地球温暖化論における疑問点

質問

私は地球温暖化論に関して二酸化炭素説に納得できないところがいくつかあります。そこで、いくつか疑問点を質問したいと思います。

大気の窓という言葉が示すように、大気のよる地球放射は、すでに、ほぼ飽和に近い状態にあるのではないかと思います。

１）そこで、二酸化炭素による地球放射の吸収は、あと、どれくらいの余地があるのでしょうか？

２）水蒸気が温室効果ガスとして最も影響が強いはずです。なぜ、ＩＰＣＣの報告書には、その放射強制力が記されていないのでしょうか？

３）ＩＰＣＣの第四次報告書によると、太陽放射による放射強制力は、前回の0.3Ｗ/m^2という値から、0.12Ｗ/m^2へと半減したとあります。これはなぜでしょうか？

4）また、太陽による放射強制力に関して、前回は科学的理解の水準が「非常に低い」になっていました（http://www.data.kishou.go.jp/climate/cpdinfo/ipcc_tar/spm/fig3.htm）。しかし、今回は「低い」になっています（http://www.data.kishou.go.jp/climate/cpdinfo/ipcc/ar4/index.html）。これは、なぜでしょうか？

水蒸気がなければ、地球の平均温度は、今の15℃から、-18℃になると言われています。つまり、水蒸気だけで、33℃も地球の温度を上昇させていることになります。

しかも、大気組成として水蒸気は3％前後を変動しているとあります。一方、二酸化炭素は、0.04％しかありません。大気組成で考えると、水蒸気に比べて僅か百分の一です。さらに、地球放射の吸収率でも、二酸化炭素は15μmにピークがありますが、水蒸気はより幅広い範囲にわたって吸収帯をもちます（http://kobam.hp.infoseek.co.jp/meteor/radiation.html）。

5）温暖化のシミュレーションでは、百年後の温度上昇を1～6℃と見積もっていますが、二酸化炭素だけで、そんなに温度を上昇させる能力はあるのでしょうか？

回答No.5

coralseaco2

１．炭酸ガスによる地球放射の吸収の余地
炭酸ガスによる地球放射の吸収の余地はゼロです。炭酸ガスが吸収可能な15μmでは15度黒体放射（15度の地表からの地球放射）と大気放射（炭酸ガスが地球放射を吸収した後の下向き再放射）の間にすきまがなく、同じ値ですから、炭酸ガスによる地球放射の吸収の余地はありません。
炭酸ガスによる15μmの赤外線の吸収はものすごく強いものであり、高さ１ｍまでで9割以上、10mまでで15μmの地球放射は全部吸収されてしまいます。
http://www.sundogpublishing.com/fig9-13.pdf　1mの空気柱の赤外線吸収率(Petty)
一方、大気の窓領域の中に吸収波長があるオゾンの大気放射は黒体放射との間にかなりすきまがありますから、地球放射の吸収の余地があり、対流圏オゾンの濃度が高くなると、温室効果が高まります。
http://www.asahi-net.or.jp/~rk7j-kndu/kenkyu/ke03.html　近藤純正先生のHPの図 3.5
炭酸ガスが吸収可能な15μmでは宇宙まで出て行っている地球放射はゼロです。地球放射の吸収の余地が残っているのは大気の窓領域の波長の部分で、この波長の地球放射を水蒸気、炭酸ガス、メタン、一酸化二窒素とも吸収することができません。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Atmospheric_Transmission_JA.png　大気通過後の放射スペクトル分布　

２．水蒸気の放射強制力が書き込まれていない理由
水蒸気は人為的にコントロールできないので、除外しています。また、気温を上げる要因と下げる要因があり、詳細な解析が難しいとされていたことも除外する理由になっています。
実は水蒸気の吸収波長域の地表からの地球放射は全て水蒸気に吸収され、同じ大きさの大気放射が地表に向かっていますから、水蒸気は100％温室効果を発揮済みであり、水蒸気が増えてもさらに地球放射を吸収して大気放射を大きくする余地は全く残っていません。200mの高さまでに水蒸気の吸収波長の地球放射は吸収し尽くされています。従って、水蒸気による正のフィードバック、放射強制力はあり得ないことです。

３．太陽の放射強制力が小さくなった理由
　太陽の放射強制力を小さく評価した方が炭酸ガス濃度増加による温度上昇を説明しやすくなるため、恣意的に放射強制力を大きく見積もった論文を無視した上で、従来よりも太陽の放射強制力を小さく見積もった論文を多く選び出して、そちらを採用することにしたのではないかと思われます。
「20世紀の太陽活動の変化による光の強さの変化は0.2％ですが、0.3度前後の温度上昇をもたらします。過去100年の温度上昇は0.7度ですから、これだけでも半分近くを占めます。」という内容の元気象研究所所長の柳原一夫氏の報告なんかは無視されている感じです。
http://www.nistep.go.jp/achiev/ftx/jpn/mat009j/pdf/mat009j.pdf　

４．太陽の放射強制力への科学的理解が非常に低いから低いに変更になった理由
　放射強制力が0.3の論文よりも0.12の論文の方が科学的な理解が高いことにして、太陽の放射強制力がごく小さいことにするためと思われます。
「水蒸気がなければ、地球の平均温度は、今の15℃から、-18℃になると言われています。」
の部分は温暖化炭酸ガス原因説の主張では、「水蒸気がなければ」でなくて「全ての温室効果ガスがなければ」、また「地球の平均温度は」でなくて「地表の平均温度は」ということでした。
実際には水蒸気・水、炭酸ガス、メタン、一酸化二窒素が全てなくなると、地球のアルベド（太陽光を反射する割合）は現在の0.3から火星並の0.15に低下して、放射平衡温度はもっと高くなります。光を反射する氷床も雲もなくなるからです。また、水蒸気等による太陽光の吸収や雲による日射の遮りもなくなるので、地表に届く太陽光は現在の２倍近くになり、黒体放射の全波長域が大気の窓となって全部宇宙に放射されるとしても、地表の平均温度は－18度よりは日射が倍増するために高い温度になるはずです。
　現在、地球の放射平衡温度（宇宙から地球に向けて放射温度計で測った温度に相当）は－18度で、それを相当する高さは5500ｍです。もし水蒸気が存在しなくなったら、100mごとに１度の乾燥断熱減率が適用されますから、断熱圧縮の効果と、地表からの水蒸気の蒸発によって冷える効果が失われる影響で地表温度は37度になるはずです。これに対して雲がなくなり、水蒸気や炭酸ガスによる太陽放射の吸収もなくなって日射が倍増すると、より暑くなる方向に、また、全温室効果ガスがなくなると地球放射の全波長域が大気の窓領域になって放射冷却が激しくなり、冷える方向に働いて、最終的な地表温度が決まってくるはずです。
　月は大気がほとんどなくて、断熱圧縮の効果がありませんので、地表の昼間の温度は120度、夜の温度は－150度です。地球は１気圧の大気があり、断熱圧縮の分だけ、それよりも高くなります。また、地表から接する大気に熱が伝わるため、昼間の温度は月よりも低く、夜の温度は月より高くなるはずです
　放射平衡温度－18度と地表温度15度の差33度は温暖化炭酸ガス原因説では温室効果によるものとしていますが、実は温室効果によるものではなくて、気圧、断熱圧縮の効果によるものです。湿潤断熱減率により、標高が100ｍ低くなるごとに0.6度、気温が高くなります。金星の地表温度が477度であるのは、炭酸ガスの温室効果によるものではなくて、気圧が90気圧で断熱圧縮の効果が大きいことによります。温室効果ガスではない窒素が90気圧ある場合も地表温度は477度前後になります。
http://www.city.yokohama.lg.jp/kankyo/mamoru/kanshi/worda/stable.html
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/dannetsuassyukutokumonohassei.htm
http://www.sukawa.jp/taikiondo.html

５．炭酸ガス単独の温度上昇効果の大きさ
　温暖化炭酸ガス原因説では炭酸ガス単独の効果は濃度倍増時で1.2度とされています。さらに水蒸気に正のフィードバックがあるはずだとの前提で、最終的に炭酸ガス濃度が倍増すると予想される100年後に３度前後温度が上昇すると、シミュレーションにより見積もられています。
　ところが炭酸ガス単独の場合の1.2度は地球放射の吸収の飽和を無視したもので、現実の世界ではそんなに上がりません。いくつかの別の手法による計算ではいずれも、炭酸ガス濃度倍増時の温度上昇は0.4度です。また、水蒸気の吸収波長域では、既に地球放射と同じ大きさの大気放射が地表に戻っていますから、現状よりも水蒸気が増えると温室効果が高まる正のフィードバックは理論上ありえないことです。人工衛星アクアによる観測では強い負のフィードバックが観測されています。温度が上がると水蒸気が増えて雲が多くなり、日射を遮ったり、反射したりして、地表温度を下げる方向に働くということです。
http://blogs.yahoo.co.jp/nishiokablog/14779529.html
　炭酸ガス濃度倍増時の本当の温度上昇は0.4度未満であり、炭酸ガス濃度が上昇すると地球が温暖化するというIPCCの報告は誤りです。
　1896年にアレニウスは炭酸ガス濃度が2倍になると気温が5～6度上昇すると主張しました。1865年に炭酸ガスが温室効果ガスであることを発見したチンダルは、1900年頃に実験で空気中の炭酸ガス濃度を２倍にしても炭酸ガスによる吸収が増えないことを明らかにし、温暖化炭酸ガス原因説を既に論破しています。

回答No.4

aburakuni

水蒸気の問題は1990年代に散々論議された事で、過去の日本政府のレポートにも記述があったはずですが、以下の様な点があったと思います（最新説ではないかも知れません）。

１）水蒸気が温暖化効果を持つ事は確かだが、白雲として太陽光を反射する面もあり、そのマイナス効果は平均密度によっては計算出来ない。
２）人為の水蒸気増加数値は、二酸化炭素の様に測定・推定が不能であり、削減目標を立てる事はできない。

例えばメタンガスは二酸化炭素の20倍の温暖化効果があるとされており、天然ガス田では生放出を避けて燃やして二酸化炭素に変えていますが、生物の腐敗によって生じるメタンの総排出量を測定したり削減したりは現実問題として出来ません。

二酸化炭素にしても、人以外の動物も発生させていますし、自然火災や火山活動等、さらには大量の海水からの大気放出があります。

現在の対策は極めて人為的な行為によって発生する二酸化炭素について、出来る努力をしようと言う事であって、完璧な対策ではない事は承知の上の事と思いますが・・・

例えば病気について、老化と言うどうしようも要因もあれば、自然もしくは検査時の放射能や強制喫煙による発ガンリスクの増大、等々の今更どうにも出来ない要因が在っても、自己で節制して少しでも健康に悪い事は減らす様にすると言う事です。

少なくとも二酸化炭素に温暖化効果がある、気候が過去のデーターからは変動している、人為放出の二酸化炭素は増えている、と言う事は事実ですから。

科学的精緻さを求める向きもありますが、実際に気候変動をシュミレートできるデーターやシステムを持ちえていないのが現在の人類であり、完全に解明できるまで治療（対応）をしないと言うのは出来ない相談と考えます。

回答No.3

moby_dick

このことは非常に非科学的に行われています。

CO2などの温暖効果は、放射とかにはほとんど関係ないです。

CO2などの温暖効果は、（温室効果ではなく）
CO2分子の大きい内部運動エネルギーが、空気分子との衝突の際に外に出て、空気分子の（外部）運動エネルギーをその分増やすことによります。
（正確には、常に内部と外部を行き来しているエネルギーがあると言うこと）

分子から少しは放射もありますが、その放射が空気を暖め直す効果は極めて小さく、結局は上空への放射冷却の形になります。

＊水蒸気の実際の温暖効果について

水蒸気は既に30度ぐらい昇温させている。
水蒸気濃度の変動による温暖効果は、年々の気温変動に対応している。
水蒸気濃度も経年的な増加をしているが、大きい変動に隠れてよく見えないだけと考えられる。

お礼

ありがとうございます。確かに、大気の主成分である窒素や酸素などは、赤外線に対してほぼ透明に近いので、乾燥した地域では放射冷却なども起こります。砂漠で昼夜の寒暖の差が激しいのもこのためでしょう。もちろん、放射冷却のときでも、二酸化炭素による赤外吸収（15μm付近）は起きています。

大気が理想的な黒体として機能するならば、完全な熱平衡に達成できると思います。しかし、実際は「大気の窓」に代表されるように、完全な黒体ではありません。だからこそ、地球放射に対する吸収率が問題になるのだと思います。それには水蒸気に対する放射強制力の変動をどうしても観測する必要があると思います。しかし、水蒸気の観測は、やはり局地的な偏りが大きいために、地球平均の濃度などの精密測定は難しいのかもしれませんね。

補足

締め切ろうかと思いましたが、もう少し様子を見させてもらうため、しばらく開放しておきますのであしからず。20世紀は共産主義のウソにまんまと騙されました。そして、21世紀になると、環境にまつわることなら表立って反対できないような風潮ができつつあります。

ファシズムはいつの時代も善意から生まれています。共産主義が絶対平等を掲げ、金持ちに対する恨みから生じたとしたら、21世紀のファシズムは絶対正義を掲げやすい環境問題から生じるかもしれません。

環境意識を高めながらも、ファシズムの兆候に対しては常に警戒を怠らないようにしていければと思います。民主主義も絶対正義として掲げたときにアメリカのような腐敗が始まります。理想主義がまねく人災は、もしかしたら天災よりも遥かに恐ろしい結末を招くのかもしれません。

回答No.2

nacam

二酸化炭素の増加による温暖化よりも、人間が使うエネルギー量が、地級から放出されるエネルギー量を上回ってしまったため、温暖化がおきているように思います。

二酸化炭素の出ないエネルギーに代えても、人類が消費するエネルギーが減らない事には、問題が解決するとは思えません。
そのためには、少子化が決定的に役立つと思います。

お礼

ありがとうございます。そうですね。今はエネルギーを無駄使いし過ぎていると思います。こうしてネットをしているのも人間の驕りですし、植林・植樹の手助けを実行した方が机上の空論を並べ立てるよりはましかもしれません。

太陽からのエネルギーは光合成により植物に蓄えられ、豊潤な生態系を形成しています。化石燃料という言葉があるように、石油も生物に由来するのかもしれません。生命が何億年にもわたって蓄えてきた貯金を人類はすごい勢いで使い果たそうとしています。

人口爆発という言葉を最近では余り聞きませんが、人が多すぎるというのも間違いなく問題を難しくしている原因だと思います。ただ、環境問題は新左翼との結びつきも強く、そういうイデオロギーによって本質が歪められてしまう危険性もあるかもしれません。例えば、グリーンピースなどは核爆弾を入手しようとしたり（http://luna.pos.to/whale/jpn_zat_ngo.html）、その創設者も原発推進を唱えたりと（http://www.gns.ne.jp/eng/g-ken/igiari/obj_237.htm）、極端な行動に走りやすい傾向があります。

日本でも、過激派の共産主義者同盟（ブント）などがありますが、彼らの注目しているペンタゴン・レポートは寒冷化という極端なケースをシナリオ・プランニングとして想定しています（http://www.bund.org/opinion/20051005-2.htm）。

ただ、温暖化よりも寒冷化による食糧不足は間違いなく、より深刻な事態になるのは間違いないと思います。自給自足が不可能な日本は、食料大量輸入国として、遺伝子組み換え食物などに対しても文句を言える立場にはありません。全世界の食糧をまかなうには、肉食をなるべく控えることが大事かもしれません。

回答No.1

futoshi123

回答になってないかもしれませんが、二酸化炭素が地球温暖化の主な原因だという科学的な根拠はありません（もちろんまったく影響がないというわけではありません）。また、二酸化炭素が原因だと言っている人の背景には政治的な理由や金銭的な理由があるのではないかと思います（たとえばゴアとか）。ただし、燃料には限りがありますので、温暖化に関係なく、省エネをする事は重要なのではないかと思います。

お礼

ありがとうございます。もし、政治的な理由だとすると、アメリカに対する抵抗ということになるのでしょうか。二酸化炭素説をでっち上げなくても、普通に石油がなくなるとか資源が枯渇するとかでも、省エネなり自然エネルギーなどのそういう環境技術に向けたお題目は唱えられると思います。ただ、やはり、脅しとしては弱いのかもしれませね。

そういえば、石油がもう何十年も前から枯渇するとか言われてましたけど、企業努力とかは余り進まなかったのかもしれませんね。実際に進むきっかけになったのは、オイルショックだったり、カルフォルニアの排ガス規制だったりしますから、ウソも方便という感じなのでしょうか。