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太陽活動と気候の関係

IPCCの第四次報告書(AR4)では「不確かである」としてスベンスマルク効果をはじめ太陽放射における間接的効果を取り入れるまでにはいたっていない。確かに、定量的な見積もりは非常に難しいことかもしれないが、歴史を紐解けば太陽活動と気候の間に密接な関係を見出すことは比較的たやすい事ではないだろうか。


オーロラとナイル川の水位の相関
太陽活動の長期的な影響を調べるために、中世の時代に残されていたナイル川の水位の記録とオーロラの数の記録を比較したという研究がある。
(太陽が気候を長期的に影響 - 賛同する科学が崩れ始める


これは西暦622年から1470年の間の記録を調べたものだ。期間としては850年にもの長期にわたる記録である。それによると、200年周期と88年周期の変動が一致したとある。オーロラと連動した水位の変化は、太陽の紫外線エネルギーの変化が北半球環状モード(Northern Annular Mode)を引き起こしたのではないかとされている。北半球環状モードは北極振動の別の呼び方のようだ。


オーロラは太陽風と呼ばれるプラズマ粒子(主に、太陽の水素を起源としたプロトンと電子)と大気の衝突による発光現象だが、同時に紫外線の量も同期して増えていると考えればよいのだろうか。確かに、太陽活動の変動は、可視光領域における変動は非常に小さいが、一方で、紫外線などの短波長領域になるほど変動が大きいとも言われている。


とにかく、この研究からは、太陽活動(とくに紫外線)が気候に及ぼす影響が無視できないほど大きいかもしれないということだろう。太陽から放出される真空紫外線は高層大気と反応し、オゾン生成反応のように様々な光化学反応を引き起こすことはよく知られていることだ。


放射平衡論では、地表と可視光の相互作用を起点としてモデルを組み立てているように思う。しかし、実際の大気は紫外線や宇宙線などと活発に光分解反応などが起きており、成層圏大気が対流圏に及ぼす影響も無視できないように思う。


「不確かなもの」の中に潜む気候変動の鍵
スベンスマルク以外の研究チームによっても太陽の変動と雲量の関係は調べられている。AR4を見ると、太陽の変動と雲量に関係があるものとして、以下に示す四つの因子が挙げられている。
(2 Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing )(各論文のAbstractから一部抜粋。)


・ 「太陽圏において太陽活動に変調された宇宙線フラックスの変化」
(Usoskin et al., 2004)

『This latitudinal dependence gives strong support for the hypothesis that the cosmic ray induced ionization modulates cloud properties.』



・ 「太陽に誘起されたオゾンの変化」
(Udelhofen and Cess, 2001)

『Results of spectral analyses reveal a statistically significant cloud cover signal at the period of 11 years; the coherence between cloud cover and solar variability proxy is 0.7 and statistically significant with 95% confidence.』


『Our results suggest that cloud variabilities may be affected by a modulation of the atmospheric circulation resulting from variations of the solar-UV-ozone-induced heating of the atmosphere.』



・ 「総日射照度の変化」
(Kristjánsson et al., 2002)

『 It is found that solar irradiance correlates better and more consistently with low cloud cover than cosmic ray flux does.』



・ 「エルニーニョ南方振動(ENSO)による内部変動」
(Kernthaler et al., 1999)

『 Thin high cloud shows an increase throughout the period such that the combined effect of the changes in cloud types suggests an almost monotonic increase in cloud radiative forcing between 1985 and 1988 which is not related to cosmic ray activity. 』



宇宙線と雲の関係はスベンスマルク効果で有名だが、それ以外にも雲の形成に関してオゾンの変化の寄与など様々な説が唱えられているようだ。下の二つの因子は雲の形成における宇宙線の影響は小さいとして、代わりに海表面温度に直接的な変化を与えるものとして取り上げられている。エルニーニョに関しては次のような話もある。たとえば、熱塩循環は潮汐や風のエネルギーが駆動力として働いていると考えられていて、そこからエルニーニョも月の潮汐力の変化によって引き起こされているのではないかと唱える学者もいるみたいだ。(The Moon and El Niño


考えてみれば当然のことかもしれないが、潮の満ち引きは月と太陽の摂動によるものだ。海洋を揺り動かしている力は、月と風の力によるところが非常に大きいのではないだろうか。他にも太陽活動と北極振動(AO)や成層圏準2年周期振動(QBO)などのテレコネクション(遠隔相関) との相関も指摘されている。
(太陽と気候 永井俊哉)(テレコネクション wikipedia)


仮に、北極振動の励起因子は太陽活動であり、南方振動(エルニーニョ)の励起因子は月の潮汐力だとしよう。これは私の想像だが、陸地が多い北半球は太陽活動の影響を受けやすく、海洋の多い南半球は月の潮汐力の影響を受けやすいということだろうか。今後の研究の進展に期待したいところだが、これらIPCCによって「不確か」とされたものの中には、これまで異常気象と呼ばれていた自然現象(自然のダイナミクス)の解明の鍵となる研究が隠されているのかもしれない。


ところで、日本の太陽観測衛星「ひので」の観測データが公開されることになったようだ(国立天文台 ひので ホームページ)。これから太陽活動に対する新しい知見も徐々に得られるようになるだろう。自然科学は自然を観測することから始まる。まだまだ人間は自然についてほとんど何も知らないのかもしれない。極域で先駆的な研究を行ってきたアラスカ大学の赤祖父俊一さんも「現地での観測・研究、まだ不十分」という。次に少しだけ引用しよう。もちろん、IPCCに対して苦言を呈することも忘れてはいない。


「地球温暖化と北極圏における環境変動」

その間氷期中にも小氷河期(1400年―1800年)があり、地球はその氷河期から回復中でもある。現在これらの氷河期の原因はまだ不明である。



Why has “global warming” become such a passionate subject?
– Let’s not lose our cool –

『The media in the world is paying great attention mostly to the term “very likely,” meaning the confidence level of more than 90%. However, I, as a scientist, am more concerned about the term “most,” because the IPCC Report does not demonstrate the basis for the term “most.”』


『Further, the IPCC models cannot reproduce the prominent continental warming, in spite of the fact that the measured amount of CO2 was considered. This particular warming is likely to be part of multi-decadal oscillations, a natural cause.



自然界には周期的な変動が存在する。昔はそれを異常気象などと呼んでいたが、ここ最近の研究により、それが数十年振動(multi-decadal oscillations)という自然現象であることが明らかになりつつあるようだ。


自然科学が「人為」ではなく、本来の「自然」を対象にした科学としての原点に立ち返るときがきているのかも知れない。パソコンに噛り付いている研究者よりもそこいらの百姓の方がよっぽど自然というものを理解しているのではないだろうか。いまや世界の穀物はアメリカとカナダの穀物メジャーからの供給なくしては立ち行かないのが現状だ。農業後進国である日本はこれからどんな文明を築こうとしているのだろうか。


古来、農耕文明の発展に伴い天体活動と気候の関係が調べられるようになり、やがて暦が生まれ、いつしか占星術から天文学にまで発展した。しかし、現代社会はまた怪しい未来予測をする占師が活躍する時代に後戻りしつつあるのかもしれない。そんな中でも、天文学と気候学は結びつきを深め、自然のダイナミクスを解き明かす鍵となるであろう。ようやく占星術師の仕事にも科学のメスが入る、そんな時代がやってきたのかもしれない。


人類は寒冷化で滅びはしても、温暖化で滅びはしないだろう。日の本の国、そして、稲穂の国が、太陽と穀物から目を背けていてはお天道様になんと申し訳をしたらよいのだろうか。エジプト神話のセクメトは太陽神ラーを崇めない人間を殺戮するために地上に送られたという。神話に登場する残酷な神々は天からの警告を次の世代に伝えようとしているのかもしれない。


参考図書
伊藤公紀「地球温暖化―埋まってきたジグソーパズル」
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theme : 環境問題
genre : 学問・文化・芸術

一次情報の読み方と誤読例

こちら」でmayさんからコメントをもらいましたが、また安井氏の間違いを指摘することになったのでエントリーにします。


安井至氏がIPCCの一次情報を吟味していることは分かりました(第4次IPCCレポート 02.04.2007)。ただ間違いやかなり憶測に基づく発言も散見されました。すこしだけ指摘しておきます。まずは海面上昇速度を引用した表です。


海面上昇速度への要素別影響 mm/年
       1961-2003  1993-2003
熱膨張       0.042*   0.16*
山岳氷河雪冠   0.050*   0.077*
グリーンランド   0.050    0.21
南極         0.14      0.21
以上の総合    0.11*    0.28*
観測値        0.18*    0.31*



*印をつけた部分は全て実際の値よりも一桁小さくなっています。実際の表の値を以下に示します(IPCC 第4次評価報告書第1作業部会報告書 政策決定者向け要約)。
(表の注釈:1993年以前のデータは潮位計、1993年以降は衛星高度計の観測による)

海面上昇速度への要素別影響 mm/年
       1961-2003  1993-2003
熱膨張       0.42    1.6
山岳氷河雪冠   0.50    0.77
グリーンランド   0.05    0.21
南極        0.14    0.21
以上の総合    1.1     2.8
観測値        1.8    3.1



安井氏は海面上昇の主要因である「熱膨張」による寄与をまったく無視しています。この表のもっとも言いたいことは、熱膨張による寄与が大きいということと、1993-2003年の変化が1961-2003年に比べて著しい上昇率を示しているということです。一次情報に触れても正しく読解しなければ、まったく誤ったメッセージを発信することになると思います。残りは、おそらく安井氏が憶測を行ったためにミスリードした部分と思われる部分を指摘しておきます。


B君:毎度言うように、1800年ごろから、地球の温度は上昇し続けている。もっとも、IPCCが使っている地球温度の変化(Mannによるもの)だと、1850年からしかデータが無いので、余り明確ではないのだが。しかし、気温の上昇に遅れておきる海面上昇のデータを見ても、そんな状況だと思われる。



IPCCの第四次報告書のSPMには、Mannによる所謂ホッケースティックの図は用いられていません。SPMで用いられている図は氷床コアから見積もった二酸化炭素濃度の一万年単位の長期間変化です。


Mannによるホッケースティックの図を持ち出して議論することはできません。ホッケースティック論争の結果、マンによる図は事実上棄却されています。Mannによるデータは1850年からというものではなく、過去1000年にわたる気温変化を示した図です。しかも、それはマッキンタイアのデータを無断盗用し改竄されたものです。


A君:その図が、報告書中のfigure SPM-4なのですが、よくよく見ると、結構怖いことが分かるのです。もしも、人為的な影響を含めない自然起源の温度変化だけを算出してみると、1950年ごろから、地球の温度は下がりつつある。すなわち、多分、太陽活動は落ちつつある。しかし、現実には、人為的な影響が非常に大きいもので、気温が上昇している。



太陽活動が落ちつつあるという発言は事実に反しています。私もモデルの詳しい事情は知りませんが、太陽放射の値が前回よりも小さい値が採用されたことは事実です。これは太陽の活動の変化ではなく、IPCCが採用した値が変化したということです。


C先生:1800年以前の温度となると、世界中に温度計が有ったわけでもないので、様々な花粉の化石などの解析によるもの。不確実性が高いとことで、IPCCは使わないのだろう。しかし、歴史的記述によっても、1600年頃も低温期で、1800年頃も低温期だったようだ。


A君:要するに、このところの温度上昇は、もしも地球が温度上昇側に振れたとたんに、もっとすごい上昇速度になるということを意味する。



現在がマウンダー極小期と同じように太陽活動の極小期という観測事実はないと思います。むしろいくつかの観測によると太陽が活発化しているとさえ言われています。


2006年3月7日(読売新聞):2007年後半から08年初めに活発化と予測

2006年12月13日: 巨大フレア発生

現在の太陽の磁場は100年前の約2倍以上

21世紀の世論誘導とネットの可能性

こちらのコメント欄においてなされたmayさんへの返信です。コメント欄も長くなったので、あらたなエントリーとしてお答えします。


一次情報に触れることの重要性


>IPCC第4次報告書についても、、太陽と地球の揺らぎによる温度変化は、人間活動による温度変化の1/5程度であるという結論にされています




安井至氏のこの発言の根拠(情報ソース)がまったく不明です(地球温暖化はエセ科学か 03.04.2007)。この発言は第三次報告書にのみ当てはまることではないでしょうか。第四次報告書になると自然由来の影響は「十分の一以下」にさらに減らされています(0.12 / 1.6 = 0.075)。
IPCC 第4次評価報告書第1作業部会報告書 政策決定者向け要約


これは太陽の放射強制力が、前回の0.3W/m2から、今回の報告書では0.12W/m2と大幅に減らされているためです。マウンダー極小期の気温変化を太陽に由来するものと考えれば、この余りにも小さすぎる太陽の放射強制力は非常に違和感を感じる値です。


これではマウンダー極小期の寒冷化は幻だったと主張しているようなものです。この太陽放射に対して過小評価傾向になってしまった見積もりの結果は、気候への影響を与えるものとして可視光のみによる変動だけではなく、「不確かである」として考慮されなかった紫外線や太陽磁場の間接的効果の重要性を示すものともいえます。


前回の第三次報告書では少なくとも「20世紀前半の昇温の原因」として「自然由来の要因」をある程度認めていました。しかし、第四次報告書では大幅に自然由来の放射強制力の値を削減したために、前回の報告書との整合性が取れなくなっていると思います。現に新しい報告書にある図(SPM-4)を見ると、1940年ごろまでの昇温をまったく再現できていません。


安井氏の「原因がほぼつかめた」などという発言は非常に傲慢なものを感じます。それは大本営発表の発言をなぞったものでしかなく、「内容」を吟味して得られた結論ではないと思います。


マイケル・マンがマッキンタイアのデータを無断で拝借し、しかも改竄して発表するという事件がありました。これはその後、ホッケースティック論争とも呼ばれるようになり、一大スキャンダルに発展しました。しかし、日本ではこの論争自体まったく報道されていないように思います。


日本ではテレビなどのマスコミからは大本営発表による報道しか聞こえてきません。その状態ならほとんどの人が温暖化二酸化炭素主因説を妄信してしまうのもむべなるかなと思います。私も初めはやや懐疑ぐらいのスタンスでした。もしネットなどによって様々な情報に触れることがなかったら、独学で懐疑論へと至る道は途絶えていたかもしれません。これはコンピュータによる利点かもしれません。


その一方で、コンピュータを過信し、マルクス主義がおかした「歴史法則主義の貧困」に嵌っている新たな勢力が増えてきました。コンピュータによるメリットとデメリットをいち早く認識して警告を発する必要が21世紀を乗り越える上で不可欠なように感じています。それがどのような形で行われたらいいのか分かりませんが、コンピュータの可能性と限界が、今世紀のイデオロギーに関わる重要な問題かもしれません。
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社会科学と疑似科学の際どい境界線を探りながら、文系と理系の学問の乖離やらを考えています。分光学を視点として温暖化懐疑論も展開してます。

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