地球温暖化の真実を探して

地球の温度を人為的に変えられるのか?

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温暖化問題を科学から遠ざける要因のひとつは、地球温度変化という非常に小さい物理量を取り扱うこと、その原因として仮定するCO2の大気濃度がこれまた極小であることである。「温暖化」が人為的に排出されるCO2に起因するというのはあくまで仮定であって、他にも入力される太陽エネルギーの変化、海流・海水温の周期的な変化、二桁も多い自然サイクルのCO2バランスなど多岐にわたる自然現象がある。学際的で定量的評価が難しいので、「エセ科学」がまかり通るのである。
CO2気候感度とか温室化効果が飽和状態ではないかという基本的な疑問がある。これも地球環境の中ではこれらの因子に関係する実験ができないので、科学的根拠をベースにした評価は難しい。くどくなるかも知れないが、定量的な考察の糧にするために、以下大気中のCO2の化学を整理しておきたい。
銀行に元金 aを、利率 b x 年間預けると総額yは複利計算で
y= a (1 + b) x
となる。これは
y= a e bx
で近似できる。なぜならe が次式で定義されるからである。
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同様に、最初の結果が次回の結果に影響を及ぼす場合は指数関数eで表されることが多い。駅の100個のコインロッカーに10個のかばんが預けてある。ロッカーをひとつひとつ開けていく時にかばんを見つける確率は、最初の一個のかばんについては10%である。しかし、二番目のかばんを探し出す確率は10%より小さい。三番目、四番目になるとさらに小さくなる。これらの確率は指数関数e で表される。
地表で反射された電磁波の一部はCO2 により吸収されて CO2 分子のエネルギーを励起する。励起したCO2 は基のエネルギー状態に戻るまで電磁波を吸収しない。励起されていないCO2により電磁波が吸収される。励起されていないCO2 は急激に減っていく。この吸収量と濃度の関係は、コインロッカーの中のかばんと同様の指数関数または対数関数の一次式で表される。
y = a e -bx
または
ln y = ln a - bx 
吸収量の代わりに透過量で置き換えると
      bx = ln a – lny
これは化学の分光学でよく知られているBeer の法則で下のように示される。
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複利計算の場合、元金が倍になるのは
2y= a e bΔx or ln 2y = ln a + bΔx
すなわち
      Δx = ln 2y – ln y 
      Δx = (ln 2) / b
             = 0.696 / (interest) or
       70 / (interest %)
70 年は doubling time と言われる。利率が 5% ならば 70 ÷ 5 = 14 なので、14年で元金は倍になる。人口の増加率が 2% ならば70 ÷ 2 = 35 なので、 35 年で人口は倍になる。細胞が繁殖する場合もこの doubling time で倍になる繁殖時間が計算される。同位体が崩壊する時も同様だがこれは減少して行く過程なので、0.696 を半減期で割れば半分になるまでの時間が求められる。因みに家のローンの計算も同様である。
CO2濃度が上がっていくと、地表で反射した電磁波のCO2による吸収量が減少していくので、CO2の温室効果による温度変化は小さくなる。上記のBeerの法則とは逆の関係となり以下のグラフで示される。CO2濃度と温度変化の絶対値は実測により求められる。現時点では確かな値は未知である。
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絶対値は未知だが、このグラフはCO2濃度が50ppmから100ppmへ倍になる時と、500ppmから1000ppmへ倍になる時の温度変化は同じだと言うことを示す。倍になる時の温度変化は気候感度 (climate sensitivity) と呼ばれている。上で述べたdoubling time と同じ概念である。
CO2の濃度が倍になる時の温度の変化は一定である。また、温度変化はCO2濃度が小さい時ほどその変化対して大きく影響を受ける。CO2濃度が大きくなると温度変化は小さい。上記グラフの計算値では現在の400ppmというCO2濃度は、多少CO2濃度が上がっても温度は変化しないことを示す。これがすでにCO2の温室効果は飽和しているかもしれないというゆえんである。
CO2の濃度が倍になる時の温度の変化は 0.51.0 ℃といった値のようだが、人為的温暖化の仮説を肯定する者と私のように否定する者とでは大分違うようである。過去19年弱の間、大気中のCO2絶対量は小さいものの、10%も増加している。しかし、地球の表面温度は一定で上昇していない。だから気候感度はかなり小さく、飽和しているかも知れないという推論が導かれる。
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Fig. 30

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