり、ISISは政権やその他の反政権勢力との間で、民衆の支持を得ようと競合する存在になっている。

ISISは地域内だけでなく、世界へ情報を発信し、参加者をつのろうとしている。欧米人(本書が書かれたあと日本人もこれに加わった)の監禁や殺害は、域内の人々に対する行為とは別の扱いで、はでに宣伝している。

ISISを経験して、またその外の世界に帰ってくる人もいる。彼らの信念を共有した戦士になった可能性もあるが、理想との違いに幻滅して帰ってきた可能性もある。

著者の記述態度に関する批評は、他の人の著作とあわせて検討するまでは、さしひかえておく。

2015-01-31

成定 薫 (1994) 科学と社会のインターフェイス

カテゴリー: dokusyo memo / 読書メモ — masudako @ 08:51
  • 成定 薫, 1994: 科学と社会のインターフェイス (平凡社 自然叢書 24)。平凡社, 254 pp. ISBN 4-582-54624-2.

この本は新刊だったときに買って、少なくとも第1部と第6章は読み、参考文献として紹介したこともあるのだが(後述)、その後、記憶から遠のいていた。2014年からグリッド・グループ論について勉強していたのだが、本書(7章)にその話があったことを、偶然著者のウェブサイトを見て気づいた。そこであらためて読んだことは[別ブログ2015-01-28の記事]に書いた。

科学史家である著者による論文集である。今回、7章以外は議論を追いかけて読んでいないが、何が論じられているかを見てみた。

第1部は「科学と制度」。科学に関する制度の発達に関する科学史。著者の関心にそって事実を調べ記述した論文。
第1章では、近代ヨーロッパについて、学会という組織がどのように発達してきたかをたどる。
- メルセンヌのアカデミーなど個人的なもの
- イギリスのRoyal Society、フランス科学アカデミー
- アマチュア中心の地方の学者協会
- 職業学者中心のドイツ科学者・医学者協会、BAASなど
- 専門別学会
第2章では、実験室での教育・研究の制度化を、化学の場合についてみる。 まずドイツのギーセン大学でリービッヒの実験室ができた。そこにイギリス人が留学し、その経験をもとにRoyal College of Chemistryがつくられた。
第3章では、科学に国が支出することの根拠となる、科学の国にとっての意義に関する議論を、Pasteurと、イギリスの化学者G. Gore (1825 - 1908)を例としてみる。
第4章は、アメリカの科学・技術の制度の発達。
- 19世紀後半から、大学院制度が発達した。
- 第2次大戦で、戦争に科学者が動員された。マンハッタン計画が最初のビッグサイエンスといえる。
- 戦後のビッグサイエンスの代表としてNASAについてみる。ただしNASAはアポロ計画終了後は縮小された。(国の研究への投資的支出は産業へのspin-offが期待される分野に向かい、宇宙開発の分野はそれが比較的少なかった。)
- 現在(1980年代末ごろのデータで)、研究費でみても論文数でみても、アメリカ合衆国は世界の大きい割合をしめている。(ただし、人口あたり研究費や研究者数では、日本もアメリカと近い水準にある。)
第5章は、明治時代の日本につくられた工部大学校の話。行政改革で工部省がなくなるのに伴って東大工学部に合併されるまで、工学寮・工部大学校あわせて13年間続いた。当時の世界のどこにあったものとも違う、着任当時20歳台のDyerたちの新しい構想が実現されたものだった。6年制で勉学と工場実習を組み合わせるものだった。これを経験した教師たちがイギリスに帰り、イギリスの工学教育の改革に貢献した。

第2部は「科学論の現在」。科学をとらえる知的枠組みに関するレビュー論文。
第6章「科学論におけるエクスターナル・アプローチ」では、科学知識の発展をその内部よりも社会とのかかわりに注目してとらえた人たちをレビューする。
- 1930年代の発展。マルクス主義(Gessen、小倉金之助)と、Merton (17世紀のイギリスでの科学発展の背景に、ピューリタニズムと、経済的・技術的要求をあげる)。
- 1970年代の発展。Kuhnの「科学革命の構造」をきっかけとして、科学者集団に注目した考えかたが主となる。ここから3つの流れがある。科学者集団の構造・機能を問題とするもの、科学者集団と社会との関係を問題とするもの(制度論)、科学知識と科学者集団の関係を問題とするもの。
- 「科学論の新しい波」。Burns, Bloor, Shapinなどの「エジンバラ学派」を紹介している。
第7章「科学論における文化人類学的アプローチ — グリッド・グループ理論」については上に述べた別記事参照。

第3部は「コンピュータと人間」。社会のなかで、科学技術、とくに機械による情報処理はこれからどういう役割をするか・させるべきかに関する考察。
第8章「コンピュータの神話」。大学で情報に関する教育をどうするかを考えていることから始まって、コンピュータの能力と社会の情報化についての議論、とくに誇大宣伝やコンピュータ崇拝があることへの批判。ローザック(Roszak)『コンピュータの神話学』の紹介を含む。
第9章「人工知能の限界と可能性」。コンピュータは人間が考えることのうちどんな機能をになえるのかという問題。
この中で「第五世代コンピュータというプロジェクト」に関するコメントがある。初出当時(1990年)進行中のプロジェクトだったのだ。「目標がはなはだ抽象的なために、成功しているのかうまくいっていないのか外部のものにはわかりにくい」と言っている。【わたしはこのプロジェクトを詳しく知らないが、本書の記述から見て、日本の役所が、斬新な構造のハードウェアを構築するプロジェクトで成功してきたので、今度もそのような形の目標をたてたのが、結果としてまずかったのだと思う。従来の論理演算のほかにファジー論理演算を大量に実行する必要があるのだが、ファジー論理は、専用ハードウェアを設計できるほど確立していなかったのだろう。あと知恵だが、ファジー論理演算がたくさん含まれる問題を処理するソフトウェアと、斬新でなくてよいから高速化した計算機を作ればよかったのではないか?】
第10章「コンピュータと科学的発見」。第9章の問いの特殊な場合で、コンピュータに科学的発見を代行させる試み(今のところ既存の発見の再現)を参照しながら、人間がおこなう「発見」を機械化できる部分とできそうもない部分によりわけている。

2005年初め、Weart 『温暖化の発見[読書ノート]の日本語版解説を書くことになり、その本を読んでさらに読みたい人に勧める本をあげてほしいと言われた。おもに気候の科学の解説書をあげたのだが、科学論の本もあげるべきだと思った。そのとき、科学論の問題としてふれたかったことが大きく2つあった。ひとつは、科学が個人の活動から国が推進する活動に変わってきたこと。とくにアメリカ合衆国で、第2次大戦中に軍事研究があり、戦後に直接軍事に関係しない研究の推進にひろがってきたという背景を補うものがほしいと思った。もうひとつは、Weartの本のまとめのような文に、科学的知識は「社会的構成物」なのか、という議論があるが、その背景の説明がほしかった。ただし、当時まだ「最近」だった、Science Warsとよばれることもあった事件にあまり踏みこみたくなかった。そこで、本書(前者は第1部、とくに4章、後者は6章)が適切だと思って紹介したのだった。

折り返しのあとに詳しい目次をつける。各章の題のあとに、初出の年を添えた。
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2015-01-30

寺門 和夫 (2015) 宇宙から見た雨 — 熱帯降雨観測衛星TRMM物語

カテゴリー: dokusyo memo / 読書メモ — masudako @ 23:50
  • 寺門 和夫 (企画: JAXA = 宇宙航空研究開発機構), 2015: 宇宙から見た雨 — 熱帯降雨観測衛星TRMM物語。毎日新聞社, 85 pp. ISBN 978-4-20-32262-9.

2014年9月に近刊予告を見たが実際の発行は2015年1月になった。材料を提供した関係者に内容を確認してもらい文章を調整するのに時間がかかったにちがいない。質を優先させたのはよかったと思う。

まぎらわしいことに、同じ題名で(副題は違うものの)やはりTRMMを扱う本が出ているが、それは横長の画像集で、広報物として配布されたものだった。それが2つあったことは、本書の文献リストで気づいた。2002年の『宇宙から見た雨』(宇宙開発事業団・通信総合研究所)と2008年の『宇宙から見た雨2』(宇宙航空研究開発機構)だ。

本書は、1975年から40年間の歴史(現代史)的ドキュメンタリーだ。A5判縦書きの薄めのペーパーバックという形は、2013年に出た「水の惑星を見守る『しずく』[読書メモ]と(表紙の色は違うものの)似ているが、「しずく」の本がよせあつめだったのと違って、今度のはひとつの筋のとおった読みものだ。著者は、広く科学に、特に宇宙科学技術に詳しい科学ジャーナリストだが、TRMM特有のことがらは今回JAXAからの請負仕事として新たに調べたのだろう。この本は広く読まれる価値があると思うが、「しずく」の本について述べたように、このままでは置かれるところが大書店・地方自治体科学館などに限られるだろう。写真もあるものの文章中心なので、再版の機会には新書本にしたらよいと思う(出版社を変えることになるが)。

TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) は、事業名だが、ひとつの衛星をさしてもいる。この事業は、アメリカ合衆国と日本の対等の共同事業で、そういう形がめずらしいので当然かもしれないが、いろいろと前例と違ったことがあった。衛星に愛称がついておらず事業名の頭文字略語で呼ばれるのも、日本やNASAの衛星としては(機密のものを別とすると)異例だろう。母音を含まないTRMMというつづりが「トリム」と読まれるのが一種の愛称と言えなくはないが。

TRMM衛星は1997年11月に打ち上げられ、2015年1月現在も動いている。(ただし燃料が残り少なくなり軌道の高さが維持できないので、レーダーは停止され、また一時的に再開される予定になっている。) 3年続けば成功という計画だったのだが、幸運にもめぐまれて、後継の「GPM (Global Precipitation Measurement)主衛星」と重なる運用ができた。延長されたのは幸運だけではなかった。2004年にNASAの事業打ち切りの方針が決まったのだが、続けてほしいという要望が世界じゅうから寄せられて継続になったのだった。(衛星が落ちる地上のリスクを減らすために燃料がじゅうぶんあるうちに制御して落とすべきか、防災にも役立つ衛星をなるべく長いあいだ運用したほうがよいかは、むずかしい問題ではある。) 要望が大きくなったのは、データの利用者が広がっていたからだ。TRMMでは、NASAにあわせて日本も、データを利用して研究する科学者を公募して研究費を配分するしくみを作った。それ以外の一般の研究利用者に向けた積極的なデータ公開もした。そして、当初の計画では予定していなかった、台風の画像のリアルタイム公開や、数値天気予報の材料とするためのリアルタイムのデータ提供もしたのだ。レーダーだけでは同じ場所を見る頻度は小さい。当初(1987年ごろ)の計画では降水量の月平均値の精度をよくすることを目標としていた。(当時、熱帯には周期30日から60日の振動現象があることを重視していたわたしは、月降水量を目標とするのではつまらないと思った。) しかし、TRMMはレーダーだけでなく受動型センサーであるマイクロ波放射計をのせており、さらに他の衛星にのせられた同様な放射計と併用して、他の衛星だけよりはよい精度で、時間分解能の細かいデータをつくることができた。後継のGPMは、複数の衛星を利用する計画であり、リアルタイム利用も初めから想定している。そのうち「主衛星」にレーダーがのせられており、それは2波長のものだ。実は(本書によれば) TRMMも当初は2波長のレーダーをのせる構想だったのだが、1988年に重量・費用のつごうで1波長にしぼられたのだった。

本書は、寺門氏が、(日本側の)関係者からの聞き取りをもとにまとめたものだ。プロジェクトのいろいろな段階で書かれた解説書や雑誌特集号なども参考にしている。参考文献がリストの形にまとめられたのは、それぞれを知っている人にとってもありがたい。ただし、参考文献リストのうちHouze著とTheon著の文献の書誌情報がわかりにくくなっているが、いずれも同じ本(Tao & Adler編 2003)の部分である。

TRMMにかかわった人はおおぜいいるので、限られたページ数にあわせて登場人物をしぼるのはむずかしかったと思う。本書で名まえが出てくる人の大部分は、NASDA→JAXAまたはレーダーを開発した電波研→通信総研→NICT (情報通信研究機構)で仕事をした人(今では引退したり大学などに異動した人も含むが)、それに科学者を代表する形でかかわった「プロジェクトサイエンティスト」だ。地球科学の話もあるが、技術開発のほうに重点がある。アメリカ側はさらにしぼられ、プロジェクトの主要な意思決定にかかわった人に限ったようだ。受動センサー、多衛星プロダクト作成、科学的応用にかかわった人の名は省略されている。それでも人名が多くて覚えきれないので、一覧をつくってみたら、約50人だった。明らかに女の人が活躍しているが、人名を数えてみると、アメリカ側プロジェクトサイエンティストをつとめたJoanne Simpson (1923-2010) を含めて、まだ4人だった。

わたしのTRMM (構想)との出会いは1986年だった。その後は周辺にいたので大筋の話題は知っているが、自分でまとめることはむずかしく、このように整理されたのはありがたい。

1986年当時、わたしは東京大学の助手で、エネルギー収支気候モデルによって古気候とくに大陸氷床の消長を論じていたGerald Northさん(その論点は阿部・増田 (1993) 「氷床と気候感度」に紹介した)が来られてその話をしてもらったのだが、Northさんが日本に来た理由はその件ではなく、衛星で雨を観測する構想の相談だと聞いて驚いた。まだ予算のあてはないものの、NASAと日本側との共同事業として案ができたところだった。翌1987年に東海大学が主催した国際シンポジウムには参加した。その内容はアメリカ側で本になり、わたしの大陸別水収支に関する発表内容ものった。その本の編者がTheon、Fugono (畚野)両氏だった。わたしはこの2人はじめ(Northさん以外の)当時の関係者とは、講演は聞いたが面識があるところまでいかない距離だった。(同じ研究室の助教授だった住明正さんはもっと積極的にかかわっていた。シンポジウムに、気象衛星の開祖といわれるVerner Suomiさんも来ていて、アメリカの人はSuomiをスーミと発音するので、討論中でだれかが住さんの発言にふれるのに “Japanese Sumi said…” と言っていたのを覚えている。)

1986年よりも前のできごとについては、わたしのこれまでの知識は漠然としていて、本書を読んで整理された。電波研では、1975年からレーダーによる雨の観測技術開発にとりかかっていた。他方、NASAでは、Nimbus 7のあと気象関係の観測衛星開発がとだえていた。 (NOAAの衛星はあるが、技術が古かった。NOAAの場合は、一定規格で変えずに続けることに意味があるのだと思うが。) EOS計画が巨大すぎて遅れつづけていた。そこでTheonは、EOSと並列に、単目的の衛星を企画することにした。1984年にNASA内の提案公募があって、North, Wilheit, ThieleによるTRMMが選ばれた。これは能動型のレーダーと受動型のマイクロ波放射計の併用を特徴としていた。しかしNASAには衛星にのせるレーダーを開発する予算がつかなかった。電波研のほうは宇宙からの利用をめざしたものの衛星のあてがなく国際宇宙ステーションに期待していた。そこで両者の不足を補う形で、NASAの衛星に(NASAの放射計とともに)日本のレーダーをのせるという構想がまとまった。NASDAは、地球観測への貢献を考え始めたところだったが、それだけでは動かず、H-IIロケットの利用実績にできるならばという条件で積極的になった。

1987-88年のfeasibility studyで実行可能とされたのだが、(日本側の場合)「開発研究」に移るのに2年、「開発」に移行するのにさらに2年かかった。1989年に「先進国」首脳会議で政治家が地球環境問題(温暖化など)をとりあげ、地球観測はそれに重要と認識されたことで、流れが変わったようだ。(温暖化は長期の変化であり、個々の人工衛星が働ける寿命はそれに比べれば短い。両者を関連づける理屈はあるのだが、政治的決定はそれを正しくふまえてくれただろうか。おおざっぱな連想で進んでいたらあとがこわい気がする。)

日本側のプロジェクトサイエンティストをつとめていた新田勍(つよし)さんが、最初の観測データがとれた1997年12月8日に、がんで亡くなった、というのは、偶然的事実だが運命的なものを感じさせる。そのほかにも、時の運と思われることがいろいろあるが、運をのがさずに利用した、目標を共有した人々の働きが重要だったのだと思う。

技術者たちが夢を達成した話なので、「プロジェクトX」を連想する。著者もブログでそのたとえをしている。NHKのその番組は、毎週いろいろな話題を同じ枠にはめたので、うまくないものもあったと思う。しかし番組の第1回は富士山頂気象レーダーだった。TRMMは、内容からみてもその直系にあたる。そして、次のような特徴があるので、「プロジェクトX」型のとりあげかたをしてもよい話題だと思う。原理は知られた技術だが、実現する場が新しく、logisticsを開発する必要があった。ひとりの個人が圧倒的に貢献するのではなく、多様な能力をもった人々が、目標を共有し、あきらめずに取り組むことが必要だった。公共目的で、科学技術が提供できるものと社会が求めるものとのくいちがいの心配が少ない。

参考文献

  • Wei-Kuo Tao & Robert Adler eds., 2003: Cloud Systems, Hurricanes, and the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM): A Tribute to Dr. Joanne Simpson. Meteorological Monograph Vol. 29. American Meteorological Society. http://journals.ametsoc.org/toc/amsm/29/51で目次と要旨が見られる。
  • J. Theon & N. Fugono eds., 1988: Tropical Precipitation Measurements. Hampton VA USA; A. Deepak Publishing.

折り返しのあとに、目次と、人名索引(仮)をつける。
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2015-01-23

National Research Council [USA] (1983) Changing Climate: Report of the Carbon Dioxide Assessment Committee

カテゴリー: dokusyo memo / 読書メモ — masudako @ 20:24
  • National Research Council, 1983: Changing Climate: Report of the Carbon Dioxide Assessment Committee. Washington DC USA: National Academy Press, 498 pp. ISBN 0-309-03425-6.
    http://www.nap.edu/catalog/18714/changing-climate-report-of-the-carbon-dioxide-assessment-committee からPDF無料取得可能。

アメリカ合衆国科学アカデミー(NAS)の関連機関のNational Research Council (NRC)の、Commission on Physical Sciences, Mathematics, and Resourcesの下のBoard on Atmospheric Sciences and ClimateのもとにつくられたCarbon Dioxide Assessment Committeeの報告書である。

わたしはこれを新刊で見ていた。1983年に東京大学に滞在された真鍋淑郎さんの講義のなかで、真鍋さんが分担執筆した(当時)近刊の報告書の図が紹介されていたので、大学の図書館に注文してもらったのだった。届いたときに真鍋さんの執筆部分のある第5章は読んだのだが、ほかの内容は読まないまま来てしまったようだ。(タイプライター打ちの版下で、字は大きいのだが、それでも約500ページある本を読むのは楽ではない。) 委員会の報告であることは知っていたのだが、委員長の名まえも気にとめなかった。

ところが2007年ごろ、温暖化否定論の宣伝をさかんにしていたアメリカ(ワシントンDC)のGeorge C. Marshall Institute (GMI)というシンクタンクのことがよく話題になった。1984年にこれをつくったメンバーのうちにRobert Jastrow (2008年没), Frederick Seitz (2008年没), William Nierenberg (2000年没)の3人の物理学者がいた。ここが温暖化否定論の宣伝を始めたのは1989年ごろで、その中心はSeitzだったが、Nierenbergも加わっていた。

ところが、NRCの1983年の報告書をまとめた二酸化炭素アセスメント委員会の委員長はNierenbergだったのだ。当時はScripps海洋研究所(カリフォルニア州San Diegoの近くのLa Jolla)の所長だった。その報告書は、地球温暖化が起こりそうだという見通しを述べたものの、すぐにその抑制の政策をとろうと提言するものではなく、科学的知見が不確かなので、もっと研究を推進するべきだというのがおもな結論だった。温暖化否定論、とくにGMIについて調べていた科学史家Naomi Oreskes、Erik Conway両氏は、Nierenbergが、温暖化対策(とくに二酸化炭素排出削減)の政策をとるのをさまたげようという意志をもって、専門科学者の共通認識をゆがめて報告した、と論じた(論文参照をここでは省略)。彼らの考えは次の批判を受けてもあまり変わらず、2010年の本Merchants of Doubt [読書ノート](日本語版は『世界を騙しつづける科学者たち』)の本にも示されている。

これに対して、もと気候科学者でもとRealClimateブログにも参加していたWilliam Connolley氏が、個人ブログStoatで、NRCの1983年の報告書は当時としては中庸の内容で、意図的にゆがめられたとは思われないと述べた。そこにNierenbergの息子のNicholas Nierenberg (N.N.)氏が現われて、GMIに参加した以後は別として、Scrippsの所長だった時期の父は科学を政治のためにゆがめる人ではなかったと主張した。N.N.氏はOreskes氏たちへの反論を文章で発表した(Nierenberg et al. 2010a,b)。科学史の雑誌Historical Studies in the Natural Sciencesがその専門家でない人の論文をのせるのは異例と思われるが、これはその雑誌にのったOreskes氏たちの論文への反論として投稿したものが認められたらしい。わたしも、研究所の図書にあった本をめくって見て、Connolley氏やN.N.氏のいうことのほうがもっともだと思ったのだが、詳しく読む時間がとれず、判断に自信がないままきた。

2014年になって、本書の電子版(PDF)がNational Academies Pressのウェブサイトから無料公開されていることに気づいた。Nierenbergへの関心よりも、1983年当時の気候変化に関する人々の認識を知りたくて、今度も全部読む時間はとれそうもないのだが、少しずつ目をとおしている。

まず目次のテキストを取り出してみた。 読書メモにつけようと思ったが、もう少し整形してからにしたいので、ひとまず詳しい目次をつけるのは見送り、執筆分担がわかるところまで簡略化した目次をつける。この字体で示したのが執筆者名で、ほとんどが委員だが、Yoheはconsultant、Ausubelはstaff officer、第5章の執筆者は委員会本体ではなくその下のDetection and Monitoring Working Groupのメンバーである。
Executive Summary
1. Synthesis /Carbon Dioxide Assessment Committee
2. Future carbon dioxide emissions from fossil fuels
2.1 Future paths of energy and carbon dioxide emissions /William D. Nordhaus and Gary W. Yohe
2.2 A review of estimates of future carbon dioxide emissions /Jesse B. Ausubel and William D. Nordhaus
3. Past and future atmospheric concentrations of carbon dioxide
3.1 Introduction /Peter G. Brewer
3.2 Carbon dioxide and the oceans /Peter G. Brewer
3.3 Biotic effects on the concentration of atmospheric carbon dioxide - A review and projection /George M. Woodwell
3.4 The atmosphere /Lester Machta
3.5 Methane hydrates in continental slope sediments and increasing atmospheric carbon dioxide /Roger R. Revelle
3.6 Sensitivity studies using carbon cycle models /Lester Machta
4. Effects on climate
4.1 Effects of carbon dioxide /Joseph Smagorinsky
4.2 Effects of non-CO2 greenhouse gases /Lester Machta
5. Detection and monitoring of CO2-induced climate changes /Gunter Weller, D. James Baker Jr., W. Lawrence Gates, Michael C. MacCracken, Syukuro Manabe, and Thomas H. Vonder Haar
6. Agriculture and a climate changed by more carbon dioxide /Paul B. Waggoner
7. Effects of a carbon dioxide-induced climatic change on water supplies in the western United States /Roger R. Revelle and Paul B. Waggoner
8. Probable future changes in sea level resulting from increased atmospheric carbon dioxide /Roger R. Revelle
9. Climatic change - Implications for welfare and policy /Thomas C. Schelling
Annex 1. Report of Informal Meeting on CO2 and the Arctic Ocean /Roger R. Revelle
Annex 2. Historical Note /Jesse H. Ausubel
Annex 3. Energy Security Act of 1980
Annex 4. Background Information on Committee Members

NASやNRCの報告書で、会議録を別として、諮問に答えたり提言をしたりするものの多くは、本文に執筆分担が示されず、委員会全体が達した見解として書かれるのがふつうのようだ。本書よりまえに出たCharney委員会報告(NRC, 1979)やSmagorinsky委員会報告(NRC, 1982)はそうなっている。(なお、この2つの報告書のまとめは本書4.1節に収録されている)。ところが、本書は、第1章だけが委員会全体の共著で、大部分は分担執筆だ。わたしの考えだが、Charney委員会やSmagorinsky委員会は、気候変化の自然科学だけに話題を限り、気象学・海洋物理学など比較的少数の専門分野の人で委員会を構成したので、議論を同じ尺度の量の評価に持ちこみ、定量的評価が違う人がいても結論を幅をもたせた形で示すことによって合意を得ることができたのだと思う。ところが、本書の場合は、社会科学も含まれるし、自然科学のうちでも物理系・化学系・生物系のさまざまな教育を受けた人がかかわるので、限られた日程のうちでお互いの主張を共著者になれるところまで理解できず、分担執筆にするしかなかったのだと思う。

なお、本文最後の第9章の著者である経済学者Schellingは、本書巻末の委員紹介によれば、この委員会ができる前にNRCのPanel on Economic and Social Aspects of CO2 Increaseという会議の座長をしていたそうだ。しかしNational Academy Pressのウェブサイトにはその会議の報告書は見あたらない。報告書が出版に至らないまま、Nierenberg委員会に統合されたのだろうか?

要旨(Executive Summary)を読むと、すぐに化石燃料依存を変える必要はないことが断定的に述べてあり、将来変える必要があることのほうは「かもしれない」(may)という表現になっている。EPA (Seidel & Keyes) 報告書[読書メモ]が数十年のうちに変えるべきだと言っているのに比べると、理屈で考えてみると示唆される政策はあまり違わないのだが、表現としては弱い。

他方、灌漑農業を例に、気候変化に脆弱(vulnerable)なところは調整(adjustment)が必要だと言っているところがある。これは今でいう適応策の推進と言える。ただし、調整は研究開発のあとに書かれているので、これも急を要するという態度ではなさそうだ。

全体のまとめと位置づけられている第1章の最後の1.5節「勧告」(recommendations)のところを読んでみた。ただし、そのうしろのほうの半分以上は基礎研究の推進なのだが、見だしのキーワードを見るとその後に実際に起こったことに近いようなので、今回は読み飛ばした。

この章での研究以外の政策提言は、今のことばで「緩和策」と「適応策」にしぼられている。「緩和策」はおもに二酸化炭素排出を減らすことだ。ところが、これは、すぐには取り組む必要がないとしてしまう。1.5.1節でNordhausがすでに取り組んでいた厚生経済学の最適化問題という考えを持ち出したものの、科学的知見がとぼしすぎて、答えがしぼりこめないので、今できる最適な投資は、不確かさを減らすための研究だ、という理屈を述べている。さらに、当時のアメリカ合衆国のエネルギー政策のうちにsynfuels (合成燃料)の推進というのがあり、これは石炭から石油に似た液体燃料を作ることをさしたらしいが、これはCO2排出をふやすのでよくないのではないかという意見が出ていたのに対して、委員による検討によれば、たいした差をもたらさない、と述べている。

他方、今でいう「適応策」に対応することとしては、農業、水資源、水力利用などの長期計画および技術や制度の開発を、気候が変わりうることに対応できるように組んでおくべきだ、という主張をしている。こちらは、明らかにCO2問題だけではない複合問題なので、もしCO2による気候変化がなかったとしても損にならないようにできると考えているのだ。

その前の1.4節で、CO2問題の対策は大きく4つに分けられている。これは第9章のSchellingによる枠組みを採用したようだ。

  • (1) CO2の排出を減らす (今の表現では緩和策のうちのCO2排出削減策)
    • エネルギー
      • エネルギー総需要を減らす
      • 化石燃料から他のエネルギー源に移る
      • 化石燃料のうちで炭素排出の割合が少ないものに移る
    • 土地利用 (分類(2)にまたがる)
      • 森林などの植生を保全する
  • (2) 排気または大気からCO2を取り除くこと (今の分類では緩和策のうちの吸収源と気候工学のうちのCO2除去とにまたがる)
    • 光合成による大気からの固定をふやす (森林育成など)
    • 排気からCO2を取り除く (scrubbing)
    • 海水への吸収をふやす
  • (3) 天気・気候・水文を意図的に改変すること (今の表現でいう気候工学のうちの「太陽放射管理」を含む)
  • (4) 環境変化に対応した政策や行動の変化 (適応策)

このうち(2)については、光合成による吸収は技術が進歩したとしてもあまり速めることはできず、他方、排気からCO2を取り除くことや海に持っていくことは技術が進歩すれば可能かもしれないと言っている。(第9章では取り除いたものをどこに持っていって維持するかの問題にもふれている。)

(3)については、第1章では簡単に、一般論としては実行可能だろうが、国・地域ごとの利害対立を強めてしまうおそれがあるという指摘をしている。第9章では、全球放射収支に介入する具体的な方法として、成層圏に粒子状物質を入れることをあげている。そのほか、川や海流の流路を変えることやハリケーンの制御もあげているのだが、これは全球規模というよりも地域ごとの気候変化への対応として考えられる(そして地域間対立をもたらしうる)ものとしてあげているのだろう。

この流れを追うと、勧告で(2)(3)を除いて(1)(4)にしぼったのはもっともだと思う。しかし、(1)に消極的で(4)にだけ積極的なのは、当時の科学的知見の不確かさを考慮すればありうる範囲だとは思うが、やや偏っているようと思う。経済の議論を重視したからのようだ。

文献

  • National Research Council (NRC), 1979: Carbon Dioxide and Climate: A Scientific Assessment. Washington, DC: National Academy of Sciences. [Charney委員会報告] http://www.nap.edu/catalog/12181/carbon-dioxide-and-climate-a-scientific-assessment
  • National Research Council (NRC), 1982: Carbon Dioxide and Climate: A Second Assessment. Washington, DC: National Academy Press. [Smaroginsky委員会報告] http://www.nap.edu/catalog/18524/carbon-dioxide-and-climate-a-second-assessment
  • Nicolas Nierenberg, Walter R. Tschinkel & Victoria J. Tschinkel, 2010a: Early climate change consensus at the National Academy: The origins and making of “Changing Climate”. Historical Studies in the Natural Sciences, 40: 318 - 349. (著者のサイトにPDF版 http://www.nicolasnierenberg.com/uploads/1/1/6/6/1166378/hsns4003_02.pdf がある)
  • Nicolas Nierenberg, Walter R. Tschinkel & Victoria J. Tschinkel, 2010b: An independent thinker, willing to say what he thought (Correspondence/Opinion). Nature, 466, 435.

高橋 浩一郎 (1961) 応用気象論

カテゴリー: dokusyo memo / 読書メモ — masudako @ 05:02
  • 高橋 浩一郎, 1961: 応用気象論 — 順応から気象の制御へ。岩波書店, 292 pp.

2014年11月、「気候を制御する」という発想がいつごろどのように論じられたかを知りたくて、ウェブ検索で文献をさがした。「気象の制御」まで広げてみたら、この本の副題がかかった。それから古本屋に行ったら実物があったので、買った。この著者の本は学生のころ(1970–80年代)にいくつも読んだのだが、この本は背表紙は見たような気がするが読んだ覚えがない。

著者(1913–1991)は、物理を学び、寺田寅彦の指導を受けたことがある(宇田 編, 1975への寄稿でその内容を述べている)。それから中央気象台(のち気象庁になった)に就職し、予報技術にかかわる仕事をした。それとともに研究者でもあった。その後、1971年から気象庁長官、1975年から短期間ではあったが筑波大学教授をつとめた。

本書の章構成は次のようになっている。
第1章 序論
第2章 気象と経済
第3章 環境気象
第4章 物質源としての大気
第5章 気象と交通
第6章 気候
第7章 気象の災害
第8章 異常気象
第9章 天気予報
第10章 エネルギー源と気象
第11章 気象の人工制御

第3章の内容は人体や生物のまわりの気象で、今ならば「生気象」というだろう。体感温度や冷暖房需要などの問題を、熱収支を定量的に考えることによって答えようとしている。

第4章は大気中の汚染物質の移流や拡散を扱っていて、今「環境気象」といえばこちらに近いものになると思う。放射性物質のことも含めている。

第6章のうしろのほうで気候変動を少し扱っている。まず気候の周期性について統計からわかったことが列挙してある。それから気候変動の原因として考えられていることを列挙し、そのうち「炭酸ガス」「海」「太陽活動」をあげていて、このうち太陽活動を比較的詳しく論じている。海については、潮汐による18年周期の変動がありうるのではないかと言っている。

第10章のエネルギーは、食料も含むが、おもに産業のエネルギー資源のことで、今でいう再生可能エネルギーにあたる水力、風力、太陽熱 (太陽光発電はまだなかった)の資源や、冷暖房のエネルギー需要、それから水資源を、定量的に評価するための考えかたを示している。

第11章は「気象の人工制御」だが、その序論と具体的な話の間に、「モデル実験とモデル思考」という節がある。当時、モデル実験とはおもに物体による模型実験をさしたが、数値実験にもいくらかふれている。いずれにしても、対象としたい現象を支配する物理法則の式をたて、その各項の量の桁を評価し(のちの表現でいう「スケール解析」)、模型実験の場合ならば実物と模型の間で相似関係が成り立つようにすることが重要だ。

気象の制御については、(少し順序を変えて述べるが)、霜の防御、飛行機の着氷を防ぐこと、積雪をとかすことを、地表面または物体面と大気との間の熱と水の交換に基づいて数量評価している。霧を消すことについては、温度を上げれば消せることはわかっているのだが大量の燃料を使うので、ほかの方法がいろいろ提案されていることを紹介しているが、決め手はない。

それから人工降雨の話にはいる。この節は、人工的に温度を下げたり水蒸気をふやしたりすることの評価(実用にはなりそうもない)を述べたあと、アメリカのGeneral Electric社でドライアイスやヨウ化銀による種まきの実験が進められていることを紹介しているが、雲になっている水を落とすことができるだけなので多量の降水は期待できないとしている。

次に「台風の人工制御」。台風のエネルギーは核爆弾のエネルギーよりも大きいので力ずくによる制御は不可能だ。太陽エネルギーの流れを変えることによる制御の可能性はありうるが、むずかしい。

そして最後の節で「気候の改造」を論じている。「海流の変化による気候の改造」は、たとえばベーリング海峡にダムを作る構想などを想定している。数量の桁の評価をしてみると、気温が0.6℃変化するためには海面水温が5℃変化するくらいの大規模な海流の変化が必要だろう。「アルベードの変化」で考えているのは地表面の太陽放射反射率の変化である。「塵の放出」のほうで、大気中にあるエーロゾル粒子が太陽光の反射をふやす場合を考えている。いずれにしても、気候を変えようとすると、気温が上がるところがあれば下がるところもあり、降水がふえるところもあれば減るところもあるだろう。したがって、著者の考えでは、「広範囲の気候を変えるという問題は世界的な規模で充分の検討をへ、合理性がはっきりした上でないと軽々しく実験もできないであろう。」 しかし、小地域の気候を変化させる場合は問題は少なく、現在もっとも実用価値の大きいものは微気候の改造である、としている。

このように、1961年の著者は、ごくローカルな気候の改変には積極的だったが、広域の気候の改変については非常に慎重に考えていたことがわかった。

文献

  • 宇田 道隆 編著, 1975: 科学者 寺田寅彦 (NHKブックス 225)。日本放送出版協会, 287 pp.

折り返しのあとに詳しい目次をつける。
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Donner, Schubert & Somerville (2011) The Development of Atmospheric General Circulation Models [メモ2]

カテゴリー: dokusyo memo / 読書メモ — masudako @ 02:55
  • Leo DONNER, Wayne SCHUBERT & Richard SOMERVILLE eds., 2011: The Development of Atmospheric General Circulation Models: Complexity, Synthesis and Computation. Cambridge University Press, 255 pp. ISBN 978-0-521-19006-0.

2011-06-14に[読書メモ]を書いた本。そこに書いたことはくりかえさない。今回は、第3章と第4章を読んだ。

第3章は、NCAR (National Center for Atmospheric Research)の大循環モデル(GCM)開発の第1世代当事者である笠原 彰とWarren Washingtonによる、大循環モデルの始まりから現在までの歴史といくらかの将来展望だ。

大気大循環は、1946年からInstitute of Advanced StudyでおこなわれたMeteorology Projectの課題にも副次的に含まれていたが、それを主目的とする組織は、1955年(あるいは翌年?)にできたアメリカ合衆国気象庁(Weather Bureau)の下のGeneral Circulation Research Section (GCRS)が最初だった。これはのちにNOAAのGeophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL)となった。Pfeffer 編 (1960) Dynamics of Climate [読書メモ]もGCRSの活動が始まる直前に開かれた会議の記録なのだが、本書ではそれよりも少し古い文書がGFDLから掘り起こされ、付録として収録されている。1955年7月29日にvon Neumannが書いて(タイプライターで打たせ)、それにWexler (次の第4章のところで説明する)が手書きで書きこんだ、Dynamics of the General CirculationというDraftだ。GCRSを作るために資金源となりそうな機関に提出した計画提案書の下書きにちがいない。提案されている研究開発の内容は、Pfeffer編の本に出てくる内容と共通している。この文書ではとくに計算機を確保することに重点が置かれているように思われる。大循環の数値実験は数値予報よりも大量の計算機資源を必要とするが、(まだ専用の計算機を要求するほど強い主張はできなかったので) 既存の計算機のうちで軍でない政府の事業で時間借りできるものという条件で、Washington DC郊外のSuitlandにあったIBM 701 (IBM社が所有して政府に貸していたらしい)をぜひ使いたいということになっている。

それから、GCMの発達をたどる。1980年ごろまでの大筋は、GFDL, UCLA, Lawrence Livermore Laboratory, NCARに分けて説明されており、Paul Edwardsによるまとめ ( http://pne.people.si.umich.edu/sloan/ 、EdwardsのA Vast Machine [読書ノート]にも収録されている)とだいたい対応するのだが、対象分野の専門家が書いているので、やや専門的記述になっている。1980年代以後は、世界の多くの機関にひろがったので全部をあげることはできず、たとえば日本の研究機関の名まえはこの文脈ではあがっていない。

また、大気大循環ばかりではなく、海洋、陸面水文を含む気候モデル、さらに、生物地球化学などを含む地球環境システムモデルが発達してきたことを、わりあい簡単な図式で示している。

執筆当時の近年の動きと将来の課題についての話題で、興味深いのは、笠原氏がとくに関心をもっている(2010年にDynamics of Atmospheres and Oceansに論文を出した) 力学の基礎方程式の精密化だ。これまでのほとんどの大循環モデルでは、コリオリ効果として、地球の自転のうちでそれぞれの場所の鉛直方向の軸のまわりの成分だけをとりあげ、水平方向の軸のまわりの成分を無視してきた。ところが、全球モデルでも水平空間規模が数km以下の現象まで計算するようになったので、この近似をやめて精密な式を使う必要がありそうなのだ。

ここで、水平の細かい格子のモデルの例として、日本でつくられているNICAMのことが出てくるのだが、そのモデルの名まえは出てこない。また、そのモデルをつくっている組織の名まえとしてはFRCGCが出てくる。これは2009年3月までの組織名でその後は改組されたのだが、原稿はその前に書かれたのだろう。

第4章は、Fixing the Sky (気象を操作したいと願った人間の歴史) [英語版の読書メモ][日本語版の読書メモ]の著者でもある科学史家Flemingによる、数値予報の始まりに大きな役割を果たしたHarry Wexler (1911–1962)は気候の意図的改変に関する問題を論じたおそらく最初の気象専門家でもあったという話だ。

Wexlerは、アメリカ合衆国気象庁(Weather Bureau)につとめ、1946年に空軍への出向からもどってから1962年に亡くなるまで、気象庁の研究開発業務をひきいていた(本書の表現ではHead of Researchだが正しい職名か確認していない。なお1946年当時の職名はchief of the Special Scientific Services divisionとある)。WexlerがInstitute of Advanced Study (IAS)のvon Neumannを中心とするMeteorology Projectの企画に深くかかわっていたことは、Harper (2008) Weather by the Numbers [読書ノート]にも出てくる。Wexlerはこのほかに、気象観測へのレーダーや飛行機やロケットや衛星の利用を推進し、World Weather Watchの企画の初期にソ連のV.A. Bugaevとともに中心となっている。Wexlerの残した文書が、Library of Congress (LC)のManuscript Divisionに保存されており、Flemingはこれを調べた。

そこで見つかったのが、On the possibilities of climate controlという、Wexlerが1962年に複数の場所で講演した原稿で、Flemingはこれが重要だというのだ。

Flemingは、その原稿からも参照されている1945年の文書にも注目する。それは、RCA (Radio Corporation of America)社の研究所にいたVladimir K. Zworykinによる1945年10月づけの、Outline of Weather Proposalというタイプ打ちだが表紙をつけられた文書だ。これもLCのWexler文書にあったそうで、Flemingはその画像を複製して2008年にオンライン雑誌History of Meteorology 4:57-78に収録している。(雑誌ウェブサイトhttp://meteohistory.org/scholarship/history-of-meteorology/ 、この文書のファイルは http://www.meteohistory.org/2008historyofmeteorology4/4zworykin.pdf )。Zworykinの文書に続いて、それに対するvon Neumannの手紙と、海洋学者で当時陸軍にいたAthelstan Spilhausの手紙がつけられている。

Zworykinの提案の内容は、その後実現したIASのプロジェクトとだいたい同じなのだが、 計算機による天気予報の革新のさきに、effective weather controlの可能性を期待していた。それは、たとえば海上に油をまくことによって、嵐(ハリケーンを想定していたらしい)の発達をおさえたり向きを変えたりすることをさしていた。さらに、 気候の改変も考えていた。その内容は、植生、砂漠、氷河、山岳などの地理の改変だというのだが、おそらく地表面被覆を変えることによって熱収支や水収支を変えることなのだろう。Zworykinはこのような意図的改変が世界の平和と繁栄に役立つという信念をもっていた。

von Neumannもこれに賛同した。ただし読んでみると、weatherの制御については確かに賛同しているのだが、climateを含むのかどうかは不確かだと思う。また、Flemingは”All stable processes we shall predict. All unstable processes we shall control.” を von Neumann’s overall agenda and philosophy を示すことばとしてあげていて、その出典を Zworykin 1945 としているのだが、その文書にはこの文は見あたらない(ただし、この文書のPDFファイルは文字検索可能になっておらず、わたしは、von Neumannの手紙の部分を読んでこの文がないことを確認したのだが、Zworykinの文章に含まれているかどうかは見落としがあるかもしれない)。Spilhausも賛同したが、これはweather controlに関してだった。

Wexlerはこの文書づくりには関与していない。ただし同じ年にMauchlyに会って天気予報に計算機を応用することを考え始めている。そして1946年になって気象庁の担当者としてプロジェクトにかかわることになった。1946年5月に書かれたIASの研究計画提案書に “the first step towards influencing the weather by rational, human intervention” ということばがある。またWexlerは、Zworykinの提案を航空などにかかわる官庁の人や気象学者に見せている。海洋に油をまいてハリケーンを抑制する構想に熱帯気象学者の賛同が得られなかったというメモが残っている。

このころ、世の中には、原子爆弾によって、南極氷床をこわしたり、海流の流れを変えたりすることによって、気候を改造するという構想を述べる人がいた。また、General Electric社で、ドライアイスやヨウ化銀による雲のたねまき実験が行なわれ、Langmuirはこの技術には大きな効用があると(あと知恵で言えば自信過剰に)主張した。またKenney将軍は降水がいつどこで起こるかをcontrolすることができる国が世界の覇権をにぎると論じた。

Wexlerは、空軍出向中の1945年7月のTrinity核実験の気圧波の解析をしたことをかわきりに、核実験や原子力安全ともかかわった。核実験の天気への影響についての質問に対して、エネルギーが小さいので長期的効果は無視できると答えた。しかし、放射性降下物については、健康への心配と、(南極にも達する)トレーサーの両面で関心をもった。また、dust bowlの塵の雲、スモッグ、森林火災の煙、火山噴火のエーロゾルなどが、大気によって運ばれることや、日射をさえぎる効果について研究した。1952年に、気候変化に関する研究集会で、 気候変化の要因としての地球放射収支について報告し、それを変化させる要因として、二酸化炭素(Callendarの研究を参照して)と、アルベドの変化(その原因はいろいろあるが)を重視した。1954-56年にはGilbert Plass (1920-2004) によって二酸化炭素による温室効果の理論的研究が進み、Wexlerの企画・調整の働きによって、GCRSでの大循環研究にこの課題がとりいれられ、また国際地球観測年(IGY, 1957-58年)に間に合うようにMauna LoaでのCO2 (および放射、オゾン)の観測を開始することができた。

Wexlerが気候改変について論じたものには、まず、1958年にScience 128:1059-1063に出版されたものがある。表現は「大規模な気象改変」となっているが、砂漠や氷床を黒くしてアルベドを変えること、水素爆弾を爆発させ、北極海に厚い雲をつくり、海氷を減らすというEdward Tellerの案、ベーリング海峡をせきとめ大西洋の水を入れて北極海を暖かくするというソ連のP.M. Bolisovの案などをとりあげている。結果は必ずしも期待どおりにならず、かえって有害かもしれないことを指摘し、それでもやろうとする人が出てくるだろうから、予測能力をもつことがますます重要だと言った。

1962年の気候制御に関する講演では、気象の改変を続ければ気候も変わるので両者の問題は切り離せないという態度をとった。ただし人工降雨などはあまり問題にせず、地球の熱収支を変えるような気候改変を問題にした。また成層圏オゾン破壊をも問題にした。これは成層圏の熱収支を変えるので気候改変の問題でもあると見ていたようだ。意図的でないものの例としては、ロケットの排気がオゾン破壊につながる可能性を論じた。意図的なものの例としては、(a)高緯度で水素爆弾を爆発させ氷の雲をつくり世界の気温を上げる(Tellerの考え、既出)、(b)赤道まわりの軌道に塵の輪をつくり世界の気温を下げる、(c)水蒸気か何かを追加して大気下層の温度を上げ成層圏の温度を下げる、(d)塩素や臭素の触媒を入れ成層圏のオゾンを破壊する(圏界面が高くなり成層圏の温度が下がる)、などの構想を論じた。この(d)は、1934年にSydney Chapmanが紫外線天文観測のためにオゾン層に一時的にあなをあけたいという理由で考えた構想なのだが、その後、敵国上空のオゾンを意図的に破壊するという軍事利用を考える人もいた。これに対してWexlerはOliver Wulf (Caltech)から得た触媒の知識で臭素 0.1メガトンで極域のオゾンを全部破壊すると見積もり、Manabe & Möller (1961)の研究に基づいて成層圏の温度を80℃下げることになると見積もって、これはたいへんなことになりうると述べたようだ。

しかしWexlerはこの議論を論文にするに至らないまま8月11日に心臓発作で亡くなった。約10年後に超音速旅客機の排気がオゾンを破壊する可能性、続いてクロロフルオロカーボンが問題になったのだが、Wexlerの先駆的な仕事はFlemingが資料を掘り起こすまで忘れられていたようだ。

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2015-01-22

US Committee for GARP (1975) Understanding Climatic Change

カテゴリー: dokusyo memo / 読書メモ — masudako @ 22:59
  • U.S. Committee for the Global Atmospheric Research Program, 1975: Understanding Climatic Change: A Program for Action. Washington DC USA: National Academy of Sciences. ISBN 0-309-02323-8.
  • ディジタル版が、Internet Archiveのhttps://archive.org/stream/understandingcli00unit/にある。複数のデータ形式があるが、PDF版は https://archive.org/download/understandingcli00unit/understandingcli00unit.pdf である。

この本は、わたしも[教材ページ]で使っている「気候システムの概念図」の出典として知られている。この図は、1970年代後半から80年代初め、気候をとらえる新しい考えかたとして解説や教科書的なものの序論によく出てきた。システムは、大気、海洋、雪氷という部分からなっていて、部分どうしがエネルギー(熱)、水、力をやりとりし、また、太陽の変動などの外部要因の影響を受けて変動する。水蒸気を別として、二酸化炭素をはじめとする大気成分の変化は外部要因扱いされていた。陸面(陸水・陸上生態系)はシステムの部分としては明示されていなかったが、1980年代にはそれを書きくわえた変形版のほうがむしろふつうになった。

本書が参考文献としてあげられているときの著者名と出版者名が一定していない。これはNational Academy of Sciences (NAS、アメリカ合衆国科学アカデミー) の関連機関のNational Research Council (NRC)の下に作られた委員会の報告書(や会議録)ではいつものことで、NRCをあげるべきか、その下の委員会をあげるべきか、そこから委任されて実際に文章をまとめた部会をあげるべきか、その代表者をあげるべきか、迷うのだ。また出版もとは、1980年代以後の同類のものならばNational Academy Press (今はNational Academies Pressになっている)なのだが、本書の巻頭の書誌情報をみるとNational Academy of Science (のPrinting and Publishing Office)となっている。近ごろ、National Academies Pressの出版物は過去にさかのぼってwww.nap.eduの下に電子版が置かれているのだが、本書がそこに見つからなかったのは当然かもしれない。しかし、Internet Archiveのサイトで無料公開されていた。

GARP (Global Atmospheric Research Program、当時の日本の公式名は「地球大気開発計画」だったが、直訳して「全球大気研究計画」としておきたい)は、1970年代におこなわれたICSUとWMOの共同事業だ。研究の資金は多種多様なところから出ているが、ICSUとWMOのもとに国際的な運営委員会が作られ、また各国のICSUに関係する機関(日本ならば学術会議、USAならばNAS)のもとに国内委員会がつくられて、課題の設定や調整をしていた。GARPの課題のうちでは、時間規模数日の天気に関するものが先に動き出した。気候も含まれてはいたのだが、その研究課題は当初ははっきりしておらず、天気に関する研究が実地に進むのと並行して検討されていたのだった。その検討は、GARPに続いて1980年代から実施されているWCRP (世界気候研究計画)の立案につながった。(ただし英語のclimateは日本語の「天候」を含むことに注意が必要だ。WCRPで最初に動いたのはエルニーニョ・南方振動を含む天候年々変動の研究だった。)

当時のUSAのGARP委員会の顔ぶれも興味深いが、ここでは、委員長がVerner E. Suomiで本書のForwordを書いていることにだけふれておく。

本書の内容をまとめたのはPanel on Climatic Variationで、メンバーは、W. Lawrence Gates, Yale Mintz, Wallace S. Broecker, Kirk Bryan, Jule G. Charney, George H. Denton, Harold C. Fritts, John Imbrie, Robert Jastrow, Edward N. Lorenz, Syukuro Manabe, J. Murray Mitchell Jr., Jerome Namias, Henry Stommel, Warren M. Washington, それにconsultants としてJohn E. Kutzbach, Cecil E. Leith, Abraham H. Oort, Richard C. J. Somervilleである。このうちGatesとMintzがco-chairだったが、Washingtonの自伝 (2008, 第7章 53ページ)によれば、大部分を書いたのは”Larry” Gatesで、彼が原稿を持って各メンバーのところをまわって説明し了解を得るという形でつくられたのだそうだ。

付録Aとして含まれている古気候のレビューは、おもに地質学者Imbrie、年輪研究者Fritts、雪氷学者Denton、同位体地球化学者Broeckerによるものにちがいない。過去の気候を知るのにはどんな方法があるか、年代決定はどのようにされるか、その結果として世界全体として時間規模ごとにではどのくらいの気候変動が起きたと考えられているかについて、当時の知見を要領よく整理している。1983年の真鍋淑郎さんの講義の、古気候モデリングの話の序論で古気候とはどんなものかを説明するところは、この付録にそっていた。また、4つの時間スケールで気候変化の時系列を示した図(図A.14、159ページ)は(当時の知見が限られていたので4つのグラフに示された気候変数はそれぞれ異なるのだが)、IPCC報告書に類似のやや新しい図が出るまでは、気候変化に関する解説や教科書類によく引用された。

ほかの部分は、1980年代当時、まさに進行していた研究が将来の予定として書いてあったわけなので、当時の学生としては、新しい文献を読めばこれを読む必要はないと感じられて、ていねいに読まなかった。

部会のメンバーはみんな自然科学者だ。国が経費を支出する研究事業を提案することになるので、社会にとっての意義を議論してはいるが、予測能力が高まれば災害の被害を減らせるだろうといった一般的な主張までであり、具体的な応用の計画を述べてその効果を評価したりはしていない(と思う。ただし読み落としがあるかもしれない)。

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さて、今回(2015年1月)にこの本で確認したかったのは、気候の意図的改変に関する構想があったかどうかだった。第2次大戦後早い時期に気候のcontrol、1970年代にmodification、最近はengineeringということばが使われることが多いので、PDFファイル中でこれらの単語(の語幹)を検索し、その前後から話題を読みとった。Controlの大部分は、自然のプロセス(たとえば雪氷が地表面熱収支をcontrolするというような)か、データの品質管理などの話題だった。Engineeringのうちには、研究所などの組織名の構成要素があった。はずれと思ったものについてメモをとらなかったので見落としがあるかもしれないが、気候改変に言及していると判断されたのは次の3か所だった。

第1章(序論)、5ページ (Future Efforts and Resourcesの節、Research Approachesの小節)。
Since our fundamental goal is to increase our understanding of climatic variations to the point where we may predict (and possibly even control) them, we must subject our ideas to quantitative test wherever possible.

第6章(A National Climatic Research Program)、91ページ (The Research Programの節、Needed Applications of Climatic Studiesの小節、Exploration of Possible Future Climatesの項目)
This, together with the knowledge gained from the observational and research portions of the program outlined above, will lay the scientific foundation for what might be called climate engineering.

第6章(同)、105ページ (The Planの節、Timetable and Priorities within the Programの小節、The Long-Term Phase (1980 - 2000)の項目)
Although priorities cannot be set at such long range, the eventual practical payoffs of this program will be the determination of the degree to which climatic variation on seasonal, annual, decadal, and longer times scales may be predicted and the degree to which they may be controlled by man.

このように、気候のcontrolあるいはengineeringは出てくることは出てくるのだが、将来の課題のうちにあってもなくてもよいように軽く扱われている。わたしのかってな推測だが、おそらく委員のうち少人数がこれを入れるように積極的に主張し、少人数がそれに反対したがこの形ならば容認し、大多数は無関心だったのではないかと思う。

文献

  • Warren M. Washington (ed. Mary C. Washington), 2006, second edition 2008: Odessey in Climate Modeling, Global Warming, and Advising Five Presidents. Lulu.com, 279 pp. ISBN 978-1-4303-1696-1.

折り返しのあとに詳しい目次をつける。
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