Monthly Archives: April 2023

- 温度とCO2との相関 「人為的なCO2排出が地球の温度を上昇させている」という仮説が現代の社会を動かしている。これとは違う考え方を述べることはなかなか困難で、声を上げたとしても一顧だにされない世の中である。科学的証拠のない「人為的なCO2排出説」を思うと、17世紀のガリレオがコペルニクスの地動説を彼が制作した望遠鏡の天体観察結果により支持しようとした時代を彷彿させる。 過去数十万の間、温度、CO2は周期的に変動してきたが科学的な解明はまだである(→ 気候変動に及ぼす主な自然変動)。縄文時代は今より暖かったらしい。しかし、それ以前のつい一万年前は氷河期であり海面レベルが低く日本列島も一部大陸と陸続きであったらしい。「人為的なCO2排出説」の疑似科学に基づいた社会行動を作り上げることは非常に危険である。 温暖化の熱は太陽から降り注がれる。また、問題視されているのがCO2である。そこで、前回は、科学的考察の出発点として太陽エネルギーとCO2(炭素)収支を調べた。炭素収支の95%が自然界のCO2であった。自然界のCO2は (1)光合成、(2)海への溶解、(3)動植物の分解という主要なサイクルからなるということを述べた。動物は食物連鎖により光合成でできた植物を食し、最終的には分解してCO2を発生する。そこで分解のプロセスには植物だけでなく動物を含むサイクルを考慮すべきである。これらのプロセスは温度依存性が大きいので、CO2の循環サイクルは温度の関数である。また、(1)エネルギー収支と(2)炭素収支の考察から人為的なCO2の温室効果は非常に小さいことが導かれた。 では自然界のCO2および人為的なCO2はどのように温度とかかわっているのだろうか。これが今回のテーマである。上記の主要な三つのプロセスを考えてみる。光合成の速度は、温度に加えて植物および周りの条件により変わりやすい。以下には、異なるCO2濃度における温度依存性の一例を示す。最適温度までは温度と共に光合成速度は上昇する。 Fig.1 光合成速度の温度変化(白丸が1000ppm、黒丸が370ppm（通常CO2濃度）、四角が200ppm。オオバコのデータ。測定は彦坂幸毅氏(東北大学)) 一般に気体の液体への溶解度は高温ほど減少する。CO2の水への溶解度は、下図に示すような温度依存症がある。 Fig.2 CO2の水への溶解度の温度変化 植物の分解は微生物による分解であってさまざまな因子が関係してくる。その中で温度の影響は大きく一般に次式のアレニウスの関係で表される(Ref.)。 rco2 = Ai x exp(-Eai/RT)                                    (1) ここで、rco2はCO2変化速度、Aiは定数、Eaiは活性化エネルギー、Rは気体定数、Tは絶対温度である。模式的には下図のように示される(Ref.)。温度が10℃上昇した時に分解速度が二倍または三倍になる時の傾向である。 Fig.3 植物の分解速度の温度変化 (10℃の上昇で速度が二倍、三倍になる時の模式図) 地球の平均温度は約15℃で、この150年の変化幅は±1℃である。自然界のCO2は温度依存性の (1)光合成、(2)海への溶解、(3)動植物の分解という主要なサイクルからなるが、上記で示したように15±1℃の狭い温度範囲では、CO2は直線的に変化するものと近似できる。従って、CO2濃度rco2の変化速度は以下のようになる。 CO2濃度変化速度 ∝ 光合成速度 + 海への溶解度変化 + 生物分解速度   (2) ≒ f(T ) (温度の関数)      … Continue reading →

- 太陽エネルギーと炭素バランス 温暖化または気候変動は最近の主要な話題のひとつで、メディアを通して ”気候変動”という語彙を聞かない日がない。しかし、その基本的な科学は明確ではない。例えば、国連の下部組織であるIPCC は400 ppm のCO2が地球の温度を上昇させていると言うがどこにも科学的な証拠は示されていない。また、1.5℃の温度上昇が深刻な気候変動を起こすと警告するが統計的な科学的証拠はない。 IPCCは数年に一度報告書を出している。その主張の根拠となるのは、科学的証拠がないので気候モデルとシミュレーションだけである。アメリカの投資家ウォーレン・バフェットの言葉に「散髪が必要かどうかは床屋に聞くな」というのがある。特定のターゲットに投資すべきかどうかは自分で決めろという。気候変動の問題も、科学的証拠がないのだから、「気候変動がCO2が原因で起きているのかどうかかはIPCCに聞くな」である。IPCCの主張に拘わらず、自分で科学的根拠に基づいて判断しなければならない。しかし、大気を中心にした地球科学は広範囲の学際的領域にわたるため、専門家にとっても一筋縄で行くものではない。IPCCの設立以来、「人為的なCO2排出が地球の温度を上昇させている」という結論ありきで進んで来たようである。IPCCの主張はさておいて、では科学的に考える出発点はどこなのだろうか。 ノーベル賞物理学者のファインマンは言っている。「理論がどれほど美しいとか、その人が頭が良いかは問題ではない。主張がデータと一致しない場合、それは間違っているだけである。」これは、人為的な地球温暖化の理論にも当てはまる。温暖化の基本的な科学はまだまだ明確ではないけれども、これまでこのブログで少し触れて来たように、以下のようないくつかのデータがある。IPCCの理論がこれらのデータと一致しなければその理論は間違いということになる。 大気中のCO2濃度の経時変化と温度の経時変化はある程度呼応しているが、温度変化が10ヶ月先行している。氷床コアの分析による長期の変化では温度変化が約1000年先行している。→ CO2 変化より先行する温度変化 地球へ入射する太陽エネルギーの約20%が赤外線として地表から反射される。そのうち3/4 が大気中の赤外活性物質に吸収される。大気中の赤外活性物質の95%はH2Oである。H2Oの赤外線吸収量はCO2に比べるとはるかに大きい。→ CO2の温室効果は非常に小さい? 地球上の炭素バランスに基づくと、CO2 排出量の 95% は自然発生源によるもので、人為的なものはわずか 5% である。→ 大気中のCO2の放出、吸収の速度論 衛星観測によると、CO2 の濃度が最も高いのは、工業地帯ではなく、アマゾンなどの工業化されていない熱帯地域である。→ 大気中のCO2 濃度は温度で決まる CO2濃度は、人為的な排出量ではなく、短期的な温度変化とほぼ相関して量が決まってくる[R2 = 0.93]。→ 大気中のCO2 濃度は温度で決まる IPCC は、「産業革命以来、すべての CO2 濃度の増加が人間の活動によって引き起こされてきた。この増加したCO2は温室効果ガスであり、地球の温度を上げている。」と言う。しかし、この主張は上記の科学的事実を説明できない。従って、この主張は間違いである。最新のIPCCの報告書は、「人間の影響が大気、海洋及び陸域を温暖化させてきたことには疑う余地がない」と従来より踏み込んだ強い表現で断定した。いくら言葉を変えてもこれは疑似科学(pseudo-science)なのである。疑似科学に基づいた、画一的な価値観が”正義”であるかのように流布されているのである。脱炭素(カーボンニュートラル)、CCS (carbon capture and storage)など対応すべきフェイクストリーが作り上げられ疑似地球環境科学が形成されてきた。 国連の下部組織としての、数による疑似科学、政治的圧力の原因を考えることは大きなテーマである。ここではとりあえず、最初に地球上の太陽エネルギーと炭素バランスについて整理し、科学的側面から考察していく。 … Continue reading →