グラスゴーでCOP26が開催される中、気候変動の背景にある科学を理解することは有益です。
ここでは、ある大気科学者が、気候変動の主要な推進要因と、それが地球に与えている影響について解説します。
再生可能エネルギーなどのより大規模な解決策が気温上昇への対策として用いられている一方で、現在では、より多くの人々が自らの個人的な影響を減らす方法を見つけつつあります。
スコットランドで開催される国際連合の気候会議が気候変動政策と地球温暖化の影響に焦点を当てる中、科学が何を示しているかを理解することは有益です。
私は大気科学者であり、キャリアのほとんどを通じて世界の気候科学と評価に携わってきました。知っておくべき6つのポイントを、グラフでご紹介します。
気候変動を引き起こしている要因
交渉の主な焦点は二酸化炭素です。二酸化炭素は温室効果ガスの一種で、石炭、石油、天然ガスといった化石燃料の燃焼に加え、山火事、土地利用の変化、自然起源によっても放出されます。
1800年代後半の産業革命により、化石燃料の燃焼が大幅に増加しました。それは家庭や産業に動力を供給し、地球上の移動を可能にしました。同じ世紀に、科学者たちは二酸化炭素の潜在的な作用を特定し、世界の気温を上昇させる可能性があることを突き止めました。これは当時、地球にとって有益となる可能性があると考えられていました。1900年代半ばから系統的な測定が始まり、二酸化炭素の着実な増加が示されており、その大部分を直接たどることができ、化石燃料の燃焼に由来します。
いったん大気中に放出された二酸化炭素は、非常に長い期間にわたってとどまる傾向があります。人間の活動によって放出された二酸化炭素の一部は植物に吸収され、一部は海洋に直接吸収されますが、約半分は、今日人間の活動によって排出された二酸化炭素のうち大気中にとどまっています。そしてそれは今後数百年にわたってそこにとどまる可能性が高く、世界的に気候に影響を与え続けます。
パンデミックの初年（2020年）には、移動する人が減り、一部の産業が一時的に停止したため、燃料由来の二酸化炭素排出量は約6%減少しました。しかし、二酸化炭素濃度の上昇は止まりませんでした。人間の活動によって大気中に放出された量が、自然の吸収能力をはるかに超えていたためです。
文明が今日、二酸化炭素を排出する活動を停止したとしても、依然として数百年もの年月を要し、その間に大気中の二酸化炭素濃度が自然に十分低下して地球の炭素循環が再び均衡を取り戻すのは、二酸化炭素が大気中で長く存続するためです。
温室効果ガスが気候を変えうることを私たちが知っている理由
過去1世紀半にわたる温室効果ガス排出量の増加が、世界中で長期的な気候変動を引き起こす要因であることは、複数の科学的証拠が示しています。例えば、次のとおりです：
実験室での測定1800年代以降により、大気中で熱を閉じ込めることを可能にする二酸化炭素の吸収特性が、繰り返し検証され、定量化されてきました。
単純なモデルは、大気中の二酸化炭素による温暖化の影響に基づいており、過去の気温変化と一致しています。
最近、ノーベル物理学賞で認められた複雑な気候モデルは、二酸化炭素の増加による地球の温暖化を示すだけでなく、最も大きく温暖化する地域の詳細も示しています。
長期的な記録は、氷床コア、年輪、およびサンゴが、二酸化炭素濃度が高かったときには気温も高かったことを示しています。
近隣の惑星も証拠を提供しています。金星の大気は二酸化炭素に富んでおり、その結果、水星の方が太陽に近いにもかかわらず、太陽系で最も高温の惑星となっています。
気温はすべての大陸で上昇しています
すべての大陸と海洋上の記録において、気温の上昇が明らかになっています。
ただし、気温はどこでも同じ速さで上昇しているわけではありません。土地利用が太陽エネルギーの吸収や反射量に影響を与えること、都市のヒートアイランドや汚染などの地域的な熱源など、さまざまな要因が地域の気温に影響を与えています。
例えば北極は、世界平均の約3倍の速さで温暖化しており、その一因は、地球の温暖化に伴い雪や氷が融けることで、地表が太陽放射を反射するのではなく吸収しやすくなることにあります。その結果、積雪域と海氷はさらに急速に減少しています。
気候変動が地球にもたらしていること
地球の気候システムは相互に結びついており複雑で、わずかな気温変化でも、例えば積雪や海面水位など、大きな影響をもたらすことがあります。
すでに変化は起きています。研究によれば、気温の上昇はすでに影響を与えており、降水、氷河、気象パターン、熱帯低気圧の活動、激しい暴風雨に影響しています。多くの研究によれば、頻度の増加、熱波の強度や継続期間が増大しており、例えば、生態系や人間の生活、商業、農業に影響を与えています。
過去150年にわたり、海面水位の記録は、氷河の融解と気温上昇による海水の膨張に伴い、概ね一貫した上昇を示しており、沈降または隆起する土地による局所的なずれも一部あります。
極端な現象の多くは複雑な原因の組み合わせによるものですが、一部は気候変動によって悪化しています。海面上昇によって沿岸の洪水が悪化しうるのと同様に、基準となる気温が高くなると熱波の被害も大きくなります。
気候科学者は、二酸化炭素の増加やその他の予想される変化、例えば世界人口の変化の結果として、将来の変化を推定するために努力しています。気温が上昇し、降水量が変化することは明らかです。変化の正確な規模は、相互に影響し合う多くの要因によって左右されます。
希望の持てるいくつかの理由
明るい材料としては、科学研究によって、気候と複雑な地球システムへの理解が深まり、最も脆弱な地域を特定し、気候変動の要因を減らす取り組みの指針となっています。再生可能エネルギーや代替エネルギー源に関する取り組み、また産業や大気から炭素を回収する方法の開発により、より準備の整った社会に向けた選択肢が増えつつあります。
同時に、人々は自らの影響を減らす方法を学んでいます。大きな影響を与えるには世界的に協調した取り組みが必要であるという理解が広がっています。電気自動車、そして太陽光発電と風力発電は、従来では考えられなかったペースで成長しています。より多くの人々が、新しい戦略を採用しようとする意欲を示しており、エネルギーをより効率的に利用し、より持続可能な消費を行い、再生可能エネルギーを選択しようとしています。
科学者は、化石燃料からの脱却が追加的な利益をもたらすことを、ますます認識しており、これには大気質の改善が含まれ、人間の健康と生態系にとって有益です。
