菜单

社会渠道

搜索存档


附加选项
话题

日期范围

收到每日或每周最重要文章的摘要,直接发送到您的收件箱,只需在下面输入您的电子邮件。通过输入您的电子邮件地址,您同意按照我们的隐私政策

随着黄昏的临近,阳光透过云层照射下来。
随着黄昏的临近,阳光透过云层照射下来。 信贷:蔡彼得摄影/阿拉米股票照片。
来宾职位
2021年6月30日35

ゲスト投稿:低い“気候感度”が除外できた理由

多个作者

06.30.21

多个作者

2021年6月30日下午1:35
客人的帖子 ゲスト投稿:低い“気候感度”が除外できた理由

国際的な科学者チームが4年間かけて詳細な議論を重ねた結果,大気中二氧化碳濃度の増加に対する世界の地表温度の応答を,これまで以上に正確に定量化することができました。

地球物理评论誌に掲載された今回の成果は,”平衡気候感度"(ECS)の推定値の 幅を狭めるものです。ECSとは、大気中の 二氧化碳濃度が産業革命以前の水準の2倍になった場合に,世界がどれだけ温暖化するかを示す指標です。

1979年に米国の気象学者朱利恰尼氏が、1.5°C~4.5°Cの幅の可能性を示唆して以来、 ECSの推定値の幅を狭めることは気候科学の最重要課題となっています。その推定幅の主 な根拠となったのは、世界初の 2.つの全球気候モデルで,大気中の二氧化碳濃度を2倍にするという単純な実験を行ったところ,それぞれ2°Cと4°Cという異なる値が得られたことでした。

それ以来,40年以上の研究や大気プロセスの理解の向上,そしてより詳細な観測にもかかわらず,この幅はずっと変わっていませんでした。

今回,観測された温暖化,地球の遠い過去ならびに気候モデルから得られた証拠,そして気候に関する科学的理解の進展をまとめると,ECSの幅は2.6℃から4.1℃の間である可能性が高いことがわかりました。

このように不確実性の幅が狭まったことで,人類社会が,気候感度が低いということを理由として,悠長に気候変動に取り組むことができなくなりました。しかし,この悪い知らせの反面にある良い知らせは,今回の研究結果が,非常に高いECSの推定値は可能性が低いことも示唆していることです。

頑ななまでに広い幅

大気中の二氧化碳濃度の増加に対して,地球の気候がどの程度敏感に応答するかは,気候科学の基本的な問題です。地球の地表温度が,人為的に排出された二氧化碳に応答してどの程度上昇するかは,本質的にこれによって決まります。

大気中の 二氧化碳濃度は、産業革命前の280ppm.から、現在では約416 ppmにまで増加しています。排出量を削減しなければ,2060年頃には産業革命前の2倍となる560 ppmに達する可能性があります。

しかし,ECSの推定幅は頑なに広いままでした。2007年に発表された联合国政府间气候变化专门委员会(気候変動に関する政府間パネル)第 4 次評価報告書(AR4)では,ECSは2.0℃から4.5℃の間となる”的可能性が高い”(IPCCの用語では66%以上の可能性)と結論づけられました。これにより2℃を下回る可能性は低いと示唆され,ようやく一定の成果が得られたことが示されました。

しかし2013年に発表されたIPCCの第 5 次評価報告書(AR5)では,この改善が一転して,従来の1.5℃~ 4.5℃の幅の”的可能性の高い”推定値に戻ってしまいました。

なぜ戻ってしまったのか吗?2000年代以降、ECS の推定値は気候モデルだけでなく、過去の 気候の研究(「古気候学」)や、観測された過去の気温変化の解釈、さらには気候のフィード バックプロセスの研究からも推定されるようになりました。

AR5が執筆された時点では、観測された気温変動に基づく ECSの最良推定値は 2℃前後で した。一方、プロセスの理解とモデリングによる推定値は、查尼の幅の上限を支持して いました。両者の範囲は重なっていましたが、 測された気候変動に基づく推定値と、気候 感度を支配するプロセスの理解とモデリングに基づく推定値との間に、このような乖離が あることは憂慮すべきことでした。

2013年以降,科学者たちは,なぜ推定値が異なるのかについての技術的な詳細を理解し,さまざまな証拠から得られた異なる推定値を調整するための最初の一歩を踏みだすよう,協調的な努力を行ってきました。

今回の研究では、異なる独立した証拠が互いにどのように関連しているかについての理解 が深まったことで、これらの証拠を正式に組み合わせて、これまでのどの総合評価よりも強 い制約を ECSに与えることができるようになりました。

可能性の高い幅

今回の研究では,ECSの”的可能性が高い”範囲は2.6℃から4.1℃で,最良推定値は3℃を若干上回る程度と考えられます。この幅の外では,ECSが2℃以下になる可能性は以5%下,4.5℃以上になる可能性は6 ~ 18%となります。

また,ECSとは少し異なる指標である”有効気候感度」の推定値を 2.6〜3.9℃としました。 (ECSは、二氧化碳濃度が 2.倍になった後、気候が平衡状態に達した場合の温暖化予測値です。 気候が本当に平衡状態に達するまでには数千年 かるため、評価やシミュレーションが現 実的でない場合があります。「有効気候感度」はこの問題に対処するもので、典型的には 二氧化碳を 2.倍にしてから 150年後の温暖化を外挿します)。

一見すると、これは前回の IPCC報告書から大幅に改善されたようには見えないかもしれ ませんが、実際には、気候科学の理解や、21世紀の温暖化の予測の幅に対する私たちの自 信についての重要な意味を持っています。

下の図は,今回の研究で得られたECSの推定幅(黒と灰色)と,AR5(青色),第5次(黄)色および第6次(オレンジ)結合モデル相互比較プロジェクト(生产商)の推定範囲を比較したものです。(CMIP5のモデル予測はAR5に反映され,CMIP6は次の第 6.次評価報 告書(AR6)に反映されます)。

Range-of-ECS-from-the-new-study
ECSの幅。新しい研究のベース(黒)とロバスト(灰色,有効感度を示す)の両方の結果,前回のIPCC評価報告書(AR5、青)、前世代の気候モデル(CMIP5、黄)、新しいCMIP6気候モデル(オレンジ)。舍伍德らの論文と AR5については、可能性の高い気候感度(66%の幅)を太いバーで、可能性の非常に高い感度 (90%の幅)を細いバーで示す。碳简报が金宝搏bet188Highchartsを用いて作成。

私たちの研究では、まず、それぞれの証拠がどのようにして可能性の高い ECSに制限を設 けることができるのか、あるいは制限を設けることができないのかを判断し、説明すること で、より狭い範囲を作り出しています。私たちは、フィードバックプロセスの理解,気温変化の歴史的観測データ,過去の気候変動の古気候復元という3つの異なる証拠を精査しました。

次に、3.つの推定値を正式に統合すると,ECSの推定値の中心が 3℃よりやや高い値になり ました。また、ECSの幅についても、2.3℃から 4.7℃の間である可能性が 90%というさら なる制約が得られました。これらの証拠のいずれか一つを抜いたり、別の統計的手法を用い たりすることにより得られた、「頑健な」有効気候感度推定値は 2.0℃から 5.7℃の間になり ます。

これらの制約により,今回の研究で直接の証拠としては用いられなかった気候モデルによる推定値と,この推定幅を比較することができるようになりました。ある気候モデルのECSがこの範囲に比べて高い場合,ある排出経路のもとでの将来の温暖化レベルを過大評価すると予想されます。同様に,ECSの値がこの幅より低い場合,将来の温暖化を過小評価する可能性があります。

証拠を組み合わせる

大気中二氧化碳濃度の上昇に対して地球がどのように応答するかにおいて,フィードバックプロセスが重要な要素となります。フィードバックには,地球の温暖化を促進する正のフィードバックと,温暖化を抑制する負のフィードバクがあります。例えば,温暖化によって氷や雪が溶けると,地表における太陽光の反射率が下がり,吸収率が上がて温暖化がさらに進みますが,これは正のフィードバックです。

私たちは、観測、理論、詳細なシミュレーション、気候モデルから得られた証拠を検証しま した。私たちの分析によれば、ECSの推定値が2℃以下の値を取るには、が地球温暖化 について負のフィードバックを与えることが必要なのですが、一方で雲が負のフィードバ ックを与える可能性は非常に低いことがわかっています。したがって、この証拠だけで、 1.5℃より低い ECSの推定値を除外することができます。

これまでに観測された温暖化も、さらなる証拠となります。二氧化碳濃度がまだ 2.倍になって いないのに、すでに約1℃の温暖化が起こっているのです。このことから,ECSの値が2℃以下になる可能性は非常に低いと考えられます。しかし,大気汚染や火山などによるエアロゾルの冷却効果を定量化することは難しく,また,フィードバックプロセスがここ数十年の間には,長期的に予想されるものとは異なる動きをしていた可能性があることから,この観測された温暖化からECSの良い推定値を得ることは困難です。そのため,過去のデータだけでECSの高い値を除外することは極めて難しいのです。

古気候は,私たちが検証する3つ目の証拠です。地球の遠い過去に自然に発生した気候変動も,十分な情報があればECSを制約する助けとなります。最も有効な情報が得られる時代は,最終氷期の極大期(約2万年前)で,現在よりも約3℃から7℃寒かったことと,約万300年前の鮮新世中期の温暖な時期(現在よりも約1℃から3℃暖かかった)の2つであることがわかりました。最終氷期の極大期における寒冷化の限界は,ECSの値が高い可能性が低いことを示す単一の証拠としては最良のものです。

ECSに対するこれらの制約は、一連の証拠を組み合わせることでより強固なものとなり、 複合的な証拠によって ECSの高い値や低い値を除外することができるようになりました。 高い ECS値を除外する:もし真の ECSの値が 4.5℃以上であれば、雲のフィードバックは 衛星データで示唆されているよりもはるかに増幅効果が大きいことになります。また、将来 のフィードバックも、過去の期間よりもずっと増幅効果が大きいことになります。さらに、 氷床の変化や最終氷期の最盛期の乾燥した状態での塵の堆積は、著しく過大評価されてい た必要があります。

低いECS値を除外する:真のECSの値が1.5℃以下の場合,予想外の強力な雲の冷却フィードバックプロセスが新たに発見される必要があります。また,過去の期間におけるエアロゾルによる気候の冷却効果はほぼゼロあるいはむしろ加熱効果に寄与していた必要があります。さらに,鮮新世中期に推定された温暖化は過大評価されている必要があります。

私たちは,一連の統計的検定を行うこと,ですべての証拠が間違っている可能性を検討しました。また,特定の証拠への依存度も評価しました。たくさんの計算とビデオ会議での議論を重ねた後,これらのテストから最終的に論文で紹介するECSの範囲を決定することができました。

下の図は、各証拠の結果を個別に示したもので、各ボックスは有効気候感度の 50%の可能 性の幅を示しています。

- 50%可能性范围- -有效的气候敏感性
各証拠から独立して算出された有効気候感度の 50%の可能性の幅。過去の観測のみに基づく推定値の上限 はほとんど制約ができず、8℃以上であることに注意。図は 舍伍德ら(2020)の図 20を基に 碳简报が金宝搏bet188Highchartsを用いて作成した。

モデルとの比較

この記事の最初の図では、CMIP6モデルのなかには、論文で示された ECSの幅の上方にも 下方にも外れているものがあることを示しました。

我们のの研によれば,ECSの幅のののははははは,真のecsをを代表しいるとは考えにくくくいるててはの気温気温を过过评価または过过评価する过评価またはれれ评価こと过予想されれしかし,今回の研のではなく决定决定なではなく,特价ECSのの値値はははに比べて十十にができていないためためが値のいないためしたがっまだありありありありありありありありありありありありありありありありありありありありありありあり,これらの高ECSののモデルを决定的的するするはできませませするはできませ

さらに,他の研究では,ECSの値が高いシミュレーションは多くの点が改善されていることがわかっています。したがって,将来のリスクを評価する際に,これらの高ECSモデルを含めることは,有用な予防策であることに変わりはありません。

国立環境研究所 訳。Sherwood, S. et al.(2020)利用多种证据对地球气候敏感性的评估,《地球物理学评论》doi.org/10.1029/2019RG000678

Sharelines从这个故事
  • ゲスト投稿:低い“気候感度”が除外できた理由

简报

专家分析直接到您的收件箱。

通过电子邮件获取每日或每周由碳简报选择的所有重要文章和论文的综述。通过输入您的电子邮件地址,您同意按照我们的金宝搏bet188隐私政策

简报

专家分析直接到您的收件箱。

通过电子邮件获取每日或每周由碳简报选择的所有重要文章和论文的综述。通过输入您的电子邮件地址,您同意按照我们的金宝搏bet188隐私政策