大気温度の傾向は気候変動が自然であるという主張と矛盾する

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新しい研究は、気候変動に関する人間の「指紋」の明確な証拠を提供し、人間の活動からの特定の信号が地球の大気の温度構造を変化させたことを示しています。

対流圏と成層圏下層の温度傾向の違いは、気候に対する人間の影響の痕跡として長い間認識されてきました。 しかし、この指紋では、地表から 25 ～ 50 キロメートル上空の成層圏中層から上層の情報が無視されていました。

「この情報を含めることで、人間の指紋の検出可能性は 5 倍に向上します。検出可能性が向上するのは、中層から上層成層圏には人為的な CO2 増加による大きな冷却信号、自然な内部変動による小さなノイズ レベル、および異なる信号と異なる信号があるためです。」米国科学アカデミー紀要 (PNAS) に掲載された雑誌記事「大気温度における人間の指紋への成層圏の例外的な寄与」によると、ノイズ パターンが発生します。 対流圏のノイズには、毎日の天気、エルニーニョやラニーニャから生じる年ごとの変動、気候の長期的な自然変動などが含まれる場合があります。 成層圏上部では、変動のノイズが小さく、人為的な気候変動信号が大きいため、信号をはるかに簡単に区別できます。

「長期間の温度記録と改良された気候モデルを用いてフィンガープリンティングを成層圏上部まで拡張することは、地球大気の熱構造における衛星測定の傾向を自然原因で説明することが事実上不可能になったことを意味する」と論文は述べている。

マサチューセッツ州のウッズホール海洋研究所（WHOI）の物理海洋学部門の非常勤科学者で筆頭著者のベンジャミン・サンター氏は、「これは、CO2増加に関連する人為的な気候変動のシグナルを示す最も明確な証拠だ」と述べている。

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この研究は、1967 年に化石燃料の燃焼による CO2 が大気温度をどのように変化させるかを研究するために単純な気候モデルを使用した真鍋スキとリチャード・ウェザラルドによる以前の研究に動機づけられました。 彼らのモデリングでは、非常に特徴的な特徴が見つかりました。CO2 レベルの増加により、対流圏 (地球の大気の最下層) での熱の捕捉が増加し、成層圏 (対流圏の上の層) への熱の逃げが減少し、その結果、地球が温暖化します。対流圏と成層圏の冷却。 CO2 の増加に応じて対流圏の温暖化と成層圏の冷却が起こるというこの予測は、より複雑なモデルによって何度も確認されており、モデルの結果と気象観測用気球や人工衛星からの地球平均大気温度の観測値を比較することによって検証されています。

これらの初期の研究では、地表から約 25 ～ 50 キロメートル上にある成層圏の中層および上層における全球の平均気温の変化が考慮されていましたが、この層における気候変動の詳細なパターンは検討されていませんでした。 シミュレーションと衛星データが改善されたため、この地域は現在より詳しく研究できるようになりました。 この新しい研究は、成層圏の中層および上部で人為的気候変動パターン（「指紋」とも呼ばれる）を初めて調査したものである。

「CO2の増加による中層から上層成層圏の温度変化における人間の指紋は、非常に大きく、内部の変動や自然な外力によるそこでの温度変化とは大きく異なるため、本当に例外的です。これらのユニークな指紋により、 CO2 による気候変動に対する人類の影響は、短期間 (約 10 ～ 15 年) で高い自信を持って証明されています」と、共著者であるワシントン大学大気科学部教授の Qiang Fu 氏は述べています。

「世界は気候変動に動揺しているので、二酸化炭素の役割についてできる限り確信を持つことが重要だ」と共著者であるマサチューセッツ工科大学環境学のマーティン教授スーザン・ソロモン氏は述べた。 「観測によって対流圏の温暖化だけでなく、上層成層圏の急激な冷却も示されたという事実は、気候変動における二酸化炭素の支配的な役割を明らかにし、確信度を大きく高めるユニークな決定的証拠である。」

サンター氏は、マナベ氏とウェザラルド氏の予測を検証するために大気中まで指紋採取を拡張できるのは知的に喜ばしいことであるが、同時に非常に憂慮すべきことであると述べた。

「将来の世代がどのような世界に住むことになるのかを理解しようと努めている者として、この結果は私にとって非常に心配なことだ。私たちは地球の大気の熱構造を根本的に変えつつあり、それを認識することは楽しいことではない」とサンター氏は語った。

「この研究は、現実の世界が自然原因だけでは説明できない形で変化したことを示している」とサンター教授は付け加えた。 「私たちは現在、米国でも世界でも、気候変動に対して何をすべきかという重要な決断を迫られています。私はそれらの決断が、気候に対する人間の影響の現実と深刻さについての最善の科学的理解に基づいていることを願っています。」

参考文献: Santer BD、Po-Chedley S、Zhao L、他。 大気温度に対する人間の指紋に対する成層圏の例外的な寄与。 PNAS。 2023;120(20):e2300758120。 土井: 10.1073/pnas.2300758120

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