平ねぎ数理工学研究所ブログ

意志は固く頭は柔らかく

地球温暖化-CO2主因説を疑う(9)-

2008-01-30 21:28:47 | 地球温暖化
過去には今よりも温暖な時期はありましたが、そのときもCO2によって暖かくなったとすると、そのときのCO2はどこから来て、どこにいったのでしょうか。
北風と太陽の寓話を持ち出すまでも無く、太陽が本気になれば地球は暖まるし、太陽がやる気をなくせば地球は冷えるのです。今までずっとそれを繰り返してきました(氷期-間氷期のサイクル)。
太陽活動がこんなに活発なら地球も暖かくなるでしょう(↓)。

http://www.astroarts.co.jp/news/2006/03/24solar_storm/index-j.shtml

*****抜粋ここから(全文コピペですみません)

いつも変わらず輝いているように見える太陽にも、活動の強弱がある。例えば、現在は活動の極小期で、表面の黒点(注釈参照)はほとんど消えて、フレア(注釈参照)はあまり見られない。逆に極大期には黒点もフレアも数多く見られる。しかし同じ極大期でも、1805年にはほとんど活動が見られなかった一方、1958年の極大期は歴史的なもので、地球上での現象にも大きく影響を及ぼした。普段極地方でしか見られないオーロラが、中米のメキシコでも見えたのだ。日本でも、北海道や東北地方でオーロラが観測されている。

こうした活動が11年周期で変動していることは2世紀ほど前から知られていたが、次の極大がどれほど強いかという予測は非常に困難で、多くの科学者を悩ませてきた。新たな理論を元にこの難題に挑戦しているのが、米国立大気研究センター(NCAR)のディクパティ(Mausumi Dikpati)氏が率いる研究チーム。「次の極大期は、前回の30~50%も強力なものとなる」とディクパティ氏は予想する。それは、数年後にやってくる太陽活動のうねりが、1958年以降では最大規模であることを意味している。

太陽活動に人々が向ける関心は、1958年よりも強いだろう。1958年に携帯電話は存在しなかった。GPSや気象衛星もない(1957年に人類初の人工衛星であるスプートニクが打ち上げられたばかりだ)。これらはすべて、太陽活動に伴う磁気嵐の影響を受ける。他にも様々な電子機器で、障害が発生する可能性がある。そうだとすれば、現在の太陽活動極小期はまさに「嵐の前の静けさ」だ。

予測が難しかった太陽活動の強弱。その鍵を握るとしてディクパティ氏が提唱しているのが、「太陽ベルトコンベア」というモデルだ。

このモデルは、地球の「海洋ベルトコンベア」と似たような発想だ。「海洋ベルトコンベア」とは海洋から海洋へ水と熱を運ぶ地球規模の循環で、映画「デイ・アフター・トゥモロー」の中ではこの水の流れが止まることで大規模な気象異常と混乱が発生する様子が描写されている。

一方、「太陽ベルトコンベア」は水ではなく、プラズマの流れだ。太陽の表面を赤道から極地方まで移動し再び赤道地方へと循環する。「海洋ベルトコンベア」が地球の気象に影響を与えるのと同様、「太陽ベルトコンベア」も太陽活動に強く関係しているのだ。米国立宇宙科学技術センター(NSSTC)の太陽物理学者ハサウェイ(David Hathaway)氏は太陽活動を代表する黒点をとりあげ、太陽ベルトコンベアとの関係をこう説明する:

「まず、黒点というのは太陽内部のダイナモ(電流と磁場を発生させる作用)が作り出す磁場が絡み合った『結び目』であることに注意してください。普通黒点は数週間で消えてしまい、後には『残がい』とも言うべき弱い磁場が残されます。さて、ベルトコンベアが太陽の表面をすくう際に、黒点の残がいも回収してきます。やがて残がいはベルトコンベアとともに太陽の内部20万キロメートルの深さへと潜り込みます。ここで太陽内部のダイナモによって、残がい(磁場の結び目)は転生(増幅)し、再び表面に浮かび上がったときに新しい黒点が誕生するのです」

このプロセスは非常にゆっくりと進行する。ベルトが一巡するのに要する時間はおよそ40年だが、遅くて50年、速くて30年とばらつきがあるのがミソだ。ベルトが速く回れば、より多くの残がいが回収され、その分浮上してきたときの黒点、そして黒点に代表される太陽活動は強くなるのだ。

1986年から1996年にかけて、ベルトは速く動いていた。とすれば、この頃回収された磁場が再浮上するころに黒点、そして太陽活動のピークがやってくることになる。では、その時期は具体的にいつごろだろうか?

二人の「予報士」は同じモデルを使って考えているが、極大の時期に関する見解は少々異なっている。ディクパティ氏が本来の11年周期通り2012年頃と予想しているのに対し、ハサウェイ氏は2010年か2011年には極大が到来するだろうと見る。「歴史的に見て、活発な極大期の際は(黒点などの太陽活動が)早く成長する傾向にあるのです」

いずれにせよ、嵐の到来は間違いなさそうだ。各地でオーロラが見られることに期待はしたいが、この50年間で急激に発達した電気機器への影響があまり深刻でないことを願いたい。

*****ここまで

地球温暖化-CO2主因説を疑う(8)-

2008-01-29 00:48:00 | 地球温暖化
貼付図は2007年11月16日の天気図と衛星画像です。
この日は、秋とは思えないほど空気が濁っていました。
眼がショボショボするので、光化学スモッグです。
たぶん隣国からの贈り物だろうと思って、天気図と衛星画像を調べると、やっぱり…、
中国の大気汚染が最も著しい地域の上空から、日本列島に向かって強い風が吹いていました。
最近、中国からの汚染物質の影響で病気になる人が増えているようです。
http://www.okadaue.com/health/e83.htm
(中国からの大気汚染で病気)

次は、SAPIO、2007/9/26、「繁殖する中国毒」、からの抜粋です。
ここから…

経済成長の著しい中国は現在、重金属による河川・土壌汚染に悩まされている。
例えば、広州やマカオなどに野菜を供給している広東省珠海デルタ農地は、昨年の中国政府による調査で、土壌の約40%が鉛やカドニウムのほか、ニッケル、水銀などの重金属で汚染されているとわかった。主な原因は、林立する工場から垂れ流される工業排水だ。河口付近は、特に重金属が堆積しやすく、大紀元の報道によると、農業用水の一部は油で汚れ、鉄さびのような赤色に変色していたが、農家や野菜販売業者たちは、「重金属」という言葉すら知らない有り様だったという。重金属い汚染された野菜は省内外で販売されていた。
このような汚染が、七大河川を通じて中国全土に広がっている。中国政府は7月、「河川の70%以上が重金属、残留農薬で汚染され、都市部の地下水も90%汚染されている」と公表した。汚染が深刻な淮河流域では、がん発症率が30年で320倍になった「発がん村」の存在も明らかにされている。また中国国土資源部は4月、「重金属に汚染された作物が年間1200㌧以上出荷されている」とも発表した。<略>

ここまで…

中国は温暖化ガス対策などをやっている暇はないのです。早急に解決しなければならない課題が山積です。日本をはじめとする近隣諸国はたいへんな迷惑を被っています。

温暖化ガス対策を行えば結果的にこれらの問題が解決されるはずだ、という考えは「風吹けば桶屋が儲かる」式の論理です。桶屋が儲かるには長い時間がかかります。儲かる保証もありません。

地球温暖化-CO2主因説を疑う(7)-

2008-01-28 00:15:22 | 地球温暖化
技術士仲間のハングリーさんが住む京都の気温を調べてみましょう。
気象庁によると、京都の過去126年の月別平均気温の推移は貼付図上のようです。
http://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/index.php
(気象庁|過去の気象データ観測)

一次回帰式は次のようです。
y=0.0233x-41.948 … 1月
y=0.0236x-41.998 … 2月
y=0.0250x-36.700 … 3月
y=0.0216x-28.938 … 4月
y=0.0267x-15.686 … 5月
y=0.0193x-12.618 … 6月
y=0.0170x-7.1468 … 7月
y=0.0201x-12.012 … 8月
y=0.0183x-12.618 … 9月
y=0.0220x-27.081 … 10月
y=0.0277x-42.042 … 11月
y=0.0274x-47.713 … 12月

貼付下の画像は、回帰係数をグラフにしたものです。
これらの図をみると、全体的に温暖化傾向ですが、季節ごとに差があって、秋、春、冬の温暖化が夏よりも著しいことがわかります。

回帰係数は、1年あたりの気温の変動の大きさなので、この調子で行くと、100年後の京都は今より2~3℃暖かくなっているでしょう…。
なんてことはウソです。こんなことにはなりません。

地球温暖化のシミュレーション予測も、概ね似たようなものです。
どこが似ているかというと、過去や現在のデータから未来を外挿している点です。
内挿はよいけれど外挿はいけません。数値解析では常識です。

地球温暖化-CO2主因説を疑う(6)-

2008-01-27 00:22:46 | 地球温暖化
>黒点相対数と相関があるように見えるのですが、どうでしょう。

相関があるのかないのか調べてみました。

貼付図(上)は、黒点相対数Rです。
理科年表2008年版の数値をグラフにしました。
1700年から2006年までのデータがあります。
左下の図は地球表面平均気温の推移です。
これらを比べてみることにしました。

このままでは扱いにくいのでつぎのような処理を行いました。

黒点相対数Rについては、

① Rを、極小値から次の極小値までの区間で数値積分する。
② 区間長で割って区間の平均値を算出する。
③ その値を区間中央年の代表値とする。
④ 1700年から2006年までの最大値(Rmax)と最小値(Rmin)を調べる。
⑤ R-Rminを、最大値と最小値との差δR=Rmax-Rmin で割り無次元化する。

地球表面平均気温の変動についても、同様に、

⑥ 1860年から2004年までの最大値(Tmax)と最小値(Tmin)をもとめ、
T-Tminを、最大値と最小値との差の差δT=Tmax-Tminで割り無次元化する。

⑤と⑥を比べると、右下の図になります。

どうです。
相関があるように見えるでしょう。

地球温暖化-CO2主因説を疑う(5)-

2008-01-26 00:50:57 | 地球温暖化
貼付図は太陽の「黒点相対数」の推移です(R=10g+f,R:黒点相対数,g:群数,f:黒点総数)。
黒点相対数が大きいほど太陽活動は活発です。17世紀後半の「マウンダー極小期」と呼ばれる時期にはその数は50個までに激減し、ゼロになった年もありました。また、この時期、北半球は著しく寒冷化して世界的な飢餓が広がりました。後に「小氷期」とよばれる異常な低温時代でした。

20世紀後半の温暖化を黒点相対数で説明できないでしょうか。
R > 150の回数を調べると、1600年以降5回あり、1780年を除いては、すべて20世紀後半に集中しています。20世紀後半は過去400年間の中で、最も太陽活動の活発な期間なのです。下記URL中のグラフは1860年以降の地球表面平均気温の推移です。黒点相対数と相関があるように見えるのですが、どうでしょう。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%94%BB%E5%83%8F:Instrumental_Temperature_Record.png

CO2が温暖化の犯人だという物的証拠はどこにもありません。数値シミュレーションは証拠ではありません。状況証拠にもなりません。信頼性において占い師の予言と同じようなものだからです。

人間の行為によって生態系がダメージを受けていることに疑いの余地はありません。生態系の回復こそが最優先課題です。どれだけ効果があるかわからないCO2の削減よりもやるべきことがたくさんあるのではないでしょうか。中国は水質汚染や大気汚染に代表される環境破壊を即刻やめるできです。ブラジルはアマゾンの乱開発をやめるべきです。

CO2削減は、政治であり、ビジネスです。研究者にとっては振れば研究費が空から降ってくる打出の小槌です。商社と中国は儲かります。日本は損をします。

地球温暖化-CO2主因説を疑う(4)-

2008-01-25 01:21:46 | 地球温暖化
【NHKスペシャル、気候大異変、地球シミュレータの警告、NHK「気候大異変」取材班+江守正多[編著]、2006年】の帯には、つぎのような煽情的なキャッチコピーが綴られています。

*****************************************
もう手遅れなのか
最新スーパーコンピューターが詳細に描き出す、
驚異のスピードで
変貌する地球の姿。
******************************************

別の意味で驚異的です。公共の福祉に資すべきNHKが、公衆をこれほどまでに煽ってよいのでしょうか。
同書のページをめくってみると、あるわあるわ、地球シミュレータによる100年後の地球の変わり果てた姿が、これでもかとばかりに描かれています。CGを駆使して、おどろおどろしい色彩で。

散散煽った挙句、編者の江守正多氏は「あとがき」にこんなことを書いています。

抜粋ここから…

もしかしたら、みなさんは、「科学的」とよばれる認識がこんなにも修正されることに驚いたかもしれない。[ねぎ注 : 認識が修正される=20世紀半ばに寒冷化を唱えた専門家が、その舌の根も乾かぬうちに温暖化を唱えている]
科学は客観性を武器に世界のすべての真理を決めてくれるものではなかったのだろうか。いや、むしろ科学は、それが客観性を重んじるがゆえに、常に暫定的な真理しか導けない。それが科学の宿命なのである。
特に温暖化の科学の場合、いまだに残された課題は多い。たとえば、温暖化にともなう雲の変化、エアロゾルの役割、植物中や土壌中の炭素の変化、南極の氷の溶ける仕組みなどについて、まだまだこれから研究が進み、それによって我々の理解はその都度修正され、より優れたものになるだろう。
その過程で、「温暖化の理解はすべて間違いでした。これからはみなさん安心して二酸化炭素を出していいですよ」ということになる可能性が完全にゼロとはいえない。万が一そうなったとしたら、私を含めて専門家はつるし上げを食らうかもしれないが、人類にとってはどんなに安堵すべきことだろうか。

ここまで…

要約するとこういうことです。

① 科学は、それが客観性を重んじるがゆえに、常に暫定的な真理しか導けない。それが科学の宿命だ。
②温暖化の解明には未だ課題が多い。
③CO2温暖化説が間違っていたとしてもやむをえない。科学とはそもそもそういうものだ。結果的に人類に害が及ばないのだからHappyじゃないの。科学者はリンチにあうかもしれないけれど。

結局、彼が言いたいことは、

「CO2温暖化説が間違っていても、科学の不完全性に原因があるのであって、私が悪い訳じゃない…」

彼は逃げる準備をしながら公衆を煽っている。
なんたる無責任!
呆れますね。

地球温暖化-CO2主因説を疑う(3)-

2008-01-24 00:29:34 | 地球温暖化
画像は、東京大学国立環境研究所のグループによる数値シミュレーション結果です。

横軸は西暦年、縦軸は地球の年平均気温の変動を示しています。
グラフ中、赤い線は観測値です。
灰色は解析結果で、それぞれつぎのとおりです。

(a) 自然起源の放射強制力(太陽放射、火山噴火)によるもの
(b) 人為起源の放射強制力(温室効果ガス、硫酸エアロゾル)によるもの
(c) 自然起源の放射強制力と人為起源の放射強制力の両方を考慮して得られたもの

吉村氏は、このシミュレーション結果から、20世紀の気温は、自然の影響と人為的な影響(温室効果ガス)の協働効果によって説明でき、特に20世紀後半の温度上昇は、人為的な強制力が主因である、と主張しています。

素人の直感ですが、この結果は相当あやしいと思います。この研究成果の最大の弱点は、正否を確かめるすべが全くないことです。数値シミュレーションは机上の空論です。パラメータを操作することによって、いくらでも都合の良い解を作り出すことができます。数値シミュレーションとはもともとそういうものです。

私はこれまで多くの非線形問題の解析に携わってきました。その経験からいうと、非線形問題の解析は非常に難しい、というのが実感です。解が得られても、それが正しいものやら間違っているものやら皆目見当がつかないからです。だから、非線形問題を扱うときは、よほど慎重にならなければなりません。

たとえば、長大吊橋などの大型構造物の設計において、非線形現象が問題になるときは、数値シミュレーションだけで済ませることはまずありません。座屈が問題になるときは、座屈実験を行って供試体を壊します。そのようにして座屈耐力を確認します。フラッターが問題になるときは、風洞試験をします。地震動が問題になるときは、振動台で揺らします。シミュレーション結果の信頼性を確認するために、必ず解析に並行して実験を行います。

たしかに、数値シミュレーションは便利なツールですが、それだけではだめなのです。解析結果が正しいことを証明するものが必要です。それがなければただの数字遊びです。

気象学者は、様々な気候モデルをもとに夥しい数のシミュレーション解を生産し、遠い未来を予想してくれます。しかし、その正当性を裏付けるものは何もありません。シミュレーション解の信頼性を保証するものがなければ、占い師の未来予想となんら変わらない、と思います。

地球温暖化-CO2主因説を疑う(2)-

2008-01-23 00:14:33 | 地球温暖化

グラフは、気温の変化とCO2の濃度の変化の関係を示したものです。
グラフから、「CO2濃度の変化が気温の変化に1~1.5年遅れている」ことが解ります。
これは、気温が原因でCO2濃度は結果であることを意味します。

海水には膨大な量のCO2が溶け込んでいます。海水温が上昇するとCO2が大気中に放出されます。

因果関係が逆転している事実は、皮肉にもCO2温暖化説を最初に唱えたキーリングによって見出されました(1989)。

この研究成果は、CO2温暖化説を推進してきた気象学者を困惑させました。
槌田氏によると、「このキーリングの研究(1989年)は、長い間、気象学者の間で無視されてきた」そうです。
http://env01.cool.ne.jp/global_warming/index.htm(CO2を削減すれば温暖化を防げるのか)

東北大学気象研究所吉村純氏は、「温暖化問題懐疑論へのコメント」と題する論文のなかで、つぎのように述べています。
(注)吉村氏は、CO2温暖化説サイドの研究者です。
http://www.cir.tohoku.ac.jp/omura-p/omuraCDM/asuka/onndannka%20kaigiha%20hanronn.pdf
(温暖化問題懐疑論へのコメント)

抜粋ここから…

前述のように、過去の気候変動で二酸化炭素やメタンを増加させていたトリガーは、気温であってもよく、これを含めて、現在の科学は以下の3つを認めている。
1)気温が原因で二酸化炭素が変わる
2)二酸化炭素が原因で気温が変わる
3)近年の100年スケールの気温上昇は、2)がトリガーである(前の証拠1に対する反論を参照のこと)
1)は2)、3)と両立するので、1)を認めたら最後、2)も3)も主張してはいけないという議論は成り立たない。

ここまで…

吉村氏は、気温が原因で二酸化炭素が変わることを認めています。
それを認めた上で、気温が先かCO2が先かの議論において、「CO2が先としてもおかしくない」と、言わずもがなのようなことを述べています。
「近年の100年スケールの気温上昇は、2)がトリガーである(前の証拠1に対する反論を参照のこと)」と主張していますが、
「前の証拠1」とは、不完全な気候モデルを用いて得られた数値シミュレーション結果のことなのであまり信用できません。


地球温暖化-CO2主因説を疑う(1)-

2008-01-22 00:49:56 | 地球温暖化
グラフは、札幌、青森、新潟、長野、広島、那覇、の年平均気温の推移です。
気象庁のデータ(↓)を使ってまとめました。
http://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/index.php(気象庁|過去の気象データ検索)

これらのグラフから読みとれることは、札幌以外の観測点では、ほぼ安定的に推移していた年平均気温が、1980年以降、直線的に上昇しているということです。
この引き金を引いたのは何でしょうか?本当にCO2が主因でしょうか?

地球温暖化-CO2主因説を疑う(序)-

2008-01-21 18:13:29 | 地球温暖化
耐震偽装を書く予定だったのですが、話のネタとしては鮮度が落ちているし、本当のことを書くと国土交通省を批判することになるし、なんだか鬱陶しくなってきて、やる気が失せてしまいました。そんな訳でこのネタはしばらく凍結です。替わりに地球温暖化問題について書いていきます。