気候変動の大きな謎の 1 つがついに解決されました


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過去 10 年以上にわたり、地球が温暖化にどのように反応するかについての最大の科学的不確実性は、海に吸収されたり樹木に吸収されたりする二酸化炭素の量ではありませんでした。 代わりに、それは雲から来ました。

空気中に浮遊するふわふわで気まぐれな水滴の集まりは、しばらくの間、気候科学者とモデルを同様に混乱させてきました。 科学者たちは、雲が気温上昇にどのように反応するかによって、世界がさらに暖かくなったり、少し寒くなったりすることを以前から知っていました。 彼らはどちらかを知りませんでした。

しかしここ数年、科学者たちは急速に温暖化する世界で雲の形や位置がどのように変化するかを正確に突き止め始めました。 この結果は科学にとっては朗報ですが、人類にとっては朗報ではありません。

インペリアル・カレッジ・ロンドンの気候科学者であるパウロ・セッピ氏は、「地球温暖化に対する雲の影響が増幅している証拠を発見しました。

科学者たちは、雲が地球の気候に 2 つの主要な影響を与えることを以前から知っていました。 まず、雲には反射性があります。雲の白い表面が太陽光線を反射して地球から遠ざけ、冷却効果を生み出します。 (地球が突然これらのふわふわの日傘を失った場合、地球は最も悲惨な地球温暖化予測よりも約 5 倍高温になります。) しかし、雲は温暖化効果も生み出します。特定の種類の雲は地球の放射線を遮断し、地球を維持します。化石燃料の燃焼から放出される二酸化炭素のように暖かい。

どちらの効果が強いかは、雲の種類によって異なります。 巻雲 — 比較的晴れた日に遠くの大気に見える高くてかすかな雲 — は、より多くの放射線を吸収して閉じ込め、地球を暖めます。 層雲または成層積雲 — 曇りの日に海の上に浮かぶふっくらとしたふわふわの雲 — は、より多くの太陽光を反射し、地球を冷やします。

世界が温暖化するにつれて、これら2つの要因がどの程度正確にバランスをとるかは不明です. これは主に、雲が巨大に見える場合でも (飛行機で雲の中を飛んでいるときや、地上から雲を見上げているとき)、雲が微視的なレベルで形成されるためです。 その結果、それらを標準的な大規模気候モデルでモデル化することは本質的に不可能です。 (雲はマイクロメートル レベルで形成されますが、ほとんどの気候科学者が使用するモデルは、世界を数百のブロックに分割します。 キロ幅メートル。)

コロラド大学ボルダー校の大気科学者であるティモシー・マイヤーズは、次のように述べています。

しかし近年、科学者たちは、地球が温暖化するにつれて雲に何が起こるのか、そして何がすでに起こっているのかについて、ますます明確になってきています.

第一に、地球の放射を閉じ込める高くてうっすらと巻雲が大気中を上向きに移動し、温度帯が低くなると予想されます。 雲と地球の放射線との複雑な関係のおかげで、巻雲が大気中に閉じ込める放射線の量が増加します。 「それらが上昇すると、地球に対する温室効果、つまり温暖化効果が増加する傾向があります」とマイヤーズは言いました。

その結果は約 10 年前から知られており、雲が発生する可能性が高いことを示しています。 増幅する 地球温暖化。 しかし、ここ数年で、研究者たちは、地球が温暖化し続けるにつれて、下層の層雲または層積雲の数が減少すると予想されることも発見しました。 Nature Climate Change 誌に掲載されたある研究では、衛星観測を使用して、雲の形成が海の温度、風速、湿度、その他の要因によってどのように影響を受けるかを発見し、世界が温暖化するにつれてこれらの要因がどのように変化するかを分析しました。

研究の著者の一人であるマイヤーズ氏は、「海が温まるにつれて、海の上の低層の雲が消える傾向があると結論付けました. これは、太陽光を反射して地球を冷やす雲が少なくなることを意味し、下層雲の変化は地球温暖化を増幅させることにもなります。

米国科学アカデミー紀要に掲載された別の論文でも、同様の結果が観測技術を使用して発見されました。 一般的な大規模な気候モデルよりも雲の形成をモデル化できる高解像度モデルに基づく研究も、雲が地球温暖化を増幅する可能性が高いと結論付けています。

研究者はまた、大気中の人工エアロゾルの減少など、温暖化以外の特定の変化が雲にどのような影響を与えるかを理解し始めています。 エアロゾルなど、大気中に浮遊する粒子の周りに雲が形成されます。 したがって、人為的な大気汚染がなければ、下層雲がさらに減少した可能性があります。 米国科学アカデミー紀要で先月発表された別の研究によると、硫酸塩エアロゾルが雲の形成に拍車をかけ、すでに発生している地球温暖化の一部を覆い隠しています。 オスロ大学のポスドク研究者である Casey Wall は、次のように述べています。

これらの新しい発見を組み合わせることで、科学者は、大気中の二酸化炭素排出量が産業革命前の 2 倍になった場合に地球がどれだけ温暖化するかを正確に把握することができました。 (産業革命以前の CO2 濃度は約 280 ppm でしたが、現在は 412 ppm に達し、現在も上昇しています。) 科学者はかつて、CO2 が 560 ppm に達すると、気温が 1.5 ~ 4 度上昇すると見積もっていました。摂氏—「まだ非常に住みやすい惑星」から「終末に近いレベルの温暖化」までの範囲。

その不確実性の多くは、雲の問題から生じています。 雲はすでに地球の気候に大きな影響を与えているため、地球温暖化に伴う雲のわずかな変化でさえ、将来の気温変化に大きな影響を与える可能性があります。

新しい雲の研究は、温暖化の推定値がこれより低くなる可能性は非常に低いことを示しています。 代わりに、最近の論文は、560 ppm の CO2 レベルがおそらく少なくとも 3 または 3.5 度の温暖化をもたらすと推定しています。

これは、世界の気温上昇が確実に 3 度に達するという意味ではありません。各国がクリーン エネルギーへの移行を続ければ、大気中の CO2 は 560 ppm を大幅に下回るレベルで安定する可能性があります。 しかし、それは、温暖化がどのように展開するかについて最も楽観的な見積もりがテーブルから外されたことを意味します.

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修正

この記事の以前のバージョンでは、ティモシー マイヤーズはローレンス リバモア国立研究所のポスドク研究員であると述べていました。 彼は現在、コロラド大学ボルダー校の大気科学者です。 記事を修正しました。



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