Crutzen & Brauch 編 (2016) Paul J. Crutzen: A Pioneer on Atmospheric Chemistry and Climate Change in the Anthropocene

  • Paul J. Crutzen & Hans Günter Brauch eds., 2016: Paul J. Crutzen: A Pioneer on Atmospheric Chemistry and Climate Change in the Anthropocene. (Volume 50, Springer Briefs on Pioneers in Science and Practice — Nobel Laurates). Springer. ISBN 978-3-319-27459-1, e-ISBN 978-3-319-27460-7. 出版社ウェブサイトのこの本のページ https://www.springer.com/gp/book/9783319274591

大気化学者の Crutzen さん (1933年12月3日 – 2021年1月28日) が亡くなったというニュースがとびこんできた。

わたしは2020年中に、Crutzen といえば Anthropocene (「人新世」)の人か、geoengineering (気候工学)の人としてばかり話題になるのが不満で、この人が何を考えたのかの全体像を知りたいと思った。出版情報を検索してみると、2016年に出たこの本があって、「電子版」があったのでそちらを買ったのだが、読んでいなかった。訃報をきいて、とりあえず、目次の書きぬきをし、自伝的な部分を読んでみた。

短い伝記と、代表的な著作(論文)のたばで、学者1人の業績をまとめるような本は、数十年まえにはよくあったと思うが、ちかごろはめずらしい気がする。Springerは、いまも、科学者そのほかの功労者について、このような本をシリーズで出しているらしい。

そのシリーズ全体かどうかは知らないが、本書は、Brauch 氏 がやっているAFES PRESSという会社 (http://afes-press-books.de ) が制作したものだ。PRESS は Peace Research and European Security Studies の略だそうだが、AFES が何かは、ちょっと読んだだけでは、わからなかった。

第3章からの各章は、論文を、レイアウトの変更はあるが、そのまま再録したものらしい。たとえば、第3章になった論文の第1節が、この本の3.1節になっている。ただし、第9章には「9.1 Introduction」だけがあって9.2からさきがない、変な構成になっているが、これは Science の短報は節をたてない構成なのに、リード文のところだけ節とみなして処理したままになっているのだろう。

総論的な部分は、著者自身による、博士号をとる (1968年にPh. D. 相当のもの、さらに 1973年に Doctor of Science をとっている)までの短い自伝、それからのおもな研究課題をふりかえった要約、いま(2015年現在)関心のある(あとにつづく研究者に勧めたい)研究課題、いわゆる Curriculum Vitae に書く職歴リスト、くわしい著作リストをふくんでいる。

いまの関心事には、geoengineering はちょっと出てくるが、Anthropocene 関係は見あたらない。具体的な広域大気汚染の話題が多い。

論文選集の部分のうちわけを、収録された論文の書誌情報のかたちで示す。

  • 3. Paul J. Crutzen, 1970: The influence of nitrogen oxides on the atmospheric ozone content. Quaterly Journal of the Royal Meteorological Society, 96: 320-325.
  • 4. Paul J. Crutzen, Leroy E. Heidt, Joseph P. Krasnec, Walter H. Pollock and Wolfgang Seiler, 1979: Biomass burning as a source of atmospheric gases CO2, H2, N2O, NO, CH3Cl and COS. Nature, 282: 253-256.
  • 5. P. J. Crutzen and J. W. Birks, 1982: The atmosphere after a nuclear war: Twilight at noon. Ambio, 11 (2/3): 114-125.
  • 6. Paul J. Crutzen and Frank Arnoldt, 1986: Nitric acid cloud formation in the cold Antarctic stratosphere: a major cause for the springtime ‘ozone hole’ (Letters to Nature). Nature, 324: 651-655.
  • 7. P. J. Crutzen and M. O. Andreae, 1990: Biomass burning in the tropics: Impact on atmospheric chemistry and biogeochemical cycles. Science, 250: 1669-1678.
  • 8. Rainer Vogt, Paul J. Crutzen and Rolf Sander, 1996: A mechanism for halogen release from sea-salt aerosol in the remote marine boundary layer (Letter to Nature). Nature, 383: 327-330.
  • 9. J. Lelieveld, P.J. Crutzen, M.O. Andreae, C.A.M. Brenninkmeijer, T. Campos, G.R. Cass, R.R. Dickerson, H. Fischer, J.A. de Gouw, A. Hansel, A. Jefferson, D. Kley, A.T.J. de Laat, S. Lal, M.G. Lawrence, J.M. Lobert, O. Mayol-Bracero, A.P. Mitra, T. Novakov, S.J. Oltmans, K.A. Prather, V. Ramanathan, T. Reiner, H. Rodhe, H.A. Scheeren, D. Sikka and J. Williams, 2001: The Indian Ocean Experiment: Widespread air pollution from South and South-East Asia. Science, 291: 1031-1036.
  • 10. Paul J. Crutzen, 2002: Geology of mankind — The Anthropocene. Nature, 415: 23.
  • 11. Paul J. Crutzen, 2006: Albedo enhancement by stratospheric sulfur injections: a contribution to resolve a policy dilemma? (An Editorial Essay). Climatic Change, 77: 211-219.
  • 12. Paul J. Crutzen, A. R. Mosier, K. A. Smith and W. Winiwarter, 2008: N2O release from agro-biofuel production negates global warming reduction by replacing fossil fuels. Atmospheric Chemistry and Physics, 8: 389-395.

社会の話題になった主題についてみてみると、geoengineering については、有名になった 2006 年の 雑誌 Climatic Change の特集編集委員のひとりとしての論説が第11章として収録されている。Anthropocene については、この用語の発端とされる Stoermer との共著の論説ではなく、2002年に Nature にのった論説 Geology of Mankind が第10章として収録されている。(ただし、章の題名からは、論説の副題「The Anthropocene」がはずされている。) その章のかこみ記事として、Crutzen とそのなかまたち(colleagues)によるAnthropocene 関係の文献リスト(2013年まで) がつけられている (この部分はあきらかに Nature からの再録ではなく、本書の編集成果にちがいない)。「核の冬」については、1982年のBurksと共著の論文が第5章として収録されている。

自伝的な章によれば、Crutzen は、オランダで育ち、(親の家計がゆたかでなかったので研究職をねらわず) 大学で土木工学を学んでアムステルダム都庁の土木技術者として働いた。フィンランド人と結婚して、スウェーデンでやはり土木技術者として働いていたとき、ストックホルム大学で計算機プログラマーの募集があって採用された。それが、Rossby が亡くなったあと Bolin がひきついだ気象学教室で、大気の化学に重点をおいていた。研究室の重点は酸性雨につながる対流圏の化学だったが、Crutzenは、アメリカから来た客員研究者の成層圏の化学の計算を分担したのをきっかけに、成層圏の大気化学を研究課題としてえらび、働きながら博士号をとることができた。そのころまでは成層圏大気化学は政治にかかわりのうすい学術的関心事だったが、Oxfordで post-doc をやっているころに、超音速旅客機がオゾン層を破壊するおそれが指摘され、政治的課題にもなってきた。

それからの Crutzen のおもな経歴は 1974-1980年にアメリカ合衆国の National Center for Atmospheric Research、1980-2000年に(西)ドイツの Max Planck Institure for Chemistry (Mainz)だ。

折りかえしのあとに、Kindle版から書きぬいた くわしい目次をつける。部分ごとに「/」につづけてその部分の文章の著者名を書いた。章の題名と著者名を1行にまとめたので、共著者の多いばあいは異常に長い行になってしまった (ブラウザで適当に折りかえされることを期待している)。

== 目次 ==
Foreword /Jos Lelieveld (Director, MPI Chemistry)
Acknowledgments /Crutzen
Contents
Part I. On Paul J. Crutzen
– 1 The Background of an Ozone Researcher: A Brief Autobiography /Crutzen
– – 1.1 How I Became a Scientist: ​APersonal History
– – 1.2 Stratospheric Ozone Chemistry
– – 1.3 Man’s Impact on Stratospheric Ozone
– – 1.4 The Supersonic Transport Controversy in the USA
– – 1.5 Tropospheric Ozone
– – 1.6 Pollution of the Stratosphere by ClOx
– – 1.7 And Things Could Have Been Much Worse
– – 1.8 Biomass Burning in the Tropics
– – 1.9 “Nuclear Winter”
– – 1.10 Current Research Interests
– – – 1.10.1 A Look Ahead from 1995,the Year I Was Awarded the Nobel Prize
– – – 1.10.2 Observations of Tropospheric Ozone
– – – 1.10.3 Long-Term Observations of Properties of the Atmosphere
– – – 1.10.4 Intensive Measurement Campaigns
– – – 1.10.5 Cloud Transport
– – – 1.10.6 Chemical Interactions with Hydrometeors
– – – 1.10.7 Photolysis Rates in Cloudy Atmospheres
– – – 1.10.8 Biogenic Sources of Hydrocarbons, CO, and NO
– – – 1.10.9 Potential Role of Halogens in Tropospheric Ozone Destruction
– – – 1.10.10 Heterogeneous Reactions on Aerosol Particles
– – – 1.10.11 Ozone/ Climate/ Greenhouse Gas Feedbacks in the Stratosphere
– – – 1.10.12 Long Range Indirect Transport of NOx Embedded in PAN
– – – 1.10.13 Field Campaign in Suriname
– – – 1.10.14 The Indian Ocean Expedition (INDOEX) and the Asian Brown Clouds ABC Project
– – – 1.10.15 Halogen Chemistry in the Troposphere
– – – 1.10.16 Geo-engineering
– – – 1.10.17 Biofuels — Climate Effects of N2O Emissions
– – References
– 2 Complete Bibliography of the Writings of Paul J. Crutzen (1965 — 2015) /Crutzen
– – 2.1 Books
– – 2.2 Special Publications
– – 2.3 Journal Articles (Refereed)
– – 2.4 Other Publications (Unrefereed)
Part II. Scientific Texts by Paul J. Crutzen
– 3 The Influence of Nitrogen Oxides on Atmospheric Ozone Content /Crutzen
– – 3.1 Introduction
– – 3.2 Reaction Scheme
– – 3.3 The Photochemical Equations
– – 3.4 Results
– – 3.5 Nitric Acid
– – 3.6 Conclusions
– – References
– 4 Biomass Burning as a Source of Atmospheric Gases CO, H2, N2O, NO, CH 3Cl and COS /Paul J. Crutzen, Leroy E. Heidt, Joseph P. Krasnec, Walter H. Pollock and Wolfgang Seiler
– – 4.1 Importance of Trace Gases in the Atmosphere
– – 4.2 Global Source Estimates
– – References
– 5 The Atmosphere After a Nuclear War: Twilight at Noon /Paul J. Crutzen and John W. Birks
– – 5.1 Introduction
– – 5.2 Nuclear War Scenarios
– – 5.3 Fires
– – – 5.3.1 Gaseous and Particulate Emissions from Forest Fires
– – – 5.3.2 Particulate Matter from Forest Fires and Screening of Sunlight
– – – 5.3.3 Gas, Oil and Urban Fires
– – 5.4 Tropospheric Photochemistry
– – 5.5 Effects of Tropospheric Composition Changes
– – 5.6 Stratospheric Ozone Depletion
– – – 5.6.1 Past Nuclear Weapons Tests
– – – 5.6.2 Solar Proton Events
– – 5.7 Effects of Increased UV-B Radiation
– – 5.8 Long-Term Effects
– – 5.9 Conclusions
– – Appendix 1: Production and Spatial Distribution of Nitric Oxide from Nuclear Explosions
– – Appendix 2: Model Description
– – References
– 6 Nitric-Acid Cloud Formation in the Cold Antarctic Stratosphere— A Major Cause for the Springtime Ozone Hole /Paul J.Crutzen and Frank Arnoldt
– – References
– 7 Biomass Burning in the Tropics: Impact on Atmospheric Chemistry and Biogeochemical Cycles /Paul J. Crutzen and Meinrat O. Andreae
– – 7.1 Introduction
– – 7.2 Estimates of Worldwide Biomass Burning
– – – 7.2.1 Clearing of Forests for Agricultural Use
– – – 7.2.2 Fuel Wood, Charcoal, and Agricultural Waste
– – – 7.2.3 Prescribed Burning and Forest Wildfires
– – 7.3 Emissions to the Atmosphere
– – – 7.3.1 Carbon Dioxide
– – – 7.3.2 CO, CH4 and Other Hydrocarbons, H2, CH3Cl
– – – 7.3.3 Nitrogen Gases
– – – 7.3.4 Sulfur Gases
– – – 7.3.5 Particles (Smoke)
– – 7.4 Atmospheric Chemical Effects
– – – 7.4.1 Long-Range Transport of Smoke Plumes
– – – 7.4.2 Photochemical Smog Chemistry
– – – 7.4.3 Perturbation of Oxidant Cycles in the Troposphere
– – 7.5 Climatic and Ecological Effects
– – – 7.5.1 Climate Change
– – – 7.5.2 Acid Deposition
– – – 7.5.3 Alterations of Nutrient Cycles and Effects on Soil Degradation
– – 7.6 Conclusions
– – References
– 8 A Mechanism for Halogen Release from Sea-Salt Aerosol in the Remote Marine Boundary Layer /Rainer Vogt, Paul J. Crutzen and Rolf Sander
– – References
– 9 The Indian Ocean Experiment: Widespread Air Pollution from South and Southeast Asia /Jos Lelieveld, Paul J. Crutzen, V. Ramanathan, M. O. Andreae, C. A. M. Brenninkmeijer, T. Campos, G. R. Cass, R. R. Dickerson, H. Fischer, J. A. de Gouw, A. Hansel, A. Jefferson, D. Kley, A. T. J. de Laat, S. Lal, M. G. Lawrence, J. M. Lobert, O. Mayol-Bracero, A. P. Mitra, T. Novakov, S. J. Oltmans, K. A. Prather, T. Reiner, H. Rodhe, H. A. Scheeren, D. Sikka and J. Williams
– – 9.1 Introduction
– – References
– 10 Geology of Mankind /Crutzen
– – Box 10.1: Texts by Paul J. Crutzen and Colleagues on the Anthropocene: Setting the Scientific and Policy Agenda and Initiating a Global Debate on a New Era of Earth and Human History.
– – – Selected Peer-reviewed Texts by Paul J. Crutzen and Colleagues on the Anthropocene: Providing the Scientific Evidence
– – – Texts from the Anthropocene Symposium: Honouring Paul J. Crutzen on his 80th Birthday (2013)
– – References
– 11 Albedo Enhancement by Stratospheric Sulfur Injections: A Contribution to Resolve a Policy Dilemma? An Editorial Essay /Crutzen
– – References
– 12 N2O Release from Agro-biofuel Production Negates Global Warming Reduction by Replacing Fossil Fuels /Paul J. Crutzen, A. R. Mosier, K. A. Smith and W. Winiwarter
– – 12.1 Introduction
– – 12.2 A Global Factor to Describe N2O Yield from N Fertilization
– – 12.3 N2O Release Versus CO2 Saved in Biofuels
– – 12.4 Results and Discussion
– – – 12.4.1 Nitrogen Content in Biofuels
– – – 12.4.2 Potential Impact on Life Cycle Analysis
– – 12.5 Conclusions
– – Appendix 1: Comparison Between the Present and the IPCC Method to Estimate the Global N2O Yields
– – Appendix 2: Calculation of CV Values
– – References
Nobel Prize in Chemistry in 1995 /www.nobelprize.org
Max Planck Institute for Chemistry /Carsten Costard
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