英国の技術者ガイ・カレンダーは、1938年に人間活動と地球温暖化との関係を発見した。
気象データを詳細に記録した日誌をもとに、カレンダーは世界の平均気温をまとめ、人間が大気中にどれほどの二酸化炭素を排出しているかを算出した。
カレンダーは、21世紀までに世界の気温が摂氏0.39度上昇すると予測した。実際の上昇幅はその3倍に達している。
1938年、英国の技術者でアマチュア気象学者でもあった人物が、気候変動をめぐる激しい論争のきっかけとなる発見をした。
二酸化炭素が熱を閉じ込め、地球を温暖化させることは、科学者たちに何十年も前から知られていた。しかし、ガイ・カレンダーは初めて人間活動と地球温暖化を結びつけた。
カレンダーは、過去半世紀にわたり陸地の気温が上昇していたことを示し、人々が炉や工場、さらには愛用のオートバイで化石燃料を燃やすことで、知らず知らずのうちに地球の気温を上げているという説を立てた。
カレンダーが研究結果を発表すると、大きな騒動が巻き起こった。科学界の主流派は、彼を部外者で、余計な口出しをする紳士科学者のように見ていた。しかし、彼の主張は正しかった。
彼の理論は「カレンダー効果」として広く知られるようになった。現在では地球温暖化として知られている。カレンダーは自説を擁護し続けたが、理解しない人々から科学がこれほど強く反発されることに、困惑を深めながら1964年に亡くなった。
1世紀を超える気候科学の成果を土台に
カレンダーの研究に先立つ114年間に、気候変動の理論的基礎が築かれていた。
次のような科学者たちがジョゼフ・フーリエ、ユーニス・フート、ジョン・ティンダル、そしてスヴァンテ・アレニウスは、地球大気中の水蒸気が熱を閉じ込める仕組みを解明し、大気中の二酸化炭素も大量の熱を吸収することを指摘した。また、化石燃料の使用増加が地球の気温を上昇させ、気候を変える可能性について考察した。
しかし、これらの科学者たちが語ったのは将来起こり得ることにすぎなかった。カレンダーは、地球温暖化がすでに進行していることを示した。
技術者が独自に気候実験を行う
カレンダーは1922年、ロンドンのシティ・アンド・ギルズ・カレッジで機械工学と数学の修了証を取得し、著名な英国人物理学者である父親のもとで働き始めた。二人は物理学、オートバイ、レース、気象学に共通の関心を持っていた。
その後カレンダーは、第二次世界大戦中に英国供給省の兵器研究部門に加わり、終戦後も秘密研究施設ラングハーストで戦争関連の研究を続けた。
しかし、気候変動に関する研究は余暇に行っていた。カレンダーは、二酸化炭素濃度や気温を含む気象データを詳細に日誌に記録した。1938年に発表した革新的な論文の中で、「二酸化炭素の人工的な生成による平均気温の上昇」があると主張した。
主にスミソニアン協会の刊行物『World Weather Records』を用いて、世界各地の多様な気温データを平均し、当時の世界平均気温を算出した。その値は、現在推定されている当時の平均気温と非常によく一致している。
また、人間が大気中に排出していた二酸化炭素の量、つまり人間による年間純排出量も算出した。1938年には約43億トンで、現在の推定値とよく一致している。その年の現在の推定値は約42億トンだ。なお、2018年の世界の二酸化炭素排出量は約360億トンだった。
大気中の二酸化炭素濃度に関する公表データを集め、カレンダーは気温の経時的な上昇と大気中の二酸化炭素濃度の上昇を関連づけるグラフを作成した。
カレンダーが発見したこと
おそらく何より重要なのは、カレンダーが、二酸化炭素の熱吸収に関する新たなデータが、水蒸気とは異なる波長での吸収を示していることに気づいた点だ。つまり、二酸化炭素が加わると、水蒸気だけの場合より多くの熱が閉じ込められる。
カレンダーの論文が発表される前、主要な科学者たちは、地球を暖かく保つ「温室効果ガス」の一つである、大気中の膨大な量の水蒸気が、地球の熱収支に対する二酸化炭素の影響をはるかに上回ると考えていた。しかし、熱はさまざまな波長の波として宇宙へ放射され、水蒸気が吸収するのはその一部だけである。カレンダーは、より新しく精密な吸収データから、二酸化炭素が水蒸気には吸収されない波長の熱を吸収することを知っていた。
カレンダーは大気の異なる層についても考察した。二酸化炭素は水蒸気よりも高い高度に集中する。大気中の水蒸気は蒸発した後、雨や雪となって大気から降り出す。一方、二酸化炭素を加えると、数百年にわたって大気中にとどまるため、地球のエネルギー収支が大きく乱される。二酸化炭素は大気上層に熱を閉じ込める層を形成し、地表から上向きに放射される熱を吸収して、再び地表に向けて放出する。カレンダーの論文は、この仕組みに関する洞察をもたらした。
カレンダーが論文を発表した後、人間活動による二酸化炭素の生成が引き起こす地球温暖化は、広く「カレンダー効果」と呼ばれるようになった。
しかし、1938年当時の彼の見解には限界があった。カレンダーは、現在世界が直面している気温上昇の規模や危険性を予見していなかった。実際、炭素を燃やすことで、「再来する恐ろしい氷河」を食い止められるかもしれないと考えていた。
彼の論文は21世紀までに気温が摂氏0.39度上昇すると予測した。現在、世界の気温はすでに産業化以前より摂氏1.2度（華氏2.2度）高く、カレンダーが予測した影響の規模の3倍に達している。
人間活動との関係への反発
「カレンダー効果」はすぐに反発を受けた。初期の査読者たちは、彼のデータや手法に疑問を呈した。
カレンダーが引き起こした論争は、20世紀の残りの期間を通じて続いた。その間にも、気温と二酸化炭素のデータは蓄積されていった。
20世紀後半までには、人間が化石燃料を燃やし続けることで世界が向かう先について、気候科学の検証が厳しい警告を発していた。カレンダーが引き起こした論争は、とうの昔に終わっている。
国連と世界気象機関のもとに世界各地から集まった科学者たちは、1990年以来、研究と証拠を検証してきた。その報告書は確認している。科学的知見は、気候変動における人間の役割について明確だ。危険は現実のものであり、気候変動の影響はすでに明らかに私たちの周囲に現れている。
