- Élisabeth Nesme-Ribes & Gérard Thuillier (序文 Jean-Claude Pecker), 2000: Histoire Solaire et Climatique. Paris: Éditions Belin / Pour la science. ISBN 2-7011-1966-9.
- エリザベート・ネム=リブ、ジェラール・チュイリエ 著、北井 礼三郎 訳, 2019: 太陽活動と気候変動 — フランス天文学黎明期からの成果に基づいて。恒星社厚生閣, 244 pp. ISBN 978-4-7699-1634-5.
日本語版は2019年4月の新刊。2000年に出たフランス語の本の翻訳だ。
わたしはたまたま、フランス語版も持っている。2001年9月にパリのカルチエラタンで気候(全地球規模のエネルギーと水の循環)の研究集会があったとき、会場のちかくの本屋で買ったのだ。会議の言語は英語だったが、フランス語圏にいるあいだはフランス語を読む元気があった。しかし、そのとき、別の本を優先させてしまい、日本語圏に帰ってからは読む意欲をうしなって「積んどく」になっていたのだった。
2019年7月末、日本語版にざっと目をとおした。
著者たちは、フランスの、太陽を観測する人工衛星の計画「PICARD (ピカール)」にかかわっていた。訳者あとがきによれば、この衛星は2010年にうちあげられ2014年まで観測をつづけた。Nesme-Ribesさんは天文学者で太陽の変動を研究していた。衛星計画では目標を設定する役わりだったのだろう。本書完成前に亡くなっている。Thuillierさんは地球物理学者で、参考文献リストにあるうちで早い時期の論文の表題にはオーロラが出てくるので超高層大気あるいは「太陽地球系」の研究者だったと思われるが、本書を書いたころは衛星で太陽を観測する機器を設計したり観測を実行することを職務としていたようだ。
本書は6つの章がある。
そのうち第1章と第2章は科学史的なものだ。話題の中心は、17世紀にパリ天文台で当時としては非常に精密な観測をしたJean Picard (ジャン・ピカール) (1620-1682)【本書では天文学史上の人物には生没年があげてあるのだが、かんじんのこの人については没年はあるが生年がみあたらず、ほかの情報でおぎなった。】だ。衛星計画の名まえはこの人にちなんでいる。Picardの観測によって、いわゆるマウンダー極小期の太陽のふるまいがわかる。
しかも、Picardは太陽の直径や木星の直径の測定をしている。第4章の話題だが、現代の観測にもとづいて、太陽の直径は太陽活動にともなって変動しているという研究成果があった。そうすると、Picardやその後継者が観測した太陽の直径の変動も、太陽活動と関連しているだろう。そこで太陽の直径の計測は PICARD 衛星計画の主要な課題のひとつとなった。訳者あとがきによれば、その結果は、2010-2014年には黒点数は増加したが太陽直径の変化は見られないという、おそらく著者の期待からははずれたものになったが。
第3章と第4章では、おもに現代の観測と17世紀以来の黒点の観測にもとづいて、太陽はどのような物理的な構造をもち、どのような電磁波や粒子線(太陽風)を出しているか、それはどのように変動しているのかを論述している。(第3章にも変動の話があり、ふたつの章のあいだの話題のわりふりがあまりうまくないように思う。)
第5章は地球の気候とその変動の話題。大部分の話題は、地球物理的な気候システム論と、地質学的な古気候学の、教科書的なものだと思う。地球史や大陸移動の話、氷期サイクルの話、人間活動起源の温室効果ガスの話など、いろいろな時間スケールの話題がまざって出てくる。
そして、太陽の影響の話になる。地球の気候の変動のうちで十年から百年の時間スケールのものに影響するだろうとしている。
まず、約11年周期の「シュワーベ・サイクル」にともなって「太陽定数」の変動があること、それと世界平均気温との相関が見られたこと(Lee 1992, やっと1サイクルのデータがとれた時点の報告だが)、シュワーベ・サイクルの周期の長さ(時間)と北半球平均気温の時系列が似ていること(Friis-Cristiansen & Lassen 1991、対象期間は1860-1985年)をあげている。
次に、17世紀の気候が寒冷だったことの要因として、温室効果ガス、太陽活動、火山活動の重みを評価する研究を紹介し、太陽活動の低下が主要だった、ただし太陽活動にともなう「太陽定数」の変化では説明困難で、気候システム内の増幅作用を考える必要がある、と論じている。(ただし、結論をもたらした参考文献がわからない。著者のオリジナルな研究なのかもしれないが、研究報告としては説明が不じゅうぶんだ。図47によれば、ここで使われている太陽の情報は、Leanほか(1995)が推定した「太陽定数」である。)
「増幅作用」として、まず海洋の熱塩循環をあげるが、これは百年よりも長い時間スケールできくとする。次に、太陽活動にともなう紫外線の変動は大きく、それが、成層圏のオゾンや、海洋表層のプランクトンの光合成生産などを通じて、気候への影響がありうると考えている。さらに、太陽磁場が銀河宇宙線を変調し雲量に影響を与えるというSvensmarkの説を(宇宙線量と海上の雲量の変化が対応するというグラフとともに)紹介している(ただしその説への疑問ものべている)。
それから、気候モデルを簡単に紹介している。その同じ小節の結論を列挙したなかに、「1880~1993年の期間については、黒点数から見積もった太陽活動と二酸化炭素濃度で気温変化の97%が説明できる。このうち3分の2が太陽活動である。」とある。これは、わたしがもっている気候変化の基礎知識とくいちがっている。著者が示した数値は個別の研究の結果にちがいないが、どの研究によるものかよくわからない。わたしの推測としては、「気候モデル」の段落では「物理化学的なモデル」(大気・海洋の大循環モデル)をおもに紹介しているのにもかかわらず、97%という数値の根拠は経験モデル(統計的モデル)だろうと思う。本書執筆時点で標準とされた黒点数の時系列にも図47の「太陽定数」にも19世紀末以後に増加傾向があるから、時系列の類似性で寄与率を決めたのならば、そういう結論がみちびかれそうではある。ただし、確認できていないが、海洋によるエネルギーのためこみを考慮していないだろうと思う。もしそうならば、うまくない研究だ。(なお、わたしは最近 花岡(2019)の本[読書メモ]で知ったのだが、2015年に改訂された太陽黒点数の時系列では18世紀以後に明確な増加傾向は見られなくなっている。そちらにもとづけば太陽の寄与の見積もりもかわると思う。)
第6章は「将来の気候変化」。
地球の軌道要素(ミランコビッチ効果)によって次の氷期が予期できる。太陽活動の数千年スケールの周期性をもし信頼すれば、マウンダー極小期のたぐいの再来による小氷期の再来が予期できる。20世紀の気温上昇については、人為起源の温室効果が有力である。
21世紀の気候、とくに世界平均気温の予測について、「仮説A」として、太陽活動の周期性の延長にもとづくもの(Damon & Jirikowic 1992)、「仮説B」としておもに人為起源の温室効果気体を考えたもの(IPCC, 1995)を示す。また、17世紀から20世紀の気候変化について、温室効果気体と太陽のほかにエアロゾルを考慮した研究(Schlesinger & Ramankutty 1992, Kelly & Wigley [「Wingley」は日本語版の誤植] 1992)の結果も示す。著者の考えは、温室効果気体が重要だという考えと、太陽活動が「太陽定数」の直接の効果よりもなんらかの形で増幅されてきいているという考えのあいだで、ゆれ動いていたようだ。
参考文献の著者のうちには、本書出版以後に地球温暖化懐疑論者としてよく知られた Soon とBaliunas も出てくる。彼らはもともと天体物理学者であり、Baliunas は変光星の研究でNesme-Ribesと共著の仕事もあるので、本書の議論には彼らが影響をおよぼしていた部分もあるのかもしれない。また “Sakurai, K.” は桜井邦朋さんにちがいないが、参照された文献は太陽の変動に関する論文であり、気候との関係に関する意見が参照されたのではなさそうだ。
本書は、17世紀にどんな太陽の観測がされたかについての科学史的知識を得たい人には有用だろうし、太陽に関する自然科学的知識の基本は(わたしは専門的判断はできないが)おそらくよいのだと思う(ただし、上にのべた黒点数の改訂のほか、太陽の電磁流体の対流に関する知識は更新する必要がある)が、太陽が気候におよぼす影響についての自然科学的知識の源としては、20年まえの知識で書かれしかも記述態度がゆれ動いている本書を読むことはすすめられない。(2000年ごろの知見の状況をふりかえるのには役だつかもしれない。別の本で入門をすませておく必要があるが。)
折りかえしのあとにくわしい目次をつける。
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