気候変動パート1:気候変動科学—基本

May 09 2022
科学が私たちに伝えていること皆さん、こんにちは。私はショールヘイブン、Nの住人であるビル・ウォイナルスキーです。

科学が私たちに伝えていること

こんにちは、みんな。私はオーストラリアのニューサウスウェールズ州サウスコーストのショールヘイブンに住むビル・ウォイナルスキーです。気候変動の理由を理解したり、疑ったり、気にかけたりしない人がたくさんいるので、私は気候変動に関するこれらのエッセイを書くことにしました。これは、科学者が私たちに言っていることへの基本的なガイドです。それは意見や信念ではなく、科学に関する報告です。私は科学者ではなく、NGOや政党の一員でもありません。私は孫と将来の世代を心配してそれをしました。

科学とは、データの収集、理論のテスト、および作業の公開(その後、ピアによって判断される)に関するものです。現在、この主題を研究している気候科学者の大多数は、気候が温暖化しており、原因が人間の活動であることに同意しています。科学者は一般的に保守的であり、根拠のない主張をすることには消極的です。彼らは彼らの予測においてより確実になりつつあるが、彼らの仕事がそれが要求する政治的または公的な反応を持っていないことに、よりいらいらし、怒っている。

地球の気温が今日よりも暑かったり、寒かったりすることが何度もありました。現在起こっているのは前例のない出来事です—人間が引き起こした地球温暖化は約10、000年の比較的安定した後に非常に急速に起こります。懸念されるのは、気温の上昇を制限しすぎると、地球上の生命の管理が困難になり、費用がかかることです。私たち全員が影響を受け、ソリューションのすべての部分であるため、これは私たち全員が関心を持つべき問題です。

これは天気に関するものではないことに注意してください—毎日または季節。それは長期的な傾向と長期的な解決策についてです。

添付の図は、認められた組織によって作成された図から可能な限り正確に導き出されています。この論文はオーストラリアの観点から書かれましたが、科学は普遍的です。

気候変動が起こっているので、いくつかの基本的な質問に答えてみましょう。

1.地球温暖化はどのように起こりますか?

温室効果ガス(GHG)-二酸化炭素-(CO 2-炭素が燃焼したときに生成されます。たとえば石炭火力発電所で)、メタン (CH4-物質が分解したとき、動物の消化によって、またはガスがそのまま逃げたときに生成されます)地下または炭鉱から抽出された、すなわち「一時的な排出」)が主な原因であり、CO2はこれらの中で最大です。それらは(窒素や酸素と比較して)大気のごく一部を形成するだけですが、赤外線の形で熱を吸収して閉じ込めるため、重要な役割を果たします。これらの中で最悪のものはメタンですが、二酸化炭素が最大であるため、GHGはCO2換算で測定されます。

産業革命以前の時代には、太陽放射は大気を通り抜け、宇宙に入る熱と反射する熱の量のバランスが取れていて、私たちが知っているように、生命を繁栄させるのに十分なだけ大気に閉じ込められていました。 大気中に温室効果ガスがたくさんあるので、より厚い毛布のように、より多くの赤外線を閉じ込めて、平均気温を上昇させます。これから説明するように、CO2レベルと平均気温の間には直接的な関係があります。この効果の影響を最初に見た科学者の1人は、1973年にオーストラリアのジョンボックリス教授でした。

次の図で説明します。

出典:environment.gov.au

その他の加温(および冷却)要因は次のとおりです。

・太陽フレア活動(現在は比較的低いレベルです)。

・温暖化に悪影響を与える火山活動。(すなわち、灰の雲は冷却を引き起こします)。

・エルニーニョ(温暖化)やラニーニャ(冷却)などの自然変動要因。

・汚染などの人為的なエアロゾル(温度に悪影響を及ぼします)。

2.まず、CO2を見てみましょう。CO2(二酸化炭素)はどのくらい増加しましたか?

太陽の周りの不均一な地球軌道と太陽に対するその変化する軸、および火山や構造の激変などの他の要因によって引き起こされるCO2と温度の変化の長期的な自然のサイクルがありました。

CO2レベルの自然な範囲は、数千年にわたってプラス/マイナス100ppmでした。現在起こっている大きな変化は、人間が引き起こしたCO2です。現在、120年間で100ppmの上昇が見られます。大気中の量は前世紀半ばに急速に増加し始め、2020年には410ppmを超えました。 CO2ガスのレベルは、少なくとも80万年(氷床コアで測定)よりも高くなったことはありません。私たちは自然の周期を妨げています!

出典:NASA(派生)

物理学は、この上昇と気温および海面の上昇との関係を示していますCO2レベル、気温、海面がどのように関連しているかを観察するには、これを見てください。

(出典:ジョン・イングランド)

当然のことながら、この3つは常に長期的なサイクルでリンクされています。しかし今では、人間の活動がCO2レベルをチャートから外し、他の人々もそれに続くでしょう。彼らがどこまで行くかは私たち次第です!

3. CO2排出はどこから来て、どこへ行くのですか?

次の図は、上部のCO2の発生源と、下部のCO2の発生場所を示しています。海洋はCO2の約26%を吸収しています(ただし、この割合は減少すると予想されます)。雰囲気46%; 植物28%。これらの数値は概算であることに注意してください。

出典:CSIRO(派生)

4.さて、気温。それらは時間とともにどのように変化しましたか?

地球は今日よりもはるかに暑く、はるかに寒かった時がありました。科学者は、氷床コア、海底堆積物、化石などのプロキシから過去の気温を計算します。

次の図は2万年前にさかのぼります。最終氷河期の終わりからの期間を示しています。気温は上昇しましたが、ヤンガードリアス(ツンドラ堆積物に見られる北極の野生の花にちなんで名付けられました)と呼ばれる期間に再び下降し、再び上昇しました。その後、範囲は非常に一定で、最近のいくつかの変動がありました。1つは、中世の温暖期(約800〜1400AD)と呼ばれ、日射量が多く、火山活動が少ないために北大西洋に暖かい海水が流れ込んだ後に発生しました。小氷期と呼ばれる別のものは、おそらく反対の影響によるものでした。右側を見てください—過去100年間で、気温はかつてないほど速く上昇しています。。(このグラフの縮尺は対数であることに注意してください。これは、右側の点線が地質学的用語の増加速度を反映していないことを意味します)。多くの要因に応じて、将来の気温にはさまざまな可能性があります。たとえば、CO2を削減するために将来達成することなどです。または海がどれだけの熱を吸収できるか。

出典:IPCC(派生)

わずかな平均気温の変化だけが生態系に大きな影響を与える可能性があることを理解することが重要です—植物や動物の生活、天気、海で。そのため、季節や日々の変化(天候)はさまざまですが、重要なのは世界の平均気温の変化です。たとえば、氷河期(ヨーロッパとアメリカの多くが氷に覆われ、海が今日より120メートル低かったとき)と過去10、000年間の長期平均との差はわずか4であったことに気付くでしょう。 –5度。私たちは今、200年で2〜3度(またはそれ以上)に向かっています!

5.最近、地球の気温はどのくらい変化しましたか?

データを見るときに重要なことは、気候変動(年内または年ごとの変動)と気候変動(長期的な傾向)を区別することです。たとえば、1945年から1975年の期間を下で見ると、気温がわずかに下がったことがわかります。このような変動は、火山活動とラニーニャ年(より涼しい傾向がある)によって説明することができます。しかし、傾向は明らかです。

今日の科学者は、陸上機器、衛星、気球など、さまざまな手法を使用して世界中の気温を測定しています。測定値は世界中で平均化されており、気温の上昇は場所によって異なります(たとえば、北極圏はどこよりも速く上昇しています)。2016年と2020年は、これまでで最も暑い年であり、長期平均(気温の異常)である約1.1℃を上回りました。陸地では約1.6度、海域では0.8度でした。

次のグラフは、過去140年間の変動に伴う最近の気温変化を示しています。

出典:NOAA / NASA(派生)

この余分な熱の約90%は海に流れ込んでいますが、科学者たちはこの割合は時間の経過とともに減少すると考えています。このグラフは、特に1990年頃から、海洋がどれだけの熱を吸収しているかを示しています。

6.1880年以降の温室効果ガスと気温の関係を見る。

一部の人にとって、この問題は論争の的です。圧倒的多数の科学者にとって、この問題は解決されており、CO2の蓄積レベルと表面温度を相関させる多くの研究があり、これまで見てきたように数十万年前にさかのぼります。重要なのはトレンドです。二酸化炭素の温度とレベルは一緒に移動します。

次のグラフを見てください。1880年から2016年までです。それ以来、CO2は410パーツパーミリオンを超え、気温は1℃を超えています。

出典:ClimateCentral(派生)

7.CO2と温度は自然に変化します。最近の上昇が通常のサイクルの一部ではないことをどうやって知ることができますか、そしてなぜ科学者は現在の上昇温度が人為的(人為的)であると信じているのですか?

気候が温暖化していることに同意するが、人間の活動が原因であると疑う人もいます。

間氷期のCO2レベルは、数万年にわたって約100ppm(parts per million)上下しました。現在、120年間で100ppmの上昇が見られます。科学者は、炭素の同位体(C12、C13、C14など)と呼ばれるものを測定できます。これは、大気中の「天然」CO2と、化石燃料の堆積物(石炭、石油)の燃焼を開始してから形成されたCO2、つまり「新しい」CO2を区別します。これらの新しい同位体は1850年頃に上昇し始め、温暖化の主な原因となっています。海洋がこの新しいCO2の25〜30%を吸収しているにもかかわらず、その間に大気中のレベルはおよそ300ppmから410ppmになりました。

科学者は温度データを見て、自然変動を除外するためのモデルを作成します。次の図は、実際の観測(「人間の影響」)と温室効果ガスを導入しない場合の観測(「人間の影響なし」)との比較を示しています。変動性に対する火山活動の悪影響(一時的な気温の低下を引き起こす)に注意してください。汚染も同じです。

次の図は、最近の人間の活動が二酸化炭素を大気中に放出しなければ、気温はほとんど変わらないことを示しています。

出典:NASA Earth Observatory(派生)

出典:IPCC AR6

次のステップ:パート2。結果は何ですか

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