Syukuro Manabe [真鍋 淑郎] & Anthony J. Broccoli (2020) Beyond Global Warming

2020年1月の新刊。わたしは、紙の本が日本にとどくのを待ちきれず、ディジタル版 (わたしのいきがかりで、Amazon Kindle)で買って、目次を書きぬき、あちこちめくってみたところだ。この本についてはしっかりした読書ノートを書くべきだと思うのだが、ひとまず速報を出しておく。

真鍋 淑郎さんは、1960-80年代に、アメリカのNOAAのGFDL (Geophysical Fluid Dynamics Laboratory)で、気候モデル(とくに大気大循環モデル)の開発と、地球温暖化 (二酸化炭素などの温室効果気体の増加によっておこされる気候の変化) についての科学的理解について、世界の先頭となって働いた人だ。本書は、真鍋さんの仕事をふりかえるものにもなっているし、地球温暖化に関する科学の総論にもなっているようだ。

共著者のBroccoliさんは、わたしは顔をみたことはあるもののゆっくり話したことはないのだが、名まえはよく知っている。1983年、真鍋さんが(おそらくサバティカルだが日本側では学振による外国人研究者招へいで) 東京大学に滞在されたとき、当時最近の研究の紹介として、氷期の気候のシミュレーション、もうすこし正確にいうと、いまの気候から、北アメリカと北ヨーロッパに大きな氷床があったことだけ条件をかえたら、気候はどうなるかという数値実験の話があった。その計算は、GFDLに就職したばかりのBroccoli さんにやってもらったということだった (のち Manabe & Broccoli 1985 の2つの論文になった)。Broccoliさんは、当時博士課程の院生だったわたしと同年輩のはずだ。真鍋さんがGFDLを退職したころに、BroccoliさんはRutgers大学の教授になった。RutgersのあるNew BrunswickはGFDLのあるPrincetonと同じNew Jersey州にあるから、真鍋さんが日本の仕事をおえてPrincetonに帰ってから、Broccoliさんと話をする機会はおおかったにちがいない。

わたしは不義理をおわびしなければならない。1983年に真鍋さんが東京大学でされた連続講義 (題名は英語で Theory of Climate Changeだった) の講義録をつくって(日本語の題名は「気候変動論」とした。当時のわたしは「変動」と「変化」を区別しようと思わなかった)、本にする価値があるといわれた。1985年にPrincetonの真鍋さんの家にとめていただいたときには、本にしようという意欲があったのだ。しかし、それをなしとげなかった。1993年に、日本気象学会の『気象研究ノート』の『大気・雪氷相互作用』にふくまれた「氷床と気候感度」(阿部 彩子さんと共著)[本文]と「氷期-間氷期サイクルと地球の軌道要素」[本文]で、その内容を使うことはしたのだが。

ありがたいことに、本書の話題は、わたしがやりとげなかった本と、基本的に同じだ。したがって、わたしはこの本が日本語圏で知られるために働きたいと思う。ただし、わたしが翻訳すると言ったら、なかなか進まないままになりそうだ。翻訳のプロに翻訳していただいて、わたしは学術的内容や用語選択についての助言を担当するのがよいと思う。

本書のながれを大まかに追って話題を紹介する。

第1章は序論で、温室効果についての基本概念を説明している。

第2章は、真鍋さんが研究にかかるまでの学説史。とくにアレニウスが二酸化炭素濃度倍増で世界平均気温がどれだけ高くなるかを見積もったこと。

第3章は、鉛直1次元モデル、とくに Manabe & Wetherald (1967)の「放射対流平衡モデル」による、二酸化炭素倍増に対する「平衡応答」。(この「平衡」は熱力学でいう平衡ではないので、わたしが自分のことばで論じるときは「定常応答」と書くことにしているが。)

第4章は、大気大循環モデルの開発と初期の成果。

第5章は、大気大循環モデルによる二酸化炭素倍増に対する「平衡応答」。高緯度で変化が強く出ることなど。

第6章は「気候感度」。二酸化炭素倍増に関する「平衡応答」の数値は、二酸化炭素が地球放射を吸収・射出する効果自体だけでなく、水蒸気、雲、雪氷などの変化をつうじたフィードバックにもよっている。

第7章は氷期(とくに最終氷期最盛期)と現在の気候のちがい。Manabe & Broccoli (1985)では氷床だけを変えたが、氷期と現在(産業革命前)とのちがいとしては二酸化炭素濃度も重要なので、そちらも変えた場合も比較した(Broccoli & Manabe 1987 Climate Dynamics)。

第8章は大気海洋結合モデルによる研究、そして、海洋の「熱慣性」が気候変化におよぼす役わり。

第9章は海洋の深層循環が、寒い気候とあたたかい気候では、どのようにちがってくるか。

第10章は、地球温暖化にともなって大陸上の乾湿がどのように変わるか。気温があがれば、(もし陸上に水があるばあいの)蒸発量はどこでもふえるが、降水は一部分の地域だけに集中してふえて、乾燥地帯ではむしろ減るだろう。したがって乾燥地帯はますます乾燥して、水資源不足や農作物の不作が生じるだろう。ただし、大陸上のどこでひどく乾燥し、どこは無事ですむかの予測はむずかしい。このことは、真鍋さんは1981年ごろの論文でも述べていて、1983年の講義でも話題になっていた。真鍋さんの仕事は自然科学の内にとどまることが多くて政治にはあまりかかわっていないのだが、この件の警告はしたいのだと思う。

折りかえしのあとに、くわしい目次 (Kindle版にもとづく) をつける。

== 目次 ==
Cover Page
Title Page
Copyright Page
Contents
List of Illustrations
Preface
Acknowledgments
Chapter 1: Introduction
– The Greenhouse Effect
– [Blackbody Radiation and Kirchhoff’s Law]
– Global Warming
Chapter 2: Early Studies
– The Heat-Trapping Envelope
– The First Quantitative Estimate
– A Simple Alternative
Chapter 3: One-Dimensional Model
– Radiative-Convective Equilibrium
– The Response to CO2 Change
Chapter 4: General Circulation Models
– The UCLA Model
– The GFDL Model
– – The Annual Mean Model
– – The Seasonal Model
Chapter 5: Early Numerical Experiments
– Polar Amplification
– – The CO2-Doubline Experiment
– – Change in Solar Irradiance
– Seasonal Variation
Chapter 6: Climate Sensitivity
– Radiative Feedback
– The Gain Factor Metric
– Feedbacks of the Second Kind
– – Lapse Rate Feedback
– – Water Vapor Feedback
– – Albedo Feedback
– – Cloud Feedback
– Feedback in 3-D Models
Plates
Chapter 7: Glacial-Interglacial Contrast
– The Geologic Signature
– Simulated Glacial-Interglacial Contrast
Chapter 8: the Role of the Ocean in Climate Change
– The Thermal Inertia of the Ocean
– The Coupled Atmosphere-Ocean Model
– Initialization and Flux Adjustment
– Global Warming Experiments
– The Atlantic Ocean
– The Southern Ocean
Chapter 9: Cold Climate and Deep Water Formation
Chapter 10: Global Change in Water Availability
– Acceleration of the Water Cycle
– Numerical Experiments
– The Latitudinal Profile
– River Discharge
– Soil Moisture
– – Drying in Arid and Semiarid Regions
– – Midcontinental Summer Dryness
– Implications for the Future
Postscript
References
Index

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