Stephen Seidel & Dale Keyes (1983 / 1984) 炭酸ガスで地球が温暖化する — EPA予測報告書

  • Stephen Seidel and Dale Keyes, 1983: Can We Delay a Greenhouse Warming? — The Effectiveness and Feasibility of Options to Slow a Build-Up of Carbon Dioxide in the Atmosphere. Washington, DC: Environmental Protection Agency. http://nepis.epa.gov/Exe/ZyPURL.cgi?Dockey=9101HEAX.TXT で閲覧可能(2015-01-20現在).
  • EPA, 1983; 日本語版 1984: 炭酸ガスで地球が温暖化する — EPA予測報告書。ハイライフ出版 (発売: 情報企画出版), 139 pp. ISBN 4-915700-05-4.

Weartの『温暖化の発見[読書ノート]に、二酸化炭素による気候変化に関して、1983年のアメリカ科学アカデミーの報告書(Nierenberg委員会報告)と同時並行でつくられていた、環境保護庁(EPA)の報告書の話が出てくる。

2014年4月に、非常勤講師をしている大学の図書館の環境科学の棚にそれの日本語訳らしいものを見つけたので、借りて読んだ。ハイライフ出版は、1980年代に国連環境計画(UNEP)の報告書などを多数日本語訳して出していて、わたしはいくつか読んだ覚えがある。本はA5判縦書きのペーパーバックで、単行本としてはやや雑なしあがりになっている。本書は、EPA報告書の訳であることは明らかだが、原典の書誌情報も、訳者の名まえも見あたらなかった。

その後2015年1月に、Weartの参考文献リストの書誌情報のキーワードでウェブ検索したら、原本をディジタル画像化されたものがEPAのサイトで閲覧可能になっていた。目次の対応がつくので、日本語版はこれの翻訳にちがいない。なお、英語原本のとびらページによれば、Seidel氏はEPA所属、Keyes氏はコンサルタントだった。

日本語版には、訳のまちがいと思われるところがあちこちあり、そのうち少しは英語原本で確認したが、大部分はわたしの推測で補って理解したところまでを述べる。

結論の章を「このまま今日の世界の状況が続けば21世紀末まで【日本語版には「21世紀への変わり目まで」とあったが原本を見て修正】には破局が訪れることになる。地球の温暖化への対応を冷静かつ迅速に進めていくべきである。」と結んでいる点では、確かに、警告的な論調になっているといえる。しかし、すぐに二酸化炭素排出削減をすべきだという政策提言をしているわけではなく、数十年の間に対策が必要だとし、当面は研究をすべきだと主張しているという意味では、Nierenberg報告とそれほど大きな態度の違いはないとも思う。

今のIPCCでは、科学的知見を広く見渡しその広がりの幅をおさえたconsensusを報告しようとしている。しかし1983年の知見はもっと断片的だった。Nierenberg報告はconsensusをめざしてそこまで行かなかったものだと思う。このEPA報告は、問題をいくつかの段階に分け、それぞれにひとつの研究例をもってきて、ともかく問題全体をひとつの筋でつないでみたものだ。それぞれの段階についてほかにどんな研究があるかはあまり気にしていない。

エネルギー供給の選択肢のレビューは、オーストリアに本拠をおく国際的な研究機関IIASAの報告(Andererほか1980)による。エネルギー消費と二酸化炭素排出の将来見通しは、Institute for Energy Analysis (IEA)のモデル(Edmondsほか 1981; Reillyほか 1981)による。このIEAは、1974年にOak Ridge Associated Universitiesの下に作られたもので、Alvin Weinbergがひきいていたが、1984年、Weinbergの引退とともに活動をやめたそうで、今はない。(まぎらわしいが、同じ1974年にできたOECDの下のInternational Energy Agencyでも、アメリカ合衆国エネルギー省のEnergy Information Administrationでもない。) 炭素循環はORNLのモデル (Emanuelほか 1981)、気候はGISSのモデル(Hansenほか 1981)による。二酸化炭素がどれだけ大気中に残るかの見積もりは、ORNLの炭素循環モデルとGISSの気候モデル(の結果)を併用して計算した。

要旨(Executive Summary)を見ると、目標は、2℃の温暖化を大幅に(数十年)遅らせることとされている。そのために、いくつかのエネルギー政策の選択肢が示されている。気温上昇をおさえる立場からもっとも効果的な方法は、石炭およびシェールオイル【今シェールオイルと言われるものではなくオイルシェールから石油のようなものを取り出す構想をさしていたのではないかと思うが、未確認】を使用禁止することだ、としながら、石炭の使用禁止は経済および政治の面から実現不可能だろう、とも言っている。また、「非エネルギー的選択肢」は、きわめて投機的(speculative)であると言っている。

「非エネルギー的選択肢」の内わけは、第6章で論じられている。排出源からの二酸化炭素回収隔離(今の用語でCCS)、森林育成、それに、温暖化に対抗して太陽放射の反射をふやす方法、とくに成層圏に二酸化硫黄を放出して硫酸エーロゾルをつくる方法があげられている。

要旨にもどるが、当面の行動提起としては、次のものがあげられており、いずれも研究の推進なのだ。

  • 温暖化した気候への適応能力向上に関する研究の推進と拡大
  • 温室効果を助長する二酸化炭素以外のガス類の将来的な影響についての不確実の幅を狭める
  • 二酸化炭素への気温の応答についての不確実性を減らす

文献 (いずれも本書の参考文献としてあげられたもので、書誌情報は一部改訂した。わたしは、Hansenほか(1981)の論文を1983年ごろ読んだほかは、実物を直接見ていない。)

  • J. Anderer, A. McDonald, and N. Nakicenovic, 1980: Energy in a Finite World. IIASA and Cambridge MA USA: Ballinger Publishing Co.
  • J. Edmonds, J. Reilly, and R. Doughery, 1981: Determinants of Energy Demand to 2050. Washington DC: Institute for Energy Analysis.
  • W. Emanuel, G. Kilbugh, and J. Olson, 1981: Modeling the Circulation of Carbon in the World’s Terrestrial Ecosystems. Carbon Cycle Modelling (SCOPE 16, B. Bolin et al. eds., New York: John Wiley).
  • J. Hansen, D. Johnson, A. Lacis, S. Lebedeff, P. Lee, D. Rind, and G. Russell, 1981: Climate Impacts of Increasing Atmospheric CO2. Science, 213: 957.
  • J. Reilly, R. Doughery, and J. Edmonds, 1981: Determinants of Global Energy Supply to the Year 2050. Washington DC: Institute for Energy Analysis.

折り返しのあとに日本語版の詳しい目次をつける。
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President’s Science Advisory Committee, USA (1965) Restoring the Quality of Our Environment (とくに付録Y4「大気中の二酸化炭素」)

  • President’s Science Advisory Committee, 1965: Restoring the Quality of Our Environment. Report of the Environmental Pollution Panel. Washington, DC: The White House.

Weart 『温暖化の発見[読書ノート]でもとりあげられているように、気候変化、とくに二酸化炭素の温室効果による温暖化に関する認識の発達を考えるうえで、1965年のアメリカ合衆国大統領科学諮問委員会(PSAC)の環境汚染に関する報告書は重要だ。このとき、二酸化炭素の濃度の増加は観測されていたし、それが温室効果の強化に働くことはわかっていたものの、その定量的見積もりはまだ定まっていなかった。また、世界平均気温の上昇は観測されていなかった(当時の最近20年くらいの北半球の傾向はむしろ下降だった)。したがって、二酸化炭素をすぐに対策が必要な問題としてとりあげたわけではないのだが、それでも、将来対策が必要になるかもしれない多数の問題のうちにあげた、この時期としては珍しい事例なのだ。

報告書はアメリカ合衆国連邦政府の記録なので著作権上はpublic domainだと思うが、2015年1月にウェブ検索したところ、全体の電子ファイルは見つからず、全体の目次・序論と、二酸化炭素問題をとりあげた付録Y4だけを画像にしたPDFファイルが見つかったので、今回はそれに目をとおした。

【[2021-01-18 補足] 全体をディジタル化したものが HathiTrust から公開されている。法的には public domain らしいのだが、全体をダウンロードできるのは会員にかぎられており、一般の読者はブラウザで見ることと1ぺージずつダウンロードすることができる。】

科学諮問委員会は、大統領科学技術特別補佐官(Special Assistant to the President for Science and Technology)だったDonald F. Hornigが委員長をつとめていた。メンバーには、のちの1990年代には温暖化否定論の論客になった物理学者Frederick Seitzが、科学アカデミー会長として含まれていた。また地球物理学者のGordon J.F. MacDonaldもいた。

この報告書をまとめたのはその委員会の下に作られた環境汚染パネル(Environmental Pollution Panel)だ。パネルの座長は統計学者John W. Tukeyだった。メンバーには、次に述べるRoger Revelleのほか、生態学者David Pimentel、スモッグの研究で知られる化学者Aarie J. Haagen-Smitなどが含まれている。報告書作成の事務的中心になったのはOffice of Science and Technologyだった。

報告書の目次にあげられた項目は、大気汚染と水質汚濁を主とする環境汚染全般にわたっている。環境保護庁(Environmental Protection Agency = EPA)が発足したのが1970年だが、その管轄することになる課題がこのときに考えられたのだと思う。

このパネルは課題を分けて11の専門部会(subpanel)に検討させた。そのうち報告が4番めにのせられているのが大気中の二酸化炭素に関する部会だ。その座長はRoger Revelle、ほかのメンバーはWallace Broecker, Harmon Craig, Charles D. Keeling, J. Smagorinskyだった。

部会報告(報告書の付録Y4)の中身を見ていくと、まず序論では、大気中の二酸化炭素と岩石圏の炭酸塩および有機物(化石燃料はこれ)との間で、火山活動、岩石の風化、光合成によって炭素が循環していること、二酸化炭素は(水蒸気、オゾンとともに)赤外線を吸収・射出する性質があり、気候変化の原因になりうることが指摘されている。

続いて、大気中の二酸化炭素の増加の実績について、Keelingによるハワイおよび南極での約5年の観測結果と、化石燃料産出の統計からみた排出量とが比較されている。

次に、排出された炭素が大気、海、陸上生態系にどう分配されるのかに関する考察がある。具体的計算が部会報告の最後につけられている。これはおそらくRevelle自身がCraigとBroeckerの意見も聞きながら考えたことだと思う。それを応用して、大気中の二酸化炭素濃度の将来見通しを論じている(排出量の増加の傾向についてはおおざっぱな推測だが)。

そして、気候への影響の見通しを論じている。まず気温について(ここはSmagorinskyが提供した材料にちがいない)、Manabe and Wetherald (1967)の結果はまだ出ていなかったので(報告のまとめでもこれが出れば見通しがよくなると期待しているが)、Möller (1963)とManabe and Strickler (1964)の理論計算結果をもとに、不確かながら理屈を組みたてている。それから、その他の影響として、(気温から連動すると考えられる) 南極氷床の融解、海水位の上昇、海水の温度上昇と、二酸化炭素濃度からの影響である、水の酸性化 (ただしなぜか海洋ではなく淡水に注目)と光合成の増加をあげている。

また、大気の二酸化炭素の収支にかかわる化石燃料以外の要因をいろいろあげ、それぞれ量的に考慮の必要があるかを考えている。その結果、考慮の必要があるのは、農地の拡大に伴う土壌有機物の減少、海洋の溶存有機物の減少、深層水の炭酸物質濃度の低下であり、いずれも今(当時)は化石燃料燃焼に比べて大きくないと見積もった。

部会報告のまとめには、まず、Revelleが前に書いた、「人は意図せずに巨大な地球物理的実験をしている」という表現が出てくる。そして次のような議論が続く。数世代(a few generations)の間に、過去5億年の間に蓄積された化石燃料の多くを燃やしている。知られた埋蔵量を全部燃やすと、大気中の二酸化炭素濃度は200%増(つまり3倍)になるだろう。西暦2000年にはおよそ25% (部会報告本論での表現では1950年を基準として14%~30%)ふえているだろう。それは気温その他に無視できない影響があるだろう。その数値を定量的に予測することはまだできないが、あと2–3年のうちにはできるだろう。予測は注意深い観測によってチェックしなければならない。大気中の二酸化炭素濃度の精密観測を続けること、大気との二酸化炭素のやりとりにかかわる海洋や生態系のプロセスの研究を強化すること、成層圏のいろいろな高さの気温を世界規模でモニターすることが必要だ。

そして、二酸化炭素濃度増加に伴う気候変化が、人間の立場から有害なものになりうるので、対策が必要だという話になる。ところが、ここで、排出削減のために化石燃料の利用を減らそうという話も、二酸化炭素を閉じこめようという話も出てこないで、気候の放射収支を変えて温暖化をおさえようという話だけが出てくる。

その方法の第1は地球の反射率をふやすことだが、具体的には、反射率の高い物質の粒子をまいて海面の一部を覆うことが考えられている。費用を、おおざっぱだが、海面1平方マイルを部分的に覆う費用(粒子の製造費用だけらしい)を100ドル、地球全体の反射率を1%変える費用を毎年5億ドルと見積もり、人間社会にとって巨大ではあるが不可能な規模ではないと言っている。また、この技術は熱帯低気圧(ハリケーン)の制御のためにも使えるかもしれない(might)とも言っている。

第2に、Manabe and Strickler (1964)の研究成果を受けて、対流圏上層の巻雲は太陽光反射効果よりも温室効果が大きいので、凝結核または氷晶核をまいて巻雲の生じる高さを変えることができるだろう、という考えを述べている。(最近は、氷晶核をまいて雲粒の大気中滞在時間を短くすれば、地上の気温を下げるように働く、という考えが提案されているが、エーロゾルと雲との関係に関する科学的不確かさは今も大きい。) [この段落2017-03-17改訂]

わたしが前に読んだ、Isaac Asimov (アシモフ) (1967/1968) の『生命と非生命のあいだ』(Is Anyone There?) という本[読書メモ]に収録された「進化する大気」という随筆は1966年に書かれたもので、その終わり近くの部分は、おそらく、この部会報告、あるいはそれと同じ趣旨のだれか(Revelleである可能性が高いと思う)の講演か解説を材料にしたのだと思う。

ただし、Asimovは、温暖化が有害である場合の対策として、部会報告の結論部分にない、二酸化炭素閉じこめ、化石燃料から原子力への移行、大規模移住もあげている。これが、Revelleかだれかの専門家の話に出てきたことなのかAsimovが自分で考えたことなのかはわからない。

【[2021-01-18 補足] 報告書本体の climatic effects of polution という節は9ページにあるが、1段落、8行だけである。内容は二酸化炭素によって温暖化が起こるかもしれないという話で、そこまでは先見の明といえるが、そうなると local effort や national effort では制御できないかもしれず、気候に影響するほかの要因を意図的に改変する必要があるかもしれない、などと言っている。これが政策提言としてとりあげられたことはなかっただろうと思う。】

折り返しのあとに、報告書全体の目次、付録Y4の目次、諮問委員のリスト、パネルメンバーのリストをつける。
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