天気と気候
天気とは、ある場所・ある時間の空気の状態のことです。暑い、雨、風が強い、などです。天気は時間ごとに変わります。気候とは、ある場所の天気を長い期間(ふつう30年以上)平均したものです。
気候システムには、空気(大気)、海、氷、陸、生き物がふくまれます。これらはたがいに熱や水をやりとりしています。場所の気候に影響するものは、赤道からの距離(緯度)、海面からの高さ、海への近さ、風、海流などです。
気候変動とは、この平均が長い間変わり続けることです。地球の気候は、昔から自然に変わってきました(氷河期など)。でも今の変化は速く、おもに人間が原因です。
温室効果
- 太陽光は空気を通りぬけて、陸と海をあたためます。
- あたたまった地表は、熱を赤外線として出します。
- 温室効果ガスはこの赤外線の一部を吸収し、その一部を下へ送り返します。
おもな温室効果ガスは、水蒸気、二酸化炭素(CO₂)、メタン(CH₄)、一酸化二窒素(N₂O)、そして人がつくったガス(CFC、HFC)です。空気の大部分をしめる窒素と酸素は、温室効果ガスではありません。
自然の温室効果は良いものです。これがなければ、地球の平均気温は約−18 °Cになってしまいます。問題なのは、ガスが増えて起こる強まった温室効果です。
人間による原因と証拠
- 化石燃料を燃やす(石炭・石油・天然ガス):発電、工場、交通でCO₂が出ます。
- 森林破壊:木が減るとCO₂の吸収が減り、森を燃やすとCO₂が出ます。
- 農業:牛や水田からメタンが出ます。肥料からは一酸化二窒素が出ます。
- セメントとごみ:セメントづくりでCO₂が出ます。埋め立て地からはメタンが出ます。
どうしてわかるの?
- 氷床コア(氷のしん)にとじこめられた空気の泡から、1750年より前のCO₂は約280 ppmだったとわかります。今は420 ppm以上です(ppm = 100万分の1)。
- 温度計の記録では、世界は1800年代後半より約1.2 °C暑くなっています。
- 氷河は縮み、北極の海氷はうすくなり、海面は1900年から約20 cm上がりました。
- 木の年輪、サンゴ、湖の泥からは、昔の気候がわかり、比べることができます。
影響とフィードバック
- 氷がとけて海面が上がる:低い海岸や島で洪水が増えます。
- 極端な天気:強い熱波、大雨や洪水、長い干ばつ、山火事が増えます。
- 海:水温が上がるとサンゴが白くなります(白化)。CO₂が増えると海水が酸性に近づきます。
- 生き物:動植物は極の方向や山の上へ移ります。移動が間に合わない種もいます。
- 人間:作物、水、健康に害が出ます。いちばん貧しい人が最も苦しむことが多いです。
フィードバック
正のフィードバックは、温暖化をさらに大きくします。例:氷がとける → 暗い海や陸が太陽光をより多く吸収 → さらに温暖化 → もっと氷がとける。凍った土(永久凍土)がとけてメタンが出るのも、その一つです。
緩和と適応
緩和とは、温室効果ガスを減らすことです。太陽光・風力・水力の発電、電気自動車や公共交通、家庭での省エネ、森を守り植えること、食品ロスを減らすことなどがあります。
適応とは、すでに起こりつつある変化に備えることです。海岸の防波堤やマングローブ、嵐や暑さの早期警報、雨水をためること、干ばつに強い作物などがあります。
各国は国際連合を通じて協力しています。パリ協定(2015年)は、気温上昇を2 °Cより十分低く抑え、1.5 °Cを目指すものです。インドの国家太陽光ミッションや、多くの都市の熱波対策計画も取り組みの例です。
やってみよう:びん温室
温度計を2本、日なたに置きます。1本には透明なガラスびんをかぶせます。30分間、5分ごとに両方の温度を読み、折れ線グラフをかきます。びんの中は熱が逃げにくいので、より暖かくなります。これは温室の簡単なモデルです。そのあと3DのCO₂スライダーを使い、動かす前に予想してみましょう。
重要な公式と用語
- 重要語:気候 = 約30年の天気の平均
- 重要語:温室効果ガス = 水蒸気、CO₂、CH₄、N₂O、CFC
- 重要語:緩和 = 原因を減らすこと、適応 = 影響にうまく対応すること
- おおよその目安:CO₂が2倍になると、長期的に約3 °C上昇する
例題
1. 「昨日、ムンバイで大雨が降った」は天気の話ですか、気候の話ですか?
天気です。1日のことを表しています。「ムンバイは雨の大部分が6月から9月に降る」なら気候です。
2. CO₂が280 ppmから420 ppmに増えました。何ppm増え、何パーセント増えましたか?
増加 = 420 − 280 = 140 ppm。割合 = 140 ÷ 280 × 100 = 50%。
3. 次を緩和と適応に分けましょう。(a) 太陽光パネル、(b) 洪水地域で家を高床にすること。
(a) 緩和。排出を減らします。(b) 適応。人を洪水から守ります。
4. 北極の氷がとけると、なぜ温暖化が速くなるのですか?
白い氷は太陽光を反射します。氷がとけると、暗い海水が太陽光をより多く吸収して熱くなり、さらに氷をとかします。これは正のフィードバックです。
よくある間違い
- 天気と気候をまちがえる。寒い日が1日あっても、気候変動の否定にはなりません。
- オゾンホールが地球温暖化の原因だと思う。この2つは別の問題です。
- 温室効果そのものが悪いと考える。自然の効果は地球を住みやすくしています。問題は、増えた(強まった)効果です。
- 海氷がとけることが海面上昇の主な原因だと言う。主な原因は、陸の氷がとけることと、あたたかい水が膨らむことです。