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私が懐疑論者である理由 (地球温暖化論)

こちらの掲示板で私見を述べたのを転載します。私が地球温暖化二酸化炭素主因説に対して懐疑論者となった理由でもあります。


赤外吸収に対する飽和の問題

私が温暖化論に対して一番初めに思った疑問が、地球放射に対するCO2による赤外吸収はすでに飽和に近づいているのではないかということでした。それで、資料を探してみたところ、あらためて「大気の窓」と呼ばれる領域以外は、吸収の余地がほとんど残されていないように思えたわけです。


例えば、こちらに大気による地球放射の吸収率を示した資料があります。( http://www.sundogpublishing.com/fig3-3.pdf )
各温室効果ガスによる赤外スペクトルを透過率で示した資料もあります。( http://www.sundogpublishing.com/fig7-6.pdf )
CO2による吸収を透過率で表したのもありました。 ( http://www.sundogpublishing.com/fig9-12.pdf
( http://www.sundogpublishing.com/AtmosRadFigs.html 経由)


これらの図を見るにつけ、シミュレーションが示すような急激な温暖化が起こる理屈に疑問がわいてきたわけです。そこで、実際に、二酸化炭素が増加したときの吸収率の変化を見積もっている資料がありました。
http://www.warwickhughes.com/papers/barrett_ee05.pdf


上記資料のTable 1に各温室効果ガスの吸収率が掲載されています。この資料によりますと、産業革命前のCO2(285 ppmv) を二倍の濃度(570ppmv)にすると、1.5%ほどの吸収率の増加となります。しかし、実際の合計吸収率は、水蒸気との吸収スペクトルの重なりがあるために73.4%となり、合計吸収率の増加はわずか0.5%ほどにとどまります(72.9%(CO2=285ppm) → 73.4%(CO2=570ppm) )。


このようなわずかな吸収率の増加では、シミュレーションが示すような大幅な気温上昇はとても見込めません。それでも、主流派は水蒸気フィードバックを持ち出して、昇温に伴い水蒸気が増加し温室効果が著しく増幅されるようなポジティブ・フィードバックを考慮に入れてしまいます。このフィードバックはいわゆる暴走温室効果のイメージと結びついたりして、地球が金星のような灼熱の惑星になってしまうだとか、地球のバランスが崩れてしまうなどの危機感や不安意識を煽る要因にもなっている気がします。


確かに、金星のように大気圧が変化するような温室効果ガスの増加が起これば、圧力効果により吸収スペクトルはブロードになり、それだけ吸収率もあがります。また、大気も濃くなれば、多層大気の放射平衡モデルであらわされるような強い温室効果が働くこともあるでしょう。しかし、大気圧が変化するような温室効果ガスの増大は見込んでいないはずですから、それらの圧力効果は本来あまり考慮する必要のない事のように思われます。


二酸化炭素による温室効果の寄与は、上層大気や水蒸気でマスクされない地域などにおいて重要になってくるとの意見もあります。そこで、持ち出されるのが、人工衛星ニンバスから観測した大気の放射スペクトルです。それでは実際にニンバスで測定された放射スペクトルを見てみます。
(参考: http://www.warwickhughes.com/papers/barrett_ee05.pdf


この参考資料のFig.9には、それぞれ、サハラ砂漠(a)、地中海(b)、南極(c)の大気の放射スペクトルを測定したものが載せてあります。黒体放射の基づく曲線との相関を見ますと、サハラは47℃(320K)、地中海は12℃(285K)、南極は-63℃(210K)と、それぞれ異なる温度で放射を行っていることがわかります。


ここで、サハラと地中海の放射スペクトルに注目してみます。15μm付近の放射は確かに二酸化炭素の吸収により減少しており、まだ吸収に余裕があるようにも見えます。

しかし、最上層の大気もその温度に従って宇宙へ放射を行っています。つまり、最上層の大気が絶対零度にでもないかぎり、ある温度で放射を行っていることになりますから、その分の放射がバック・グラウンドとして上乗せされていることを考慮しなければなりません。


確かに、サハラと地中海の放射スペクトルで、15μm付近の放射に対してまだ二酸化炭素による吸収の余地がまだあるかのように見えます。しかし、実際は見かけ以上に吸収の余地はないのかもしれません。Fig.9をもう一度見ますと、もし、宇宙へ放射を行っている上層の大気が220Kぐらいだとすると、丁度、15μm付近の放射とも重なり、二酸化炭素による吸収はほぼ飽和していることになります。


ところで、NASAでは地球によく似た惑星を探索するため、「Terrestrial Planet Finder:TPF(地球型惑星探索)」というミッションを計画していました。政府の方針により無期限延長されてしまいましたが、そのミッションのための下準備として、いくつかのレポートがまとめられています。その中で、未知の惑星大気を予測するために、いくつかの仮想的大気モデルによる放射スペクトルが見積もられていました。
(参考: http://planetquest.jpl.nasa.gov/TPF/TPF_Biomrkr_REV_3_02.pdf


上記の参考資料によりますと、Table 2.に、成長曲線というもので各分子の存在量と平均深さ(見かけ上の吸収率)が示してあります。ここで、平均深さとは、288Kの黒体放射で規格化した放射強度から見積もった値です。以下に一部抜粋しておきます。


CO2存在量 平均深さ(15μm)
100ppm 0.470
350ppm 0.520
1000ppm 0.548
10000ppm 0.549


この平均深さは、288Kの黒体放射に対する分子による見かけ上の吸収率として捉えれることが出来ると思います。このTable 2の資料を見ますと、15μmのCO2による平均深さはある濃度以上になると飽和していることが分かります。参考資料によれば、成層圏があるために放射に対して不透明な部分が残るとの説明がありました。つまり、たとえCO2が10000ppmになったとしても、ニンバスから観測される放射スペクトルはほとんど変化しないことがモデル計算からも支持されています。

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