「危険な」気候変動の確率は?
What is the Probability of "Dangerous" Climate Change

強調オフ

気候変動・エネルギー

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気候科学者と政策分析者は、排出量、炭素循環反応、気候反応、影響に関する不確実性というカスケードの不確実性に対処し、政策立案者が「危険な」気候変動とは何かを評価する際に用いる主観的な確率的推定値に到達しなければならないのだ。つまり、将来の人口、将来の経済発展レベル、経済発展に伴う潜在的な技術的支柱など、温室効果ガスやその他の放射活性成分による排出量、ひいては放射強制力に影響を与えるような確率を推定しなければならない。同時に、炭素循環のモデリングや気候感度の推定に内在する不確実性にも対処しなければならない。2100年の危険な気候変動の確率は、様々な気候変動分析により、非常に異なった推定値になることが保証されている。Schneider (2001)は、気候変動予測における混乱の多くが、様々なシナリオの確率と気候モデルの感応度の指定がないこと、また、以下に説明するように、各シナリオが他のシナリオからどの程度独立しているかの議論がないことに起因していることを示した。(詳しくはSchneider (2002a)も参照)。


図-影響評価で典型的な不確実性のカスケード (Cascade of uncertainties)。(出典:Jones, 2000、およびSchneider, 1983の「不確実性のカスケード・ピラミッド」を基に修正、Schneider and Kuntz-Duriseti, 2002 , 図23 参照)。

上記の主要な不確実性の範囲は、気候システム 分析のさまざまな部分に関連する不確実性の異なる要素が結合されたときに現れる「不確実性の爆発」を示している。なぜなら、人間の行動(すなわち政策)を修正する可能性のある、予測または経験された影響からの情報のフィードバックがあり、それによって排出量シナリオが変更され、不確実性の爆発を減少させる可能性があるからだ。この種のモデルは、非常に多くの小さな、しかし影響力のあるニュアンスを含んでおり、政策立案者が作成し分析することは困難であろう。そのため、各国政府はIPCCのような科学的評価機関を設立し、このようなモデルを評価し、将来起こりうるリスクを評価することで、シナリオにフィードバックし、時間とともにリスクを低減させるような政策を策定できるようにしている。

IPCC第1作業部会 (IPCC 2001a)の主執筆者は、放射強制力を作り出すために、SRES(第1作業部会は「同等に健全」とした)が提供する広範な排出シナリオ-6つの代表的「ストーリーライン」-を使い、その結果、広範な気温予測を作り出すことになった。彼らは、7つの大循環モデル (GCM)を使ってこれを行い、それ自体が、CO2が2倍になった場合の1.7から4.2 ℃までの平衡気候感応度の範囲を表している。(この7つのモデルは、WG1第3次評価報告書の表91に記載されている18のGCMの一部であり、放射強制力に対する気候感受性の範囲はさらに広い)。

各々異なる気候感度を持つ7つのGCMとSRESの6つの例示シナリオを(より単純なモデルで)組み合わせた結果、TARに掲載されたWG1の修正気温予測は、2100年までにさらに1.4〜5.8温暖化する(地球の表面温度参照)、1996年の第2次評価報告書が提示した2100年の温暖化の範囲(「私たちの変化する惑星」、NTSC-CENRよりIPCC SARの主要な発見参照)から大きくジャンプした。この増加(最高気温3.5 ℃から最高気温5.8 ℃)は、リスクの大幅な増加を意味し、このことは多くの政策立案者が気づかないわけがない。

これらの新しい気温予測は重要なステップであるが、各SRESシナリオ(および各GCM気候感度)に対する確率がないため、政策分析者(または立案者)は、SRESチームが各ストーリーラインに対する確率をどう考えたか、またはWG1執筆者が選択した7つのGCMの各感度に対する尤度をどう考えたかを推測せざるを得ない。

地球の表面温度で示されるIPCCの全ての気温予測に同じ尤度を与えた場合、6つのシナリオと7つのGCM感応度を組み合わせると、2100年の地球表面温暖化の確率分布は、(シナリオと感応度の)個別の一様確率分布とは似て非なるものになる。むしろ、結合された確率分布は、典型的なベル曲線のように、中央にピークを持つことになる (Jones, 2000)。もし、それぞれのシナリオが同じように可能性が高く、それぞれが他のシナリオから独立しているならば、2100年頃の気温上昇の図の青い棒のように、確率の逆さベルカーブに組み合わせることは理にかなっている。しかし、確率や独立性を評価しないのであれば、中間値のいくつかを除外することはもっともである。したがって、「異常値」(最大値と最小値)のシナリオだけを使えば、2100年の温暖化の確率分布はもっと平坦になる(下の2100年頃の気温上昇の白い棒グラフを参照、Schneider, 2001を参考に修正)。

図- 2100年頃の気温上昇の頻度 (出典: Schneider, 2002a

上の 図は 、2100年頃に気温が上昇する回数を7つのビンに分けてヒストグラムにしたものである。開始点は0.5℃、各ビンの幅は1なので、例えば3と書かれたビンは、3つのケースそれぞれについて2100年までに2.5~3.5℃の気温上昇の発生回数を表している。青い棒グラフは、SRESで詳しく述べられているように、(a)18種類のGCMの過渡的気候感応度(IPCC2001aの 表91)、(b) 2100年における6種類の強制力(単位W/㎡)すべてを用いた場合の分布を表している(IPCC2001aの技術要約の 図19から)。[CO2が2倍になった場合の強制力の過渡的な気候感度を使うために、6つの強制力のそれぞれを4W/m2(CO2が2倍になった場合の強制力の典型的な推定値)で割っている]。18のGCM感応度すべてと6つのSRESシナリオの強制力すべてを組み合わせたときに得られる108の結果のうち、25は、閾値3.5℃を超える2100年の気温上昇を表すビンで発生する。これは、Schneider 2001で私が任意に選んだ説明用の閾値だが、多くの人々が、重大かつおそらく「危険」な気候被害を引き起こす可能性があると示唆しているものだ (IPCC 2001b;Mastrandrea and Schneider 2004)。赤い棒グラフは、気候感受性の最も高いものと最も低いものを分析から除外したもので、この場合、閾値である3.5℃の温暖化を超える現象は21%(96件中20件)に過ぎない。最後に、白い棒グラフは、18のGCM感応度すべてを使用し、2つのSRES強制力(最高のA1FIと最低のB1、Hayhoe et al.2004も参照)だけを使用した場合を示している。この状況では、2100年に3.5℃の温暖化という閾値は36回中14回超過しており、この場合、他の2つの場合よりもはるかに大きな「危険」な気候的損害の可能性(39%)があることを意味している。(3.5℃は「危険」な影響を引き起こすための保守的な見積もりであり、例えば、欧州連合はその閾値を2℃と考えているという。)

2100 年頃の気温上昇の 図では、青い棒グラフは、18のGCM(第1作業部会の表91)と6 つのSRES シナリオを全て使用した場合、よりピークに近い曲線が得られることを示している。この場合でも、2100 年の気温上昇の23%は 3.5 ℃を超えている。赤い棒グラフは、GCMの気候感受性の最大値と最小値をデータセットから削除した場合にもほぼ同じ結果が得られ、非常に大きな温暖化に対する2100 年の気温上昇 で赤い棒グラフが見られない理由が説明されている。しかし、21%の値が3.5 ℃の閾値を越えている。最後に、2100年頃の気温上昇の黄色の棒グラフは、18のGCM 感度を全て使用し、最も厳しいシナリオと最も厳しくないシナリオを除いて(つまり、A1FIとB1だけ残して)、非常に平らにした分布を表している。この方法は恣意的に見えるかもしれないが、SRESの著者の論理に従ったものであり、著者は次のように述べている。「執筆チーム全体としては、どのシナリオにも好みはない」と述べている。「中間の値」のシナリオが相対的に少ないため、確率分布の形はより平坦になっている。さらに重要なことは、2100年の気温上昇が3.5 ℃を超える値の割合が約2倍(39%)であることである。UNFCCCの表現にあるように、「気候系に対する危険な人為的干渉を回避したい」と考える政策立案者は、何らかの「危険な」閾値を越える可能性が21%の場合よりも39%の場合の方が、より強い政策や対策を提案する傾向があるのは明らかである。

2100年までの気温上昇と「危険」な温暖化の閾値を超える確率の組み合わせについて、もう一つ簡単な方法を考えてみよう。2つの確率分布を使う代わりに、各要因に高、中、低の値を選び、その結果を1本の線にプロットする。例えば、Andronova and Schlesingerの2001年の累積確率密度関数(単一確率密度関数)を見ると、CO2が2倍(すなわち4W/m2)の放射強制力の場合、気候感度の10パーセンタイル値は1.1 oCであることがわかる。しかし、単一確率密度関数では、これは単に気候感度が1.1以下になる確率が10%であること、つまり、気候感度が1.1 以上になる確率が90%であることを示している。50パーセンタイルの結果、つまり、気候感度がそれ以下になるのと同じくらい高い値は、2.0 ℃となる。つまり、気候感度が6.8以下である可能性は90%であるが、6.8 ℃よりもさらに高い可能性も10%あり、IPCCが示した範囲の上限である4.5 ℃をはるかに上回る値である。この3つの値を高、中、低の気候感度にすると、いったん排出シナリオが決まれば、3通りの時間的な気温の予想ができることになる。 私の最近の研究では、今説明した3つの気候感度を、2つのSRESストーリーライン(排出シナリオまたはA1F1、A1T、A1B排出シナリオを参照)、すなわち非常に高い排出量の化石燃料集約型シナリオであるA1FIと、先進技術の開発と普及により長期(すなわち2050年以降)の排出量を劇的に削減する高い技術革新シナリオであるA1Tと組み合わせている。この比較対は、6つのSRES代表シナリオの2100年までの累積排出量の範囲の上限と下限をほぼ括っており、いずれもA1世界のものであるため、両者の大きな違いは、技術要素、すなわち脱炭素化を促す政策の実施によって発動しうる「政策レバー」だけである。したがって、2つのシナリオの2100年までの気候の変化がどのように異なるかを問うことは、非常に有益であり、「危険な」温暖化の閾値を超える可能性の違いを部分的に探るのに役立つ。(カリフォルニアに関しては、Hayhoe et al. 2004が気候感受性の異なる2つのGCMを使い、A1FIとB1シナリオで行っている)。私は、2100年頃の気温上昇と IPCC第2作業部会TARで要約された公表された影響に関する文献の多くと整合するように、この閾値を3.5 ℃と保守的に見積もることにしている。

図 – 3つの気候感応 度と2つのシナリオ

図にあるように、Andronova and Schlesingerが指定した3つの気候感応度(10%、50%、90%)(単一確率密度関数)をA1FIとA1Tシナリオの放射強制力に合わせている。両図とも破線の水平線は3.5 ℃の閾値を表し、青い網掛けは2つのシナリオが3.5 ℃の閾値をどの程度超えているかを示している。これらのシナリオは、21世紀の最初の数十年間は同じような温暖化予測をしているが、今世紀半ば以降、特に高感度90パーセンタイルのケースで大きく乖離している。A1FIの50パーセンタイルと90パーセンタイルのケースは、ともに2100年以前に3.5 ℃の温暖化の閾値を超え、青で覆われた部分は、技術革新シナリオよりも化石燃料集約シナリオでより劇的である。実際、A1T曲線が平坦化する2100年に、A1FI温度はまだ上向きに傾斜しており、22世紀にはさらに温暖化が進むことが示唆されている。このように、「危険な」気候変動の可能性を十分に評価するためには、数度以上の温暖化は数度以下の変化よりもはるかに有害であると広く考えられているため、100年以上をカバーするシミュレーションが必要となる( IPCC第2作業部会TAR第1章第19章気候変動影響参照)。

両シナリオの3つの気候感度のうち、最も特徴的なのは、一番上(赤)の線で、下の他の2つの線より非常に急峻に立ち上がっている。これは、単一確率密度関数における気候感度の確率密度関数が特殊な形状をしているためで、反射性のエアロゾルがまだ実現していない温暖化を抑制している可能性があり、右に長い尾を引いている。また、A1FIとA1Tの両シナリオの結果が、2050年にはあまり変わらないのに、2100年になるとかなり乖離していることも印象的である。このため、シナリオ間、あるいは感度の異なる気候モデル間でさえ、気候変動にほとんど差がないと断言する人もいる(私は間違っていると思う)。A1FIとA1Tは、21世紀の最初の数十年間は、排出量、ひいてはCO2濃度の予測に大きな違いはないが、2050年以降、気温反応と同様に、両者は乖離していくからだ。90パーセンタイルでは、A1FIもA1Tもほぼ同時期(2040年頃)に3.5 ℃という「危険」な閾値を超えるが、A1FIの温暖化はA1Tの温暖化を上回るだけでなく、2100年にも急勾配で、22世紀には13℃を超えて温暖化することが予想され、遠い後世にストレスフルな環境変化の劇的遺産を残すことになるのは間違いないだろう。

この単純な図(3つの気候感応度AとB)は、少数の曲線(全部で6つ)を使って、3つの気候感応度のパーセンタイルに対する時間的な気温変化の範囲を示しているが、排出シナリオ自体の確率は示していない。これは、IPCCの分析者が取るべき次のステップである。MITの統合評価グループは、一連の異なるモデルと専門家の判断を用いて、将来の気候変動の確率分布を作成することをすでに試みている (Webster et al. 2003)。もう一つのアプローチは、公表されている気候感度の確率と、ある温暖化が「危険」とみなされる可能性の推定値に基づくものである (Mastandrea and Schneider, 2004)。この種のアプローチは、このような分析における将来の波となるだろう。しかし、このような結果がモデルに大きく依存することを考えると、個々の「答え」は、今後かなりの期間、議論を呼び、前提に縛られたままとなるだろうと私は予想している。

このように、閾値越えの可能性は、シナリオや気候感受性の選択に大きく影響される。このことは、(2100年頃の気温上昇のヒストグラムで表される)結合分布が、その構成要素の確率的評価と一致する意味を持つように、それぞれの項目(シナリオと感度)の相対的可能性を評価することが急務であることを示唆するものである。シナリオや感度を恣意的に選択すると、合理的な主観的確率を割り当てなければ、統合評価者や政策立案者が容易に誤解するような分布が生成される。このため、2100年頃の気温上昇の「頻度」という言葉は、下位構成要素が恣意的に選択されたことを考えると、知的にも分析的にも正当化できる確率分布ではないため、引用符で囲んでいる3つの気候感応度は、完全な結合確率分布ではないものの、少なくとも仮定が透明であるという長所がある。

従来の経済学的割引を適用すれば、現代の「合理主義者」の中には、何世紀も先送りされた損害の現在価値は事実上ゼロであると主張する者もいるかもしれない。しかし、もし私たちの行動が、海面や海流の不可逆的な変化、あるいは(文明の時間スケールでの)種の絶滅を引き起こすとしたらどうだろう。私たちが将来の世代に、より多くの富と深刻な生態系の破壊という遺産を同時に残すことは、将来の世代にとって公平なことなのだろうか。特に、富も生態系の破壊も公平に分配されないとしたら?なぜなら、次の数世代の行動が、100世代にわたる気候の長期的な進化とそれに伴う影響を、かなりの程度まで規定することになるからだ。

気候の驚きとメキシコ湾流の揺らぎ?

22世紀におけるもう一つの懸念は、気候変動が突然の非線形現象を引き起こす可能性であり、しばしば「気候の驚き」と呼ばれる。すでにいくつか指摘されているように、退氷や海流の変化などがある。後者の代表的な例は、メキシコ湾流がヨーロッパ北部まで北上し、その気候に影響を与えるようになったことである。

気候の突然の変化の可能性は、ごく最近まで主流の信念ではなかった。ブライソン、シュナイダー、そして他の数人が1970年代に「気候の驚き」について心配し始めたが、この概念が広まったのは1993年のことであった。この年、アメリカ人とヨーロッパ人のチームが、グリーンランドで約30km離れた2つの場所からアイスコアを採取した(局所的な異常ではなく、大規模なトレンドを検出していることが確認できるように)。その結果、気候変動は実際に起きており、そのスピードは、これまでの想像をはるかに超えるものであることが明らかになった。

1950年代には数万年、1970年代には数千年、1980年代には数百年かかると信じられていた気温の変動が、今ではわずか数十年であることが判明した。グリーンランドでは、50年足らずの間に7℃も気温が上昇したことがあるのだ。さらに最近の研究では、若年の乾燥期の移行期には、北大西洋全体の気候の劇的な変化が5つの雪の層、つまりわずか5年以内に見られると報告されている!(スペンサー・ウェイトの論考より(スペンサー・ワート著「気候の急変化の歴史」より

その後、急速な気候変動の可能性を示す多くの指標が発見され、気候変動に関する科学的思考は、地球温暖化を千年単位で考えるのではなく、十年単位で評価するという急激な相転換を経験した。気候の急激な変化よりも緩やかな変化に対する人間や自然の適応の方がはるかに容易であるため、自然や人間のシステムに最も大きな損害を与える可能性があるのは、気候変動が引き起こす緩やかな現象ではなく、突然起こる事象であると認識することが非常に重要である。

では誰が本当に驚いているのだろうか ?気候学では、ありえないような、あるいは単によくわからないような、しかし本当に未知ではない事象は、本当の驚きというよりは、想像できる突然の出来事と定義した方がよいだろう。これらの事象の可能性は未知数かもしれないが、それでも想像することは可能である。また、今は想像できないが、何がそれをもたらすかは分かっている潜在的な結果、すなわち真の驚きもある。このように、想定できるサプライズの条件を特定することは可能である。CO2濃度の変化率は、急激な強制が非線形な反応を引き起こす可能性があるため、想定できるサプライズの条件の1つである。しかし、意思決定者が、人間の活動が大気を変化させる速度を遅くする政策をとれば、システムは「急激な強制」でなくなるであろう。このような問題に対処するために、政策担当者は、サプライズの可能性と、現在想定されていないサプライズはともかく、現在想定できる「サプライズ」の確率を統合評価モデル (IAM)が信頼性を持って評価することがいかに難しいかを理解する必要がある (Schneider, Turner and Morehouse Garriga, 1998)。

たとえサプライズがなくても、ほとんどの地球システムは本質的に複雑であり、相互作用する複数のサブユニットから構成されている。科学者はしばしば、このような複雑なシステムを単独でモデル化し、内部的に安定で予測可能な挙動を生み出そうとする。しかし、現実の世界では、サブシステム間の結合によって、そのような結合を含まないモデルでは実証できない、「創発特性」と呼ばれる新しい集合的な振る舞いを示すことがよくある。これには、前述した「驚き」のようなものが含まれる。

さらに、外部からの強制に対する結合系の反応は非常に複雑である (例えば、 Abrupt Climate Changeに関するNASレポート “Process that Cause Abrupt Climate Change “および関連資料を参照)。 Inevitable Surprises,“Processes that Cause Abrupt Climate Change“, and related materialsを参照)。気候や生物系で次第に明らかになりつつある、結合系における変化の影響の一つの出現特性は、不可逆性またはヒステリシスである:元の強制力を回復しても、変化が新しい妨害後の状態で持続する。この不可逆性は、結合系に複数の安定な平衡が存在する結果である可能性がある。つまり、同じ強制力が、系がたどる経路によって異なる応答を引き起こす可能性がある。したがって、異常は結合系をある平衡から別の平衡へと押しやり、それぞれの平衡が擾乱に対して非常に異なる感度を持つ可能性がある(すなわち、それぞれの平衡が自立的である可能性がある)。

これは、気候システムと生態系の構造と機能が経路独立性、すなわち「エルゴード性」を示すという一般的な見解に反するものであり、効果的な政策立案にとって重要な意味を持つ。経路依存的な変化が様々なシステムに及ぼすと考えられる有害な影響を気候変動政策に取り入れることで、政策提言が大きく変わり、社会と自然の結合システムの創発的特性の発見につながる(本節の多くを引用した Higginsら 2002を参照)。

例えば、大気と海洋の大循環モデル (GCM)では、大気、海洋、生物圏、極低温の各要素の相互作用によって生じる気候系の創発的な特性を調べることができるようになった。これにより、複雑な非線形挙動を示すプロセスを研究することが可能になった。より単純で、計算コストが低く、非常に長い時間をかけて実行できるモデルは、北大西洋の熱塩循環 (THC)と西アフリカの大気-生物圏相互作用の複数の安定した平衡状態を示している。以下、THCについて詳しく説明する。

熱塩循環。大西洋の熱塩循環は、暖かい熱帯の水を北上させ、海面水温を太平洋の同緯度の海面水温と比較して約4℃上昇させる。北大西洋の暖かい海面水温は、大気に熱と湿気を与え、グリーンランドと西ヨーロッパを、そうでない場合よりもおよそ5〜8℃暖かくする。THCはまた、この地域全体で降水量を増加させる (Stocker and Marchal, 2000andBroecker, 1997)。

大西洋の温度と塩分のパターンは、THCを駆動する密度差を作り出する。一つはラブラドル海のグリーンランド・アイスランド・スコットランド海嶺 (GIS)の南側、もう一つはグリーンランドとノルウェー海のGIS海嶺の北側である(大西洋熱塩循環Rahmstorf, 1999, andRahmstorf, 2002を参照)。この2つの地点で沈んだ水は合流して北大西洋深層水 (NADW)を形成し、深層の西岸境界流 (WBC)を経由して南半球に流れ込む。NADWはそこから南極の周極流と混ざり合い、太平洋やインド洋に分布し、上昇し、暖められ、南大西洋に戻る。その結果、北大西洋の表層では、暖かく塩分を含んだ水が正味で北上していることになる。

古気候復元とモデルシミュレーションは、北大西洋におけるTHCには複数の平衡が存在し、その一つは循環の完全な崩壊であることを示唆している。これらの多重平衡は海洋大気連成システムの出現特性である。平衡の切り替えは、気温や淡水の強制力の結果として発生する可能性がある。したがって、現在存在するTHCのパターンは、高緯度における淡水の注入、あるいは高緯度の温暖化とそれに伴う赤道-極域の温度勾配の減少によって変更される可能性がある。これらの変化は、しばしば予測されるように、気候変動が降水量を増加させ、氷河を融解させ、あるいは高緯度が低緯度よりも高くなった場合に起こるかもしれない (IPCC、1996および2001a;Abrupt Climate Changeの第4章 4章、Abrupt Climate Change:Inevitable Surprises (2002))。大西洋海流の変化が実際に起きているという予備的な証拠が、Curryら 2003年によって報告されている。彼らの研究によると、地球温暖化によって大西洋の塩分濃度が過去40年間に大きく変化し、海水の流れ全体が変化していると結論付けている。もし、大西洋の塩分濃度の変化が続けば、北ヨーロッパは大きく冷え込む可能性があるとカリー氏らは考えている。何か重大なことが起こり始めているのだろうか?おそらくそうだろうが、現在の評価に大きな自信を持つには時期尚早だ。しかし、もしその心配が正しかったらどうだろうか?

しかし、大気と海洋の結合モデル (例えば、Yin et al.そのため、THC崩壊の可能性について確信を持って確率を設定することは非常に難しい。Yinらのモデルや他のモデルもあるが、あくまでモデルなので、THC崩壊の可能性を確信を持って否定することはできない。私は、最近のペンタゴンの報告書(詳しくはContrarian Scienceを参照)にあるように、THC崩壊が2010年にすぐ起こるとは思っていないが、100年かそこらでいずれ起こる可能性は小数第一位の確率であると思う。それゆえ、継続した調査が必要で、多くの気候学者がTHC崩壊のテーマを政策論争から外さないで欲しいと願っている。

ペンタゴンの報告書では、若い乾燥期(12,800年前に始まり、11,600年前に終わった)の初期に起こった熱塩循環の崩壊について言及しており、グリーンランドの華氏27度以上の冷却と北大西洋全域の大きな変化と関連しているとされている。この報告書では、若い乾燥期のTHC崩壊のメカニズムが、将来のTHC崩壊のメカニズムと類似しているように見えるが、実際には、駆動力は同じではないだろう。一方、THCを研究している気候学者の多くは、将来の崩壊は嵐の際の淡水の輸送である可能性が高く、それによって北大西洋地域が臨界点に達すると考えている(Broecker (2004) letter to Scienceを参照)。この閾値は、上述したように、高緯度での淡水の注入、および/または高緯度での温暖化(赤道と極の温度差を縮小する)により示されるであろう。THC崩壊はその閾値を越えてから10年後に起こる可能性はあるが、ペンタゴンの報告書が想定しているように、今から10〜20年後に起こる可能性は極めて低い。若い乾燥期のTHC崩壊を引き起こすのに必要な条件に到達する必要があり、私たちはまだその条件に近いとはとても言えないが、100年かけて再生するプロセスをすでに始めている可能性も否定できない。実際、Kerr, 2004は、1990年代以降、北大西洋亜極ジャイアが弱まっていることを報告しているが、この弱まりがランダムな変動で、そこからシステムが回復するのか、THCの崩壊の警告サインなのかはわかっていない。HäkkinenとRhines, 2004による研究はこれに同調している。

THC崩壊に関するさらなる研究は、気候-経済連成モデルに焦点を当てている (MastrandreaとSchneider 2001)。ここでも、この結合されたマルチシステムは、単一分野のサブモデルだけでは明らかにならない挙動を示す。例えば、割引率のようなモデルのパラメータ値を分析者が選択することによって、近い将来に行われる排出量削減の決定が将来のTHC崩壊を防ぐか否かが決まる。これは明らかに経済モデルや気候モデルだけでは得られない性質である。

図- 大西洋熱塩循環の模式安定度図 (出典:Rahmstorf, 1999 )。

Rahmstorf (1999)は、Henry Stommelが開発した塩分フィードバックの概念モデルを修正したTHCの安定性図(上)を示している。この図は、THCの平衡状態の3つの可能なクラス(異なるレベルの淡水強制に基づく)と、それらの間のスイッチングの理論的なメカニズムを示している。これらのクラスには、ラブラドル海とGI海嶺の北側で沈降するものとGI海嶺の北側だけで沈降するものの2つの深海形成クラスと、THCが完全に停止する1つのクラスが含まれる。Rahmstorfの研究の鍵は、ある条件下では安定した平衡状態間の切り替えが非常に速く起こり得るという考え方にある。彼は、Rahmstorf (2002)の中で、このことをさらに詳しく述べている。「海洋循環の役割は、気候変動の高度に非線形な増幅器である。古気候の記録はこれを支持し、数年から数十年のオーダーで、急速かつ繰り返し平衡状態を切り替えることを示唆している(de Menocal and Bond, 1997)。氷河期には、大陸氷床の一部が北大西洋に崩壊し、大規模な氷山放出によって大量の淡水が解放されたことを示す証拠もある (Seidov and Maslin, 1999)。

複雑な大循環モデル (GCM)は、将来の気候変動がTHCオーバーターンの同様の減速(崩壊はあまり確実ではない)を引き起こす可能性を示唆している (Wood et al.、1999Manabe and Stouffer、1993)。Schneider and Thompson (2000)が開発したSCD (Simple Climate Demonstrator)は、複雑なモデルの結果を模倣した、密度駆動型の大西洋の「箱」の集合を使用している。SCDは十分な計算効率を備えているため、重要なパラメータの感度分析を容易にし、THCの突然の崩壊を示すシナリオの領域を生成することが可能である。モデルの結果 (例えば、Stocker and Marchal, 2000;Schneider and Thompson, 2000)から、大気中に入る温室効果ガスの量と蓄積速度の両方がTHCのオーバーターンに影響を与えることが示唆される。

もし温暖化によって高緯度の地表水の沈降能力が低下すれば、南からの暖かい水の流入が妨げられることになる。このような減速は局所的な冷却を引き起こし、局所的な沈降を再び活性化させ、減速に対する安定化の負のフィードバックとして機能する可能性が高い。一方、ガルフストリームの強さが最初に鈍化すると、北大西洋の高緯度域への塩分を含んだ亜熱帯水の流れが減少することになる。これは、北大西洋の表層水の塩分濃度をさらに低下させ、密度を低下させ、局所的な沈降をさらに抑制することで、プロセスの不安定化をもたらす正のフィードバックとして作用することになる。温暖化強制力の結合系への適用速度によって、これらの相反するフィードバックのどちらが支配的で、THCの崩壊が起こるかどうかが決まる可能性がある。

Nordhaus(1992)は、1992年に単純な気候モデル (Schneider and Thompson, 1981)と単純なエネルギー経済モデルの結合を初めて試み、単純な最適成長モデルである動的統合気候経済 (DICE)モデルを発表している。このモデルは、突然の出来事やサプライズを考慮せず、一連の明確な価値判断と仮定を用いて、多くの経済・環境変数の最適な将来予測を生成するものである。これは、温室効果ガス排出削減の経済的コスト(炭素エネルギー価格の上昇によるGDPの一部の損失)と大気中の温室効果ガス濃度の蓄積のコストとのバランスをとることによって、割引効用(消費による満足度)を最大化することによって行われる。この蓄積は気候に影響を与え、その結果、温室効果ガス排出による世界平均の地表温度上昇によって決まる国内総生産 (GDP)の減少で示される「気候損害」を引き起こす。このモデルは、すべての部門と地域にわたって集約されるため、損害の集約的な測定は常に正のコストであると仮定している。

MastrandreaとSchneider(2001)は、NordhausのDICEモデルを改良したE-DICEと呼ばれるモデルを開発した。このモデルは、急激な気候変動が発生した場合に生じる可能性の高い損害を反映するよう、損害関数を強化したものである。気候変動がスムーズで比較的予測可能であれば、先見性によって社会の適応能力が高まるため、非常に急激であまり予測できない変化、すなわちTHCの減速や崩壊といった「サプライズ」よりも損害が小さくなる。

DICEとE-DICEモデルの両方を検証するためには、急速で大きなCO2増加に対してTHC崩壊が合成可能なSCDモデルに戻らなければならない。従来のDICEの「最適」解は、内部の突然の非線形ダイナミクスと、THCが崩壊した場合に起こりそうな損害の増大がないため、そのような崩壊を誘発する排出プロファイルを生成することができる。しかし、DICEのダメージ関数をTHC崩壊によって生じる損害の増大を考慮して修正し、THCの挙動を気候経済連成モデルに組み込むことで、この突然の非線形事象を防ぐことができる。この結果は、自然や社会の個別の単一モデルでは示されない、気候経済連成システムの創発的な特性を明らかにした。(モデルが単純に扱うか、高度に集約して無視するようなプロセスは、勇壮なパラメータ化を必要とするので、定量結果は、潜在的な定性的挙動を洞察するための道具としてのみ使用される。したがって、私たちが提示する数値は、文字通りに受け取ることを意図していない)。

DICEモデルが将来の損害を減らすために「推奨」する短期的な緩和の量は、割引率に決定的に依存する(Mastrandrea and Schneider, 2001の Cliffダイアグラムを参照のこと)。以下の「崖の図」は、気候感度と、割引率に関連する要因である純粋時間選好率 (PRTP)の異なる組み合わせにおける平衡THC転覆を示すものである。時間選好は、ある行動のコストと便益のタイミングに関する個人または集団の選好を表すものである(または、それがない)。一般に、将来の利益よりも現在の利益を重視する傾向があり、人々は通常、早く利益を得て、後で費用を負担することを選択する。PRTPは、この選好の強さを示す指標であり、割引率に比例する。PRTPが高いほど、現在が将来より重視され(気候変動の場合、気候変動の緩和という恩恵が遠い将来まで感じられないことを考えると、二酸化炭素やその他の温室効果ガスの排出を減らすために今お金を使う可能性は低くなる)、逆もまた然りである。

通常のTHCは、流量が約20スベルドラップス(1秒間に2000万立方メートルの水が流れる)の定常循環である。気候感度とは、CO2が2倍になり、その後何世紀も固定された場合に最終的に生じる地球平均気温の変化量である(「気候科学 –予測」を参照)。気候感度が高ければ高いほど、どのような安定化濃度目標であっても、より多くの気候変動が発生することになる。PRTPが低下すると、「正常な」循環(20Sv)が、不相応に高い気候感度で維持される。したがって、低い割引率(ある定式化ではPRTPは1.8%未満-MastrandreaとSchneider 2001年の図4参照)では、将来の損害の現在価値によって、排出量がTHCが1世紀後に突然非線形的に崩壊するきっかけとなるレベル以下に維持できるような炭素税となる。つまり、THCは、北ヨーロッパにほぼ典型的な20Svの割合で暖流を送り続けている。しかし、割引率を高くすると、壊滅的な長期的損害の現在価値さえも十分に減少し、THCの突然の非線形崩壊(システムが「崖っぷち」に陥り、THCは本質的に熱伝達機能を停止する)が社会と自然の結合システムの出現的性質となる。その結果、割引率は、モデル化された気候の22世紀の挙動に大きな影響を与えるパラメータとなる。

-PRTPと気候感度を変化させた北大西洋の平衡熱塩循環 (THC )の”クリフダイアグラム“。ここでは、THCが「正常」(北欧に20Svの温水が流れる)と「崩壊」(0Sv)の2つの状態にあることがわかる。この計算では、THCの崩壊が起こる条件に関連するいくつかのパラメータは、その全範囲にわたって変化させないので、数字は例示に過ぎない。これは主に、社会と自然の結合モデル (例えば、MastrandreaとSchneider 2001)における割引に対する高い感度の出現特性を説明するために示されたものである。1Svは1秒間に流れる水の量が100万立方メートルに相当し、通常、海流の強さを測るために使用される尺度である。


これらの高度に集約されたモデルは、社会・自然システムの結合した挙動について信頼性の高い定量的予測を提供することはできないが、それでも、現在気候政策分析に用いられている統合評価モデルの大部分よりは情報が多く、有用である。これらのモデルには、このような突然の非線形過程が含まれていないため、政策決定コミュニティに突然の非線形作用の重要性を警告することはできないだろう。少なくとも、将来の気候損害の推定範囲は、非線形的な行動を含むように拡大されるべきである (例えば、Moss and Schneider, 2000)。何が”危険”であるかの定義 IPCC第2作業部会は、数℃を超える温暖化では、突然の非線形気候現象が発生する可能性が非常に高いと見なしている。

MastrandreaとSchneider, 2004も、より一般的な目的のためにオリジナルのDICEモデルを使用している。これは、1992年の国連の気候変動枠組み条約でもともと使われていた用語、「危険な人為的干渉」 (DAI)の発生確率とDAI予防の観点からの気候政策の利点を計算するためのものである。彼らはまず、DAIを気候変動の結果(影響)の観点から定義すべきであると提案している。彼らは、IPCCの「燃えさかる炎」図に累積密度関数 (CDF)(下図の細い黒線)を含めるよう修正した。図上の各遷移から赤の閾値にデータ点を割り当て、「危険な」変化の確率が各閾値温度で5分位ずつ累積的に増加すると仮定している。彼らは、これを「危険な」気候変動を分析する出発点としている。気候変動を分析する出発点としている。

図 –IPCCのReasons for Concern(懸念の理由)の図を危険な人為的干渉」 (DAI)のCDFを生成するために使用された閾値を含む。IPCCの図は、2100年までの気候変動に対してマッピングされた5つの懸念の理由を概念化している。気温が上昇するにつれて、色は赤になる。白は中立または小さいネガティブまたはポジティブな影響やリスクを示し、黄色はいくつかのシステムでネガティブな影響を示し、赤はより広範囲で、かつ/またはより大きなネガティブな影響やリスクを意味する。気候変動による悪影響のリスクは、変化の大きさに応じて増加し、懸念される理由がより多く含まれる。簡略化のため、各懸念事項の赤色への移行しきい値を使用して DAIのCDFを作成し、各しきい値に達するとDAIの確率が5 分の1 ずつ上昇すると仮定している。(出典Mastrandrea and Schneider, 2004;Figure SPM2,IPCC TAR SPM of WG IIから引用)。


DAIの確率を計算するために、MastrandreaとSchneiderは、「危険」な気候変動の閾値の中央値として2.85℃を見つけた。これは、IPCC第2作業部会の「数度後には、多くの深刻な気候変動の影響が予想される」という評価と一致している。しかし、IPCCは、1~1.5℃を超える温暖化では「ユニークで価値のある」システムが失われる可能性があるとも指摘しているので、2.85℃はまだ保守的といえるかもしれない。

MastrandreaとSchneiderは、気候感度、気候損害、割引率という3つの重要なパラメータを使用している。これらはすべて、不確実性が高いが、地球規模の気候変動の政策への影響を決定する上で重要な要素である。これらの計算を行うために、彼らはNordhaus(1992)のDICEモデルを使用している (THCのセクションで述べた)。これは、そのよく知られた限界にもかかわらず、比較的単純で透明性の高いIAMであるためである。IAMを使うことで、DAIのような政策上重要な気温上昇の閾値を超える可能性に対する、幅広い緩和レベルの影響を探ることができる。MastrandreaとSchneiderは、3つのパラメータをすべて見る際、2種類のモデル出力に着目している:2100年の世界平均気温変化 (DAI発生の可能性の評価に使用)、および「最適な」炭素税。炭素税である。

まず、気候感度は、産業革命以前の水準からCO2が2倍になった場合に、世界の平均気温がどの程度上昇すると予想されるか、という定義が一般的である。IPCCは、気候感度を1.5℃から4.5℃の範囲と推定しているが、この範囲内の値に主観的な確率を割り当てていないため、リスク分析が困難である。しかし、最近の研究では、IPCCの1.5℃から4.5℃の範囲よりも広い気候感度分布を示すものが多く、4.5℃を超える気候感度の確率がかなり高いものが出てきている。MastrandreaとSchneiderは、AndronovaとSchlesinger(2001)による複合分布、Forestら(2001)によるエキスパート事前分布 (F Exp)と均一事前分布 (F Uni)の3つの確率分布を用いている。彼らは、気候感度の確率分布から個別にサンプリングするモンテカルロ分析を行い、緩和政策を適用せず、結果のすべての変動が気候感度の変動のみによるものとなるようにした。彼らが作成した確率分布 (Mastrandrea and Schneiderの確率分布図の(a)を参照)は、以下の通りである。は、50 パーセンタイルの2.85ºCの「危険」な閾値を超える気温上昇をもたらす結果の割合を示している。グラフに示すように、2.85℃でDAIを超える確率は、使用する気候感度分布によって29%から56%の範囲である

MastrandreaとSchneiderの次のシミュレーションは、気候感度と2番目のパラメータである気候被害関数 (MastrandreaとSchneiderの確率分布図の(b)を参照)の両方を変化させて2100年の気温上昇を見る共同モンテカルロ分析である。被害関数については、Roughgarden and Schneider (1999)の分布からサンプリングし、オリジナルのDICE関数より強い、あるいは弱い気候被害関数を生成している。このように、ジョイント・ランでは、気候変動被害を含めることによって、モデルによるより厳しい気候政策制御の結果として、危険な気候変動の可能性が低くなることが示された。炭素税の時変中央値は、各ジョイント分析において、2010年までに50ドル/トンC以上、2050年までに100ドル/トンC以上となった。炭素税が高い場合、気温上昇が少なく、”DAI “の発生確率が減少する。は、炭素税が高い場合に計算されるが、この分析では、「DAI ”の一つの可能な閾値(中央値)のみを考慮し、比較的低い割引率(約1%)を仮定しているので、これらの結果は、気候政策の制御と「危険な」気候変動の可能性の関係を完全に記述するものではない。

確率分布 . (A) 気候感のみによるモンテカルロ解析(被害ゼロ、PRTP0%、割引率1%)の各気候感度分布の確率分布。(B)ジョイント(気候感度と気候被害)モンテカルロ解析の確率分布。すべての分布は、3ビン走行平均と、危険な気候変動に対する中央値2.85℃の閾値P{DAI[50‰]}を超える結果の割合が表示されている。共同分布は、各気候感度分布の中央値気候感度と共同モンテカルロケースの中央値気候被害関数を用いて、DICEモデルによって2050年 (T2050)に計算された炭素税を表示している。気候政策制御を伴う共同ケース (B)と、気候政策制御を伴わない気候感度のみのケース (A)を比較すると、十分な炭素税がDAI[50‰]の可能性を(3つのケースのうち2つで顕著に)減少させていることがわかる。(出典:Mastrandrea and Schneider, 2004.)


MastrandreaとSchneiderは、気候政策の制御と「危険な」気候変動の可能性の間の関係を特徴付けるために、固定された被害関数の範囲について、気候感度を変化させた一連のモンテカルロ分析を行うことを試みている。MastrandreaとSchneiderは、気候感度を変えながら、固定された被害関数の範囲について一連のモンテカルロ分析を行うことで、気候変動に対する「危険な」可能性と気候政策との関係を明らかにしようとしている。彼らは、気候変動被害確率分布の10%から90%までの各被害関数について、各気候感度分布からサンプリングしたモンテカルロ分析を行った。また、各確率分布の中央値の気候感度と中央値の被害関数を用いたモデルランについて、2050年に規定される炭素税を計算した。

3つのモンテカルロ解析の結果を平均すると、上記の仮定のもとで、ある2050年の炭素税においてDAIが発生する確率が算出される図中の各バンドは、「危険な」閾値CDFの異なるパーセンタイル範囲に対応している。CDFの低いパーセンタイルは、DAIに対するより低い温度閾値を表している。炭素税が高いほど、将来の気温がかなり上昇する確率が下がり、DAIが発生する確率が下がるのだ。DAIの中央値 (DAI[50%])の閾値(下記のMastrandreaとSchneiderの最適炭素税に関する図の太い黒線)を見てみると、2050年までに炭素税を$150-$200/トンCにすると、「DAI」の確率が、気候政策の制御なし (PRTP0%、割引率約1%に相当)の45%からほぼゼロまで低下することがわかる。

図- 割引率を決定する要因であるPRTPと2100年のDAI発生確率の関係をモデル化したもの。PRTP(したがって割引率)を上げると、将来の気候変動の損害の現在価値が下がり、DAI[X‰]の確率が上がることが示されている。ここで、XはIPCCのReasons for Concernの図の適応から導き出されるDAI CDFのパーセンタイルである。実線は、任意のレベルのPRTPまたはDAIパーセンタイル閾値Xに対して、DAI[X‰]の閾値を超える結果の割合を示している。私たちの中央閾値DAI[50‰](太い黒線)では、DICEモデルで当初指定したように、PRTP0%でほぼゼロからPRTP3%で30%に上昇する。(出典:Mastrandrea and Schneider, 2004.)


最後に、MastrandreaとSchneiderは、PRTPの値を変えて気候感度を変化させるモンテカルロ分析を行い、以下のMastrandreaとSchneiderのPRTPとDAIに関する図に示すように、異なる温度閾値における割引率とDAI発生の確率の関係を示している。予想通り、割引率を上げると、将来の気温上昇の確率分布が高くなり、より低いレベルの気候政策制御が「最適」となり、DAIが起こる確率が高くなる。DAIの中央値である2.85℃では(下記のMastrandreaとSchneiderの割引に関する図の太い黒線)、DAIの確率は、PRTPが0%の場合のゼロ付近から、PRTPが3%の場合の30%に上昇する。PRTP3%は、NordhausのDICEモデルで元々指定されていた値である。また、PRTPが1%を超えると、「最適」な結果は、気候感度の変動による将来の気候損害の変動に対してますます鈍感になることが明らかである。

図 – 2050年の炭素税(一般的な気候政策コントロールの代理)と2100年のDAI発生確率のモデル化された関係。各色の帯は、DAI閾値CDFからの異なるパーセンタイル範囲-CDFからの低いパーセンタイルはDAIに対する低い温度閾値を表す-を示す。実線は、DAI[X‰]の閾値を超える結果の割合を示しており、Xは、IPCCのReasons for Concernの図を適応したDAI CDFからのパーセンタイルであり、任意のレベルの気候政策制御を行うことが可能である。どのDAI[X‰]閾値においても、気候政策による制御はDAIの確率を著しく低下させ、中央値のDAI[50‰]閾値(太い黒線)では、2050年の炭素税150ドル/トンが、DAIの確率を45%からゼロ近くまで下げるために必要なモデル依存の結果となっている。[PRTPが3%の場合、この炭素税は一桁少なく、DAIの減少は10%のオーダーである]。(出典:Mastrandrea and Schneider, 2004.)


MastrandreaとSchneiderのDICEモデルを用いた結果は、定量的な答えを与えてはいないが、それでも3つの非常に重要な問題を示している:(1)DAIはその定義によって大きく変わり得ること、(2)パラメータの不確実性はすべての将来の気候予測にとって重要であること、そしてこの議論にとって最も重要であるが(3)気候政策のコントロール(すなわち炭素税)は危険な人為的干渉の確率を大幅に削減できることである。この最後の発見は、「気候政策」で述べたように、政策立案者に気候情報を紹介する際に大きな意味を持つ。気候モデルの結果を提示し、気候政策の利点を主張することは、意思決定者にとって、気候政策がDAI閾値を超える可能性を低減する可能性という観点で組み立てられるべきものである。

政策立案者は、気候変動が以下を引き起こす可能性があることにも関心を持つべきである。長い時間軸での不可逆性.具体的な例を考えてみよう。CO2濃度、気温、海面レベル(IPCC統合報告書図5-2)は、今後100年以内の決定であっても、1000年以上にわたって再生しうる影響を「漫画」で示したものである。CO2 濃度、気温、海面に関する茶色の曲線は、化石燃料時代の排出量、つまり、約1〜2世紀にわたってCO2や その他の温室効果ガスを大気中に投棄してきたことを表している。累積排出量(茶色の曲線の下の領域)によって、CO2濃度の総増加量(紫の曲線 )が決定される。なお、最終的に安定レベルに達するまでには数世紀を要し、今回のIPCCの評価では、数世紀はそのレベルに留まるとされている。22世紀に人類が化石燃料の排出を完全にやめたとしても、本質的に不可逆的な長期的なCO2濃度の上昇は、千年以上にわたって残ると予測されている(モデルによっては、数世紀かけてCO2を 再び緩和させるものもあり、議論のある結果である)。したがって、赤い曲線が示すように、この温室効果ガスの上昇から地表気候は温暖化し続け、平衡温暖化が確立するまでに数百年の過渡的な反応を示すことになる。この平衡温度上昇がどの程度になるかは、CO2の最終的な安定化レベル、気候感度( 3つの気候感度と 単一の確率密度関数参照 )、およびCO2濃度が数世紀かけてどの程度低いレベルまで緩和されるかに依存 する。

CO2濃度、気温、海面水位は、海面での温暖化が海水1立方メートルごとに混合され、各容積単位が膨張する「混合」の1000年間を表している。海の熱膨張は、海が十分に混合されるまで続く。その時間は、図の青い実線で示したように、1,000年のオーダーであることが知られている。したがって、たとえ人間が費用対効果の高い炭素排出ゼロの装置を1世紀以内に発明したとしても、化石燃料時代の1〜2世紀の間に累積された排出量(茶色の曲線の下の領域)がもたらす結果は、1000年以上にわたって本質的に不可逆的なものとなり得るのだ。

この海面上昇という現象に対して、懐疑的な意見もある。2004年5月3日、Cooler Heads Coalition(地球温暖化が実際に起こっているかどうかに非常に懐疑的なグループ)主催の国会議事堂でのブリーフィングで、「The Impacts of Global Warming」と題する講演が行われた。発表者の一人であるスウェーデンのストックホルム大学古地球物理学・地質力学教授のNils-Axel Mörner博士は、自身の逆説的なスタンスを詳しく説明した。Mörnerは、地球規模の海面上昇を証明することはできないと考えている。「気温がどうなるかは別問題。気温がどうなるかということと、海がどうなるかということは別の話である。この2つは、IPCC報告書が主張するような形でつながっていない」。メルナー氏は、その結論の根拠として2つの証拠を挙げている。まず、衛星による測定では過去10年間海面が変化していないというが、Contrarian Scienceで述べたように、衛星データは非常に議論の多いもので、現在熱い議論が行われている(新しい研究では、慎重に読めば衛星データは著しい温暖化を示しているという証拠が増えてきている)。であり、地表面観測の方がより信頼できる傾向がある。Mörner博士の2つ目の証拠は、彼が2003年11月にモルディブ諸島で行った研究にある。この研究は、国際第四紀研究連合の海面変動と沿岸進化に関する委員会 (Mörner博士はかつてこの委員会の会長だったの依頼で、「地球と惑星の変化 」に掲載された(Mörner他 2004年を参照)。Mörnerらは、モルディブでは過去20〜30年の間に海面が少なくとも4センチ下がり、過去100年間はほとんど変化していないと主張している。メルナーは、海面が上昇しても、それは地球上のある地域から別の地域へと水が移動しているだけだと考えているという。

このような「情報」を提示されたとき、私は、「海面上昇を含むあらゆる種類のトレンドに、局所的に多くの要因が影響することは事実である」と答えた。重要なのは、少数の例外を許容して、最も一般的な規則を覆すことではない。海洋の熱膨張は事実であり、この種の物理法則は間違いではないが、他の要因によって局所的にトレンドが加わったり逆転したりすることがある。なので、地質学的あるいは海洋学的な力学的変化によって、特定の場所が海から飛び出した場合、何が起こっても、およそ10〜20cmの熱膨張が含まれる。例えば、地殻変動で海底が30cm下がっても、海面は10cm程度しか下がらない(熱膨張で20cm上昇すると仮定)。地球規模の要因(海面)は、局所的な要因(海底の変化)の上に乗っかっている。局所的な例外を見つけることができるからといって、地球規模の熱膨張や海面上昇はないと主張するのは、地球の一部が実際に冷却していることを示し、地球表面全体の平均が温暖化していることを無視するのと同じくらい馬鹿げている。地球全体の平均に対して孤立した例外を用いるのは、極論か悪い科学であり、誰かがMörnerらに、彼らが引用した一部の場所(意図的に例外となるように選んだのだろう)だけの地球観測を一般化することが妥当だと思うかどうか尋ねるべきである。それは、投票所全体ではなく、友好的な選挙区だけに投票することで選挙の勝者を決定するようなものだろう。

最後に、CO2 濃度、気温、海面に関する青い破線の曲線は、グリーンランドや西南極などの極地の氷河の融解を表しているが、この現象は、科学者がすでに証拠を見つけつつあるものである。グリーンランドでは、衛星データ、航空機による測量、地上での測定から、この国の氷床が急速に質量を失い(Schiermeier, 2004a参照)、毎年50立方キロ、つまり総体積の約5万分の1を失っていることが分かっている。仮にグリーンランドの氷がすべて溶けたとしたら、世界の海は7メートルほど上昇することになる。グリーンランドの氷床は南極大陸の氷床よりもはるかに小さいが、Schiermeierによれば、科学者たちはグリーンランドの氷床が融ける可能性が高いと見ている。その理由は、(1)北半球の海に浮かぶ海氷の量が減っているため、日光を反射する氷が少なくなり、海洋がより多くの熱を吸収して氷河の融解をさらに進行させる、(2)グリーンランドの気温が南極よりも高く、特に夏の気温が高い、などだ。南極の氷は海に到達する前に再凍結することが多いが、グリーンランドの氷は海に溶けていく。[それにもかかわらず、科学者たちは南極半島周辺の気温上昇を検出し、それが氷床の融解を引き起こし、最終的にはスコットランドほどの大きさの巨大な棚氷であるラーセン棚氷の消滅を引き起こす可能性があると考えているShepherd et al, 2003を参照)。

熱膨張による海面上昇は、今後1〜2世紀で最大1メートル、その後の5世紀ほどでさらに1〜2メートルとなる代わりに、大規模な温暖化(数度以上 –IPCC 2001b)は、極付近の主要な氷床の剥離などの非線形現象を引き起こす可能性がある。これは何千年もの間、さらに何メートルもの海面上昇を引き起こし、いったん始まると何万年という時間スケールでは元に戻らないかもしれないGregory et al. 2004年を参照)。Toniazzo et al., 2004や Crowley and Baum, 1995も氷河の消失自体は、たとえ産業革命以前のより涼しい気候条件が戻ったとしても、永久に続くと考えている。なぜなら、氷床はそれ自身のローカルな気候を作り出しており、Schiermeier, 2004aが要約するように”存在するにはそれ自身に依存している”ようだからだ。

これらの変化とそれをもたらした地球温暖化によって、現在の間氷期は通常よりもはるかに長く続く可能性がある。今回の間氷期以前の最近の2回の間氷期はそれぞれ約1万年であったのに対し、Berger and Loutre, 2002は多くの科学者が今回の間氷期はあと5万年から7万年は終わらないと予想していることに言及している。このような長い間氷期は、過去50万年の間にもう一度だけあったと考えられている。一つの間氷期が長引くことは悪い結果ではないと主張する人もいるかもしれないが、「短期的」(数千年という地質学的時間単位での)代償として、5〜10メートルの取り返しのつかない海面上昇が起こり、低地の沿岸地域や多くの小さな島々は確実に破滅に追い込まれる可能性がある。

このような非常に長期的な潜在的不可逆性は、まさに「気候系に対する危険な人為的干渉」と認定される可能性が高い非線形事象の一種である。数世代にわたる人々がより高い物質的生活水準を求め、そのような成長志向の目標をより迅速に達成するために大気を値段のつかない下水として利用することが「倫理的」であるかどうかは、温室効果ガスの蓄積が進むにつれて間違いなく加熱する価値観を伴う議論である。適切な割引、(不確実性が大きく残っているにもかかわらず)費用便益やその他の方法の適用性、「予防原則」への言及がこの議論の特徴になるのは間違いないだろう。

私自身の価値観は、気候科学とその影響の予測に大きな不確実性があることを踏まえ、気候系を撹乱する速度を遅くする、つまり、「想像しうる驚きの条件」の可能性を低くすることである。そうすることで、何が起こるかをよりよく理解するための時間を稼ぐことができ、少なくともあと何十年もかかるであろうその過程で、低コストの脱炭素化オプションを開発し、緩和のコストを、排出削減とクリーンな代替手段の発明を促す政策がなかった場合に発生するコストよりも大幅に削減できる。気候系への圧力を緩和し、代替エネルギーシステムを開発し、過剰消費を抑える(Arrow et al.参照)ことが、唯一の明確な「保険」となる。2003参照)は、潜在的に危険な不可逆性と突然の非線形事象の数々に対して、私たちが持つ唯一の明確な「保険」である。(もう一つの選択肢があると主張する人もいる。「この論争の的となるトピックに関するより詳細な議論と文献の引用については、Schneider, Rosencranz, and Niles, 2002の第21章を参照されたい)。私たちが今後数世代で行うことが、今後100世代に取り返しのつかない影響を与えるかもしれないことを、より多くの意思決定者が知るにつれ、これらの概念は、今後10年ほどの間に頻繁に議論されるようになる可能性が高い。

図 – CO2濃度、気温、海面レベル (出典:IPCC統合報告書図5-2 )。

 

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