地球温暖化と太陽活動 Ⅱ

第 20巻
特別号
『京都経済短期大学論集』
2013年 3月
11
論文
地球温暖化 と太 陽活動 Ⅱ
流体 力学 にお ける数値 シ ミュレー シ ョン
西
宝
目
1. は じめ に
1.は じめ に
2.数 値 シ ミュレー シ ョン
2-1 基礎方程式
2-2 方程式 の解法
2-3 初期値問題 と境 界値 問題
3.温 暖化 をめ ぐる議論
4.ま とめ
1
は じめ に
西川 (2012;以 下論文 Iと 引用 )で は現在指摘 されて いる人為的要因による地
球温暖化 に関 して一般的な疑間を表 明す る とともに、太陽物理学の立 場 か ら
IPCCを 中心 とす る結論 とは別 の シナ リオ を提示 した。今 回はそ の 中で もシ
ミュレーシ ョン 。モデル に注 目し、考察 を行 うとともに関連する話題 について
我 々の立場か ら議論 を加 える。
この分野 でIPCC(Intergoverrmental Panel on Climate Change)は 2007年
の第四次報告書 で 「地球が温暖化 してお り、その主た る原因は人為的な活動 に
より排出 されたC02に ある、放置すれば危機的な状況を招 く」 とい う議論 を展
開 している。 これ を人為的地球温暖化論 と呼ぶ。論文 Iで 指摘 した ように、人
12
京都経済短期大学論集
(第 20巻
特別号)
為的地球 温 暖 化論 は我 が 国 の 社会 で受 け入れ られ て い る よ うな絶 対的 真理 で は
な い、 とい うこ とを確 認 して お く必 要 が あ る。我 が 国 は この説 の 受 容 にお いて
特 殊 な国で あ る。 他 の 諸 国 にお いて は多様 な意 見 が表 明 され て い る。我 々の立
場 か らは人為的地球 温 暖 化論 に対す る疑義 は大 き く 4つ の 面 に対 して、 提案 で
きることを指摘 した。 4つ の面 とは、①地球の気温は、上昇中である、②温暖
化の主因は人間活動により石油などから新たに生成 される二酸化炭素である、
③ この温暖化は人類に脅威である、④ ①→②お よび②→③ については数値シ
ミュレーシ ョンにより証明される、である。論文 Iで 述べたように我々は① に
関 してはIPCCに 同意する。ただし、2000年 以後気温上昇は少なくとも一時的
には止まっていると考えてもいる。むしろ、2010年 以降は低温化の恐れがある
ので はないか と危惧 してい る。 さ らに現在 の 気温 評価 につ いて はか な りの 曖 味
さを合 む可能性 はあ り、 この こ とを現 在 の 観測 デ ー タか ら結論 す る こ とには間
題 が あ る とも考 えて い る。
論文 Iで は主として②に関して疑義をはさみ、太陽物理学
(あ るいはより広
く銀河物理学)の 立場か ら地球温暖化を引き起 こす異なるシナ リオを紹介 した。
太陽物理学 の立場か ら考 え得 るシナ リオは以下 の通 りである。(i)気 象分野
の関係者にある誤解 は太陽 自体 の輻射 が変動 していると主張 しているとい う誤
解 があるが、 これは正 しくない。(五 )太 陽は短期的 には11年 周期、長期的 には
様 々 な周期で磁場 の変動 を繰 り返 している。 この磁場 の変動 が地球 に影響 と及
ぼす もの と考 える。(五 i)太 陽磁場が強 くなるフ ェイズつ ま り黒点数が極大 とな
る時期 には太 陽風 によって活動的な太陽磁 場が地球周辺 に流 されて くる。 これ
が地球磁気圏 と相互作用す る と空間的 にも時 間的 にも複雑な振 る舞いをするた
め、太 陽系外 か ら降 り注 ぐ銀河起源あるいは さらに外側 に起源 を持 つ宇宙線 の
多 くは様 々な方向に反射 され地球 に影響 を及ぼ しに くい。一方、太陽活動が低
下す る時期 には黒点数はほぼゼ ロにまで低下す る。 この とき太陽 コロナ の形が
扁平 になることが知 られて いるが、太 陽磁場は静かにな り、地球磁場 との再結
合な どの相互作用は単純化す る。 この とき、太陽系外 か らの宇宙線は地球 に入
地球温暖化と太陽活動 Ⅱ
)
(西 川
13
り込 みや す くな る。 つ ま り、太 陽活動 が強 い 場合 には太 陽 系外字 宙線 は地球 に
侵 入 しに くくな り、太陽活動 が弱 ま る と宇宙線 は地 球 に侵入 しや す くな る。(市 )
地球 に侵 入 した宇 宙線 は地球 大気 におい て 雲 を作 りや す くな り、 パ ラ ソル効果
(温 室効 果 の 逆)を 引 き起 こし、太 陽 か らの輻 射 は地 表 にまで到達 しに く くな る
と考 え られ る。結 果 として、太 陽活動 が強 い 時期 には地 球 の 気温 は上 昇 しや す
くな り、太 陽活動 が弱 ま る時期 には地球 は寒冷 化す る こ とが予想 され る。 この
こ とは1600-1700年 に発 生 した マ ウ ンダー・ ミニマ ム (マ ウ ン ダー 小 氷期 )に お い
て、黒点数 が 著 し く低 下 し、太 陽活動 が低 下 した時 期 に地球 におい て も低 温 化
現 象 が多数 報告 され てい る こ とか らも裏 打 ち され る もの と考 える。 しか し、 こ
のモ デ ル は現 段 階 で はIPCCの モ デ ル ほ ど精 密 な も ので は な い こ とは確 か で あ
る。
今回の小論 においては先 の① ∼④ の 内、④ のシ ミュレーシ ョンについて基本
的な点を確認 しておきたい。 とい うの もIPCCを 中心 として展開 されて いる人
為的地球温暖化論 の根拠 とな つている ものは基本的にシ ミュレーシ ョンの結果
であるか らである。IPCCの 陣営 では この各段階において展開 されて いる異論
について ははすべ て論破 されて いるとい う立場である (住 、2007;明 日香ほか
2009)。
我 々の立 場 か らはそれ はあま りに危 うい と言わ ぎるを得ない。論文
I
では どち らか とい うとIPCCに 反対す る立場か らの議論 を中心 にま とめたが、
ここではIPCC支 持 の立場 か らの著作 を基 に議論 し、深めていきたい。
京都経済短期大学論集 (第 20巻
特別号 )
2.数 値 シ ミュ レー シ ョン
2-1 基 礎 方程 式
大気や プ ラズ マ な どを マ ク ロ に取 り扱 う場 合 には これ らを流体 と呼 び、 それ
らを扱 う分 野 は流体 力学 で あ る。よ リー 般 的 には連 続 対 力学 と呼 ばれ るが気体・
液体 ・ プ ラズ マ を対 象 とす る場合 には通 常前 者 の 呼称 を使 う。連続 体 の場 合 に
は固体 も含 まれ る。 対象 が プ ラズ マ の場 合 には対 象 をマ ク ロ に捉 え る こ とが可
能 な場 合 に限定 され る。 ミク ロな現 象 が 優位 に現 れ る条件 下 で は プ ラズ マ 物 理
学 とい う範 疇 に移 行 し、個 々 の粒 子 の ふ るまい を無視 で きな くな る。我 々は 主
として太 陽大 気 を対 象 と して きた が、太 陽大 気 で は太 陽面 か ら104km程 度 の 領
域 で は通 常流体 力学、厳 密 には磁 気流 体 力学 の適用 範 囲 で あ る と見 な して構 わ
な い 。 ただ し、 と りわ け磁 場 強度 の 強 い ご く限定 され た領域 におい て は プ ラズ
マ 的 に取 り扱 う必要 の あ る場 合 が あ る。
我 々 はか つ て太 陽表 面現 象 で あ るス ピキ ュー ル の生 成機構 を明 らか にす るた
め に磁 気 流体 シ ミュ レー シ ョンを行 つた (Suematsu et al., 1982)。
この ケ ー
ス にお いて、 磁 気流体 力学 にお ける基 礎方程 式 を書 き下す と以下 の よ うにな る。
連続 の 式
生+岳 。)=0
・
運動 方程 式
堕響 器=O ②
ρ
聯+為 幾)+舞 ―
―た
=Paた
た
■
た
(維 +維
詣)+ζ こ
維 ③
+ρ
ここに
+η
:と
地球温暖化 と太陽活動 Ⅱ (西 川 )
エネルギー方程式
7(1詳 +ν た
,寿 i)=「
―A
(4)
マ ックス ウ ェル 方程 式
1∂ B
c雨 = ▽
:(1芽
+4可
×E
)=▽
(5)
×B
オ ー ムの法 則
ブ=σ (E+:× 3)
ここで使われ ている変数な どの表記 をま とめたものが、表 Iで ある。
表
′
時刻
ρ
密度
r
「
ノ
E
Φ
η
ε
Z
温度
xj
P
s
単位質量あたりの加 熱率
電流密度
座標
圧力
比エントロピー
A
単位 質量あたりの冷却 率
3
磁場
。
電場
c
重カ ポテンシャル
せん断粘性 (shear宙 scosiy)
単位質量あたりの 内部 エネルギー
単位質量あたりのエネルギー
θ7定 積比熱
I
CP
電気伝導度
光速度
ζ
ッ
体積粘性 (bulk宙 scosty)
〃
単位 質量あたりのエンタルピー
R
気体定数
速度
定圧 比熱
(6)
京都経済短期大学論集 (第 20巻
特別号 )
これ らの表記 は一般 的 な書 式 で あ る。 参考 文献 として、千葉 大学 を 中心 に した
グル ー プの 著作 を参考 文献 として挙 げ てお く (松 元 ほか、 2012)。
2-2 方程式 の解法
2-1に 示 した方程式は偏微分方程式 である。 これ らを解 きたい。特殊な事
例 では思い切 つた単純化によつて、解 ける場合 もある。 しか し、それ らは レア
ケースで あ り、 この方程式群は非線形であるために一般的 には解析的 に解 を得
ることはできない ことが知 られている。 さらに非線形 の場合 には線形 の場合 に
比べ結果が大 き く異なることが知 られている。 さて、そ こで登場す るのが数値
シ ミュレー シ ョンである。 シ ミュレーシ ョンとい う言葉はい ろいろな状況で使
われるため、 シ ミュレー シ ョンと一言 で表 現 して も、中身は異な つてい ること
が多い。上記 の偏微分方程式を使 うケ ースは限 られて くるが、それで も応用分
野 は多様 である。天気 予報や地球温暖化問題 な ど地球大気 を扱 う数値 シ ミュ
レーシ ョン も上記 の (5)∼ (7)を 除 く(1)∼ (4)に 関 して 同様 に取 り扱 う。
偏微分方程式を数値シ ミュレーシ ョンで解 くとい うことは微分を差分 に戻 し
て近 似す ることに対応す る。時間微分の場 合を考 える と関数
fの 時間微分 の
定義式は
誓=虚 鶏
/(ι
+△ ι
)一
/(ι )
(8)
△ι
となる。空間の場合 には
多
=肌
生
咤
デ
望
⑨
と記述 され る。 ここで微小時間、微小空間を扱 うその点でTaylor展 開 し、高次
の項 を落 とす近似 を採用す ることにより、近 似的 に
∂u
∂χ
u(χ 十 △χ)一 視(χ )
△χ
と置 き換 え る こ とが で き る。 これ は前 進 差 分 と呼 ばれ るが 、 同様 に
(10)
地球温暖化 と太陽活動 Ⅱ (西 川)
∂a
u(χ ― △χ)一
u(χ )
△χ
∂χ
とす ることができる。 これは後退差分 と呼ばれ る。今同 じ点で周 囲の点 との関
係 を考えているため、組み合わせて
%=1生
(12)
生 型 望
型
≒ ぶ
とす る こ とが で き る。 これ を 中心差分 と呼ぶ 。 実 際 には上 記 の置 き換 え には誤
差 を合 む ので 、誤差 の評 価 が必要 で あ るが、 ここで は簡単 のた め誤差 の評 価 を
落 として い るが、 中心差 分 を とる こ とに よ り、誤差 を 2次 の項 にまで制 限 で き、
精 度 が上 が る こ とにな る。 こ こで 使用 した 3点 の物 理量
■(χ ―△χ),
u(χ +△ χ)
2(χ),
に格 子 点 (i-1,i,i+1)を 割 り振 る と、2次 元 空 間 で の 配 置 は 図 1の よ うに表 す
こ とがで きる。
(l′
j+1)
y
(i-1′
j)
(i′
(i+1′ 1)
1)
△y
,,,,
AX
\.
X
(Ll‐ 1)
図1
18
京都経済短期大学論集
(第 20巻
特別号)
2次 元 で は (i,j)の 点 に対 して 図 の 黒 丸 で示 した 4点 が 直接 的 に計 算 に介 在 し、
影響 を与 え る。 情報 はそ の 系 で主 要 な情 報 伝達 手段 としての波動 が担 う。太 陽
大 気 で は状 況 に よつて 音波 、 アル フベ ン波 、 あ るい はそれ らの 混在 す る波動 と
な る。「情 報 」 は 図 1の 黒 丸 の 点 か ら伝 達 され て くる こ とに な る。 Suematsu
et al.(1982)に お いて は空 間 1次 元 で数 値計 算 に取 り組 んだ。当時 は この 分野 で
数 値計 算 が始 ま った こ ろで あ つ たた め 手探 り状 態 で あ った 。 しか し、 現 在 で は
3次 元 での意 欲的 な取 り組 み が 行われ て い る。 しか し、必 ず しも 3次 元 の方 が
精 度 が 高 い とい うわ けで はない。 新 しい段 階 で は新 た な困難 が 発生 す るた め に、
よ り低次元 の結果 を踏 まえなが ら次元 をあげてい くことになる。特定の点に直
接影響 を与 える格子点の配置は 3次 元では手前 と向こ う側 の 2点 が追加 され 6
点か ら情報が伝達 され ることになる。3次 元空間 の格子 ― メッシュの形 状はシ
ミュレー シ ョンを実施す る対象 によってそれ ぞれ独 自の形状を仮定する。地球
全球の場合 については気象庁ホ ームペ ージの「こんにちは 1気 象庁です
!平 成
20年 2月 号」に示 された図を図 2に 示 した。全球 の場合には 3次 元 と言 つて も
球体であるため球面上を20km格 子 で埋め、高 さ方向に60層 で構築 しているとの
ことで ある。個 々の点 の周囲では平面格子 と大 き く異なるわ けではない。数値
シ ミュレー シ ョンではある時刻 のすべ ての情報 を知 つた上で、すべ ての格子点
に対 して上記 の (1)∼ (4)を 差分化 した差分方程式を計算する。
図
2
地球温暖化 と太陽活動 Ⅱ (西 川 )
磁 気 流体 方程 式 は情報 の 伝達 を波 の伝 搬 で行 う。 簡単 のた め、波動 伝搬 の み を
取 り出す と
∂u
+ε
∂ι
∂u
蕨
=0
(13)
とな る。こ こにcは 波動 の 速度 (>0)で あ る。ここで差 分 方程 式 を考 え る と、クー
ラ ン数νが現 れ る。
△ι
νtt ε
五7
(14)
クー ラン数 は 1よ り小 さくなければな らない とい う制限がある。 これは上式を
書 き換 えて
△χ
>ε
△ι
(15)
と表す と意味が理解 しやすい。要は、解 を求める際 の時間 ステ ップ △ιの値 は、
実際 の波動 が隣 り合 う格子 に伝達す るまで の時間 よりも小 さくなければな らな
い とい うことである。 もし △tの 値 がその時間 よ り大 き くなる と、計算上 の情
報伝達速度 が実際の現象 の速 さについて行 くことができず、発散 して しま うと
表現できる。従 つて、 メッシ ュの間隔 △χ を小 さくとる と、時間ステ ップ △ι
の上 限値 も減少 させなければな らない。結果 として、 コンピュータの速度 の 向
上の 4乗 根 がメッシ ュ幅、時間 ステ ップの向上 となる。 コンピュータ能力が16
倍 になると、 ようや く同 じ計算 の メッシ ュを半分 にできるのである。
2-3
初期値問題 と境界値問題
これまで紹介 してきた差分方程式を解 く場合 にはまず境界 を確定 し、境界 に
おける物理状態を設定す る。 これは解 く問題 によつていかに正確 に 自然 を反映
させ るか とい う難 しい問題 を合んでいる。太陽大気の場合 には上面 と下面 につ
いてはある程度納得 できる条件 を設定する ことができる。恒星 の大気は鉛直方
向には何桁 も数値が変動す るような状況が通常であ り、慎重 に判断すれば適当
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特別 号 )
な境界条件 をそろえる ことがで きる。 一方水平方向には必ず しも適 当な境界を
設定 できない場合 もある。 この場合 の逃 げ道は周期的境界条件 を設定す ること
である。 見 た 日は左 と右は異な つた場所 であるが、それはつ なが つてい るとす
るわけである。 こ うして、境界条件 の問題は鉛直方向にのみ考 えればよしとす
る。我 々の計算 では ラックス・ベ ン ドルフ法 を使用 して解 いたが、現在 では間
題 に応 じて様 々 な解法が使われて いる。我 々の初歩的な段階での解では太陽大
気中の彩層 とコロナを両方合むが、 この 2つ の領域 は物理 条件が大 き く異なる
ためそれぞれ を特徴付 ける長 さ (ス ケールハ イ ト)が 大 きく異な りそ こか ら数値
的な問題が発生 して しま うとい う問題があ つた。現在では場所毎 にメッシ ュを
切 り分け、スケ ール ハ イ トの問題が生 じない よ うな解法 も考えられている。 こ
の問題 もあ り、我 々の計算 では初期 の段階では継続時間は15分 か ら30分 程度 の
時間に制限 された。 これ以上数値計算 を継続す ると積み重な つた誤差の影響 で
数値的な発散が発生 した。 我 々の計算 では 当時 5分 と見な されていた現象 を
追 っていたので これで何 とか 自然を再現 できた もの と考 えることができた。 こ
「初期
の ような数値 シ ミュレー シ ョンは時 間発展 を追いかけてい く計算であ り、
値問題」 と呼ばれ る。
さて、地球温暖化 に関連 したIPCCの 話題 において度 々使われ てきたシ ミュ
レーシ ョンとい う言葉は これまで紹介 してきた初期値問題 と同等であるか とい
うと異なるもので ある。木本 昌秀 (2012)に よれば、
地球温暖化予測 の ような長期 の気候変化予測は、初 期値依存性は考慮 され
ず、外部条件 の変化 に対す る気候モデルの応 答 を計算する 「境界値問題」
として扱われてきた。
とい うことで ある。 シ ミュレーシ ョンと言 いなが ら実は境界値問題 を解いてい
るに過 ぎないので ある。つ ま り、静的な平衡状態 として の地球 の状態を捜 して、
どうなれば安定的な状態 に到達 するかを求めて いるに過ぎないので ある。地球
環境 を計算 の舞台 に持ち込む場合あま りに多数の 「境界値」があるわけでそれ
をすべ て考慮す ることはきわめて困難が予想 され るわけであるが、様 々 な考慮
地球温暖化 と太 陽活動 Ⅱ (西 川 )
す べ き要素 を考 慮す るた め に多数 の パ ラ メー タを導 入 して い る に もかかわ らず 、
実 は境 界値 問題 を解 いて い る に過 ぎな い。 この こ とを近藤 (2009)は
… 。気候 モ デル を数 十年 間現 在 の 気候 に関す る再現 実験 (シ ミュ レー シ ョ
ン)と して走 らせ 、それ が 現 実 の 気候 に対応 した と こ ろで、排 出 シナ リオ (温
室効 果期待 の排 出 の 見通 し)に 基 づ いて、温室効 果 期待 の 濃度 を増 加 させ る
な ど、放 射強 制 力 の 効果 を導 入 しつ つ モ デル を走 らせ 、予浪1を 得 る こ とが
で きる。
と解 説 して い る。 ここで 「モ デル を走 らせ 」 と表 現 して い るが時 間発展 を追 つ
て い るわ けで はな い。 こ うい つた 手法 で 得 られ た結 果 を基 に社会 が 対応 を迫 ら
れ る とい うこ とに関 して は大 い な る疑 義 をは さま ざる をえな い。 ただ、 それ だ
けで は終 わ ってい な い よ うで、木本 (2012)は 続 いて 「よ り定量的 な適 応策 の 策
定 に 資す る気候 情報 が求 め られ る よ うにな り、現 在 か ら数 十年 後 の 気候 変 化情
報 に対す る要 求 が 高 ま つて きた」 そ して、「初 期値 を作成 し、・・・ 初 期値 問題
として将来数 十年 の 気候変 化 を予測 す る十年規 模 気候変 動 予浪1の 試 み を開始 し
た」 と述 べ て い る。
しか し、 この問題 には根 本 的 な困難 が残 され て い る よ うであ る。 それ は初期
値鋭 敏性 の 問題 ととらえ られ て い る。 一 般 には バ タフ ライ効果 と して知 られ て
い る現 象 で あ る。 初期値 の わ ず か な違 い は一般 的 な物理 現 象 で は、 多数 集 ま る、
あ るいは長 時 間平均 す る と誤 差 の 中 に埋 もれ て一般解 へ と収束 す る と考 え られ
て きたが、非線 形 の 力学 システ ム にお いて は初期値 に合 まれ る誤差 が増 大 して
しま うカオ ス として出現 す る こ とが多 々 あ る。 この結 果 と して現 時 点 において
は 1週 間 あ るい は 2週 間以 上 の詳 細 な初 期値 問題 と して の天 気予報 は難 しい と
考 え られ て い る よ うで あ る。 木本 に よれ ば ア ンサ ンブル 手 法 に よ つて この 問題
を乗 り越 え よ うとす る試 み が な され てい る。
京都経済短期大学論集 (第 20巻
特別号 )
3.温 暖 化 を め ぐ る議 論
今回、IPCCの 政策 の推進派 の著作 を概観 してみ よ う。論文 Iで 紹介 した も
ののほかに住 (1999、
2007)、
江守 (2008)、 近藤 (2009)、 木本昌 (2012)な どがあ
るが、 ここでは これ らの 中で、江守 (2008)を 取 り上 げる。江守 (2008)は この分
野 の若手研究者で、著作か らはまじめな態度が うかがえる。 もちろん、推進論
であるが。 この分野 の議論 はアル・ ゴアの ようにこの分野 を専門 とせず、政策
的に推進 している立場 もある。それ らは多 くの場合問題が多い。論文 Iで も紹
介 した ようにアル・ ゴアの『不都合な真実』 は、 ノーベ ル賞 の対象 とな つたが
赤祖父 (2008)や Monckton(2007)な どの批判があ り、後者 に至 っては35個 の 問
題点を指摘 している。 これ らは批判 には耐 えないものが多 い。
ここでは、数値 シ ミュレー シ ョンについて語 つてい るもの として江守 (2008)
を中心 に紹介 しなが ら、我 々 との見解の違いを見てい きたい。江守は こ う述 べ
ている。
「二酸化炭素が原因だ」といつ
そ の ようなまだわか らないことがある中で、
ていいか とい う問題が、 じつ は残 ってい るのです。
ただ し、 この よ うなまだ充分 にわかって ない要因は、定 量的な見積 も り
があ りません。あるの は、た とえば太陽活動のある指標 と、地球のある場
所 の温度 は一緒 に上がった り下が った りしているみたいだ とい う「状況証
拠」です。あるいは、太陽の磁場が変わると、地球 の温度が変わ るか もし
れない とい う仮説がい くつ か考 えられています。これは
「か もしれない」
ので あ って、今の ところそれ によって実際に何℃ くらい温度が変わ ってき
たのかを、量的 に計算 できるものでは あ りません。
「二酸化炭素が原因だ とい つていいか
気候 シ ミュレー シ ョンの立 場 に立つ とき、
とい う問題が、 じつ は残 つてい る」 とい う意見表明は自然科学 の研究者 として
の江守 のまじめな態度である。実際、現時点での各学問分野 の最先端 の理論 ・
結論は必ずそ の よ うな可能性 を残 している と言 つていい。999%と い う理論は
地球温暖化と太陽活動 Ⅱ
)
(西 川
23
そ うそ うあるものではない。そ うであれば、そ の理 論は最前線 の問題ではな く
な っているので あ り、 もはや科学研究費を費やす課題 ではな くな つているはず
である。その場合 には、工学的あるいは実践的な課題 を具体化するとい う立場
はあ り得 るが、 自然科学研究 の段階ではな いはず である。 しか し、気候研究、
とりわけ地球温暖化に関す る研究は中心的 に研究費 が投入 されている分野であ
る。 ここには明 らかな矛盾 がある。地球温暖化 の問題は優れて 自然科学分野 の
問題であ つて、社会 の動 向を決定す る分野 の問題ではない。 さらに江守はIPCC
の考 え方 を代弁 してお り、
IPCCは 、実際に起 こつている気温上昇は人間 のせいで ある 「可能性が非
常に高 い」 といいま した。 じつ は 「可能性が非常 に高い」 とい う表現は、
IPCCの 中では 「90%以 上の 自信 がある」 とい う意味 で使 うとい う約束 が
あ ります。ぞ して六年前のIPCCの 第 二次評価報告書では 「可能性が高い」
と書 いてあ りま した。「可能性 が 高 い」 は 「66%以 上の 自信 がある」 とい
う意味 です。
これは江守 の問題 ではないが、 自説 を展開す る場合 に90%と い う表明はあ り得
る と思われ るが、客観的な評価 としてそれ はあ り得 な い。 この 点か ら筆者は
IPCCが 真面 目な団体 であるのかきわめて疑わ しい と考 えている。先 にも述べ
たが、ある説 に基 づ く結果 の信頼性 として90%の 精度 が保証 され るので あれば、
それは自然科学 の研究 の対象 であるとは考 えられない。
次 に、江守は
「雨」は大事なのにまだ 出てきていない じゃないか、 と思われ るか もしれ
ません。雨や雪は、現在 の多 くの気候 モ デルでは診断変数で、気温 と水蒸
気の方程式 を計算す るときに、途 中で一緒 に計算 されます。
として いる。 この表明 は、現在 のIPCCグ ループの根本問題 の一つで ある。H20
とC02を 比較 して、温室効果は どち らが大 きいか。それは論 を待たない。圧倒
的 にH20の 効果 の方 が寄与は大きい と推定 され る。現 に、松井孝典 (1990)は
大気中の温室効果ガ ス として最 も重要な のは水蒸気である。40度 相 当の温
京都経済短期大学論集
(第 20巻
特別号)
度 上 昇 の80∼ 90%は 水蒸 気 に よる もの で、残 りが 二 酸 化炭 素 に よる と考 え
られて いる。
と推 定 して い る。「40度 」 とは、温 室 効 果 を無 視 して 期 待 され る地 表 温 度
(250°
K)と 実際 の温度 (290° K)の 差である。 しかるにIPCCグ ループのモデル
においては、H20は パ ラメー タ化 されてお り、第 一要因であるH20を 議論 せ ず
に第 2次 の項 であるC02を 取 り上 げて議論 している。 本末転倒である。H20問
題 を明 らかにしないシ ミュレー シ ョンに何 の意味があるので あろ うか。地球温
暖化を論ず るのであれば第一 にH20の 去就 を論ずるべ きであ り、C02は 現段階
では 2次 の効果 に過 ぎない。 さらに、我 々の よって立つ シナ リオを一番良 く著
しているスベ ンスマル クによれば宇宙線起源 の 中間子 による雲の生 成 こそが
キーな ので あ って、これが第一の要点 である (論 文 I参 照 )。 人為的地球温暖化論
者 は宇宙線 による雲の生成の問題 を一顧 だにせ ず、そ の ような指摘はあるが確
かではない とい うことで逃 げてお り、そ の ような立場 か ら結論 されるものが信
頼 できるわ けはな い。H20は 確 かに取 り扱 いに くい要素 であるとい う点は理解
できる。ほんのわずか の他 の変数 の違 いに よって、雲 となつた り透明な水蒸気
になつた りす る過敏な変数 であるために取 り扱 いが難 しい ことは確かであろ う。
この 問題 に関連 して水 蒸気 フィー ドバ ック、 よ り具体的 には 雲 の フィー ド
バ ックの難 しさを述べ ている。
温暖化 した ときに雲は変わ りますが、その変わ り方は複雑です。水蒸気 の
変化、温度 の変化、風 の吹き方 の変化な どの さまざまな原 因が働いて、雲
の量、高 さ、厚 さな どが さまざまに変化 します。 どの よ うに変わ るかは地
球上 の場所 によって違います。
そ の ときにそれぞれの場所 での雲 の変化 が、地球 を冷やす方向に働 くか、
地球 を暖める方向に働 くかは、上で説明 した ようにかな り複雑 に決ま りま
す。そ して、それ らを地球全体 として正味 で見た ときに、冷やす効果が勝
つ か、暖める効果が勝 つ か、 とい う話 になるわ けです。
としている。 この問題は我 々の立場か らは大いに問題であると見な している点
地球温暖化 と太陽活動 Ⅱ (西 川 )
である。論文 Iに おいて指摘 した ように、温室効果・パ ラソル効果 の第 一要因で
あるものはC02で はな く、H20で ある。主要因をC02と す るため、H20の 効果
はパ ラメータ化 される ことになる。 パ ラメー タ化について は、以下 の よ うに述
べ ている。
このパ ラメータ化 の問題 はシ ミュレーシ ョンを道具 として使 う限 りはつい
て回る問題である。外部 の識者 か らの疑間 で最初 に上がる論点 の一つ と思
2002参 照)。
われ る (薬 師院、
江守は実情 を正直 に述 べ ていると思 うが、パ ラメー タは自由に選ぶ ことはでき
ないので あ り、それ ほ ど大 きな問題 ではない と主張 したい ようである。 しか し、
それは狭 い関係者 の間 でのみ通用す る話である。 これ こそがこの分野の現状で
の限界 であ り、実際の政策 に足 を踏み出す のは論外 であると思われ る。
このパ ラメー タ問題 の結果 としてチ ユーニ ング問題が浮上す る。
・・ 。ものによつてはそ うい うふ うにはわか
た くさんの係数がある うち、
らな いのです。た とえば、パ ラメタ化をす る際 に、複数 の現象 の効果や格
子内のば らつ きの効果 を、単純化 のために一つの係数 に押 し込めて しま う
ような ことがあ ります。そ の よ うな係数 は、直接対応す るもの を観測デー
タな どか ら得 ることが難 しいです。 もしくは、物理的な定義はは つき りし
ているのだけれ ど、現実的 に観測 が難 しいために現時点で非常に限定的な
観浪1デ ータしか得 られ ていない、 とい う場合 もあ ります。
そ ういったモデルの中の不確定な係数 の値を決 める作業を 「チ ュー ニ ン
グ」 と呼びます。 どうや つて決めるか とい うと、ひ と言でいえば、答 えが
現実 に合 うように決めます。
と述べ ている。江守氏 は とても正直な方だ と推察 され る。政策的 に推進 したい
と思 う立場 であれば、 この部分はごまか して しま うと思われ るが、若手研究者
である彼 は以上 の ような表現 をして いる。 しかもチ ューニ ングは職人芸 である
とまで記 している。 ここか ら彼は真面 目な研究者であ り、学者 として信頼でき
「現実 に合
る ことは明 らかであるが、書 かれている事実 については問題がある。
京都経済短期大学論 集 (第 20巻
特別号 )
うようにチ ューニン グ」 した結果はある仮説 としての結論 としては受 け取れ る
が、それが事実であるとしても、政策 に反映す るよ うな ものではな いはずであ
る。 さらに、解説 を続 け、
・・・少な くとも未定係数の数 よ りもず っとず っ とた くさんの拘束条件が
あ り、チ ューニ ングが真 つ 当な最適化問題 として定 式化 され うることが納
得 して もらえるのではないで しょ うか。
同時 に、そ うすると当然チ ューニ ングには限界があ り、最適な係数の組
み合わせが仮 に得 られた として も、モ デル結果 と観測デ ー タの あいだには
依然無視できない誤差が残 ることにな ります。そ の誤差が深刻であれば、
それはチ ューニ ングで なん とかなる問題ではな く、 パ ラメー タ化 の定式化
を根本的 に改良 した り、あるいはモデルの解像度 を上げた りす る必要があ
ることを意 味する とい うわ けです。
前半については、それでチ ューニ ングする ことの正 当化にはな らない とだけ指
摘 しておきたい。 さらに気候モデルの性能やチ ューニ ングの結果につい ても、
興味深 い表現がある。
くり返 しにな りますが、気候 モ デルは半経験的なパ ラメー タ化 された部分
を合み ますか ら、教科書 に書 いて ある よ うな方程式で計算すれ ばだれが
や つて も現実 の地球 と充分近い答 えが出て くるとい うわけではあ りません。
したがつて、実際に使用 されているパ ラメー タ化が どれほ ど現実的か、そ
の結果 として再現 された気候が どこまで現実 の地球 に近いのかを、い ちい
ち確かめな くてはな らないはずです。
とのことである。筆者 も気候 シ ミュレーシ ョン 自体 には詳 し くないので、 これ
に従 うとす るとして、 これだ け率直な表現 されている計算結果 を信 じる気にな
るだろ うか。チ ューニ ングについては、 さらに
この 図でモデルの計算結果はある意味で観測デ ー タに合 いすぎであるよ う
に思 えます。モデル結果 の幅 は複数 のモデル によるば らつ きの範囲を表 し
・・ 。20世 紀の気温上昇の
ていますが、これが狭すぎるということです。
地球温暖化 と太 陽活動 Ⅱ (西 川 )
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再現 は、モデル間 のば らつ きがず いぶん小 さい ように見えます。 これはお
そ らく 。・・ 20世紀の気温上昇量 について は 「答 え」がわか っているので、
答えが合 うよ うにモ デルをチ ュー ニ ングした結果 か もしれませ ん。
と率直 に指摘 している。 こ うい う点か ら江守はあ くまで善意 の研究者 であ り、
意図的な政策決定者 の立場 には立 っていない ことが理解 で きる。
最後 に結論 として
地球温暖化 の予測は『 正 しい』 か ?」 とい う問 いに対す る僕の直接 の答 え
は、
「前提条件 が正 しければ、不確か さの幅 の 中 に現実 が入るだろ うとい
」
『 正 しい』
う意味 において、
となるで しょう。そ してわれわれは不確か さの幅をより適切 に測 り、そ し
てその幅 を狭める努力を行 つているところです。
とな つてお り、他 の論者 の よ うに絶対 正 しい と言 つているわけではないが、そ
の よ うな学説 を支持する研究者 としては この意 見表明 に問題がある とは思わな
い。 しか し、 これが政策 に結びつ くとい うのであれば話 は変わ って くるので あ
る。
4。
ま とめ
今回は論文 Iに 続 いて、技術的な問題 全般 を述べ るつ も りであつたが、数値
シ ミュレーシ ョンに関わ る部分 のみ に限定せ ざるを得なか つた。気候感度 の間
題な どは以降 の稿 において考察 を続 けた い。
人為的地球温暖化論 を前提 とした体制 の整備は着 々 と進んで いるかに見え る。
黒木亮 の『排 出権商人』(2009)で はCDM(Clean deve10pment mechanism)に
伴 う排出権 の獲得、取 引 の詳細 が述 べ られ ている。本来、C02を 減少 させ るこ
とが本筋 であるはず の温暖化対策 としてC02を 減 らす代わ りに、主 として発展
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京都経済短期大学論集 (第 20巻
特別号)
途 上 国 に お け る C02抑 制 に効 果 の あ る と見 な され る 諸 活 動 に 対 して 、 自 ら の
C02排 出 の 代 わ
りに我 が 国 の 企 業 ほ か が 出 資 す る こ とに よ つて C02を 減 ら した
ことにす るとい う、ある意味不思議な行為が実施 されている。いったい、本 当
にC02を 減少 させた いので あろ うか。排出権取引については江澤 (2011、 2012)
が強 く非難 しているが多数派 にはなっていない。 この稿はあ くまで 自然科学 の
立場 か ら論 を構成 したい と考 えているので、以上の点は主要な対象ではないが、
この問題は 自然科学 と政治経済が合体 したものであるだ けに、気になるところ
である。
地球温暖化 と太陽活動 Ⅱ (西 川 )
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