気候変動の原因

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科学者たちは、20世紀半ば以降に観測された地球温暖化の傾向を「温室効果」の人間による拡大1—大気が地球から宇宙に向かって放射する熱を閉じ込めたときに生じる温暖化。

大気中の特定のガスが熱の逃げを妨げます。大気中に半永久的に残り、温度の変化に物理的または化学的に反応しない長寿命のガスは、「強制的な」気候変動と呼ばれます。温度の変化に物理的または化学的に反応する水蒸気などのガスは、「フィードバック」と見なされます。

温室効果に寄与するガスには次のものがあります。

  • 水蒸気。最も豊富な温室効果ガスですが、重要なことに、それは気候へのフィードバックとして機能します。地球の大気が暖まると水蒸気が増加しますが、雲や降水の可能性も増加するため、これらは温室効果に対する最も重要なフィードバックメカニズムの一部になります。
  • 炭素二酸化炭素(CO2)大気のマイナーではあるが非常に重要な成分である二酸化炭素は、呼吸や火山噴火などの自然過程や、森林伐採、土地利用の変化、化石燃料の燃焼などの人間活動を通じて放出されます。人間は大気中のCO2を増加させています。産業革命が始まってから47%の濃度。これは気候変動の最も重要な長命の「強制」です。
  • メタン。天然資源と自然源の両方から生成される温室効果ガス埋め立て地での廃棄物の分解、農業、特に稲作、家庭の家畜に関連する反芻動物の消化と肥料管理などの人間の活動。分子ごとに、メタンははるかに多くの行為です。二酸化炭素よりも温室効果ガスが多いだけでなく、大気中にははるかに少ない温室効果ガスです。
  • 亜酸化窒素。土壌栽培の実践、特に商業用および有機肥料の使用、化石燃料の燃焼、硝酸の生成、バイオマス燃焼によって生成される強力な温室効果ガス。
  • クロロフルオロカーボン(CFC)。完全に工業起源の合成化合物は、多くの用途で使用されていますが、オゾン層の破壊に寄与する能力についての国際協定により、現在、生産および大気への放出が大幅に規制されています。それらは温室効果ガスでもあります。
温室効果が不十分:火星の大気は非常に薄く、ほぼすべてが二酸化炭素です。大気圧が低く、弱い温室効果を強化するためのメタンや水蒸気がほとんどまたはまったくないため、火星の表面はほぼ凍結しており、生命の証拠はありません。

温室効果が多すぎる:火星のような金星の大気は、ほぼすべて二酸化炭素です。しかし、金星の大気中の二酸化炭素の量は地球の約154,000倍(火星の約19,000倍)であり、暴走温室効果と鉛を溶かすのに十分な高温の表面温度を生み出します。

地球上では、人間の活動が自然の温室を変えています。前世紀にわたって、石炭や石油などの化石燃料の燃焼により、大気中の二酸化炭素(CO2)の濃度が増加しました。これは、石炭または石油の燃焼プロセスが炭素と空気中の酸素を組み合わせてCO2を生成するために発生します。それほどではありませんが、農業、産業、およびその他の人間活動のための土地の開墾により、温室効果ガスの濃度が増加しています。

自然の大気中の温室を変更した結果を予測することは困難ですが、いくつかの影響がありそうです:

  • 平均して、地球は暖かくなります。一部の地域はより暖かい気温を歓迎するかもしれませんが、他の地域はそうではないかもしれません。
  • より暖かい条件はおそらく全体的に蒸発と降水量の増加につながりますが、個々の地域は異なり、一部は湿り、他は乾燥します。
  • より強い温室効果は海を暖め、氷河と氷床を部分的に溶かし、海面を上昇させます。海水は暖まると膨張し、海面上昇にさらに貢献します。
  • 温室の外では、大気中の二酸化炭素(CO2)レベルが高くなると両方がプラスになる可能性があります。作物収量への悪影響。いくつかの実験室での実験は、CO2レベルの上昇が植物の成長を増加させる可能性があることを示唆しています。ただし、気温の変化、オゾン、水と栄養素の制約などの他の要因は、収量の潜在的な増加を打ち消す以上の可能性があります。一部の作物の最適な温度範囲を超えると、以前に考えられていた収量の増加が減少するか、完全に逆転する可能性があります。

    干ばつ、洪水、極端な気温などの極端な気候は、作物の損失につながり、農業生産者の生活と世界中のコミュニティの食料安全保障を脅かす可能性があります。作物や生態系によっては、雑草、害虫、菌類も温暖な気候、湿った気候、CO2レベルの上昇の下で繁殖する可能性があり、気候変動によって雑草や害虫が増える可能性があります。

    最後に、CO2の上昇は植物の成長を刺激する可能性がありますが、研究によると、ほとんどの植物種のタンパク質と必須ミネラルの濃度を下げることで、ほとんどの食用作物の栄養価を下げることもできます。気候変動は、害虫や病気の新しいパターンを出現させ、植物、動物、人間に影響を与え、食品の安全性、食品の安全性、人間の健康に新たなリスクをもたらす可能性があります。2

人間活動の役割

第5次評価報告書では、国連の支援を受けて世界中の国々から集まった1,300人の独立した科学専門家のグループである気候変動に関する政府間パネルがそこで結論を出しました。過去50年間の人間の活動が地球を温暖化させた確率は95%以上です。

現代文明が依存している産業活動により、大気中の二酸化炭素レベルは280ppmから414ppmに上昇しました。委員会はまた、「二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素などの人間が生成した温室効果ガスが、過去50年間に観測された地球の気温上昇の多くを引き起こした可能性が95%を超える」と結論付けました。 。

太陽放射照度

上のグラフは、地球の表面温度の変化(赤い線)と地球が受け取る太陽のエネルギー(黄色の線)をワット(エネルギーの単位)で比較しています。 )1880年以降の平方メートルあたり。明るい/細い線は年間レベルを示し、太い/太い線は11年間の平均傾向を示します。 11年間の平均は、データ内の毎年の自然ノイズを減らすために使用され、根本的な傾向をより明確にします。
地球が受け取る太陽エネルギーの量は、太陽の自然な11年間の小さな上昇サイクルに従います。そして1950年代以来純増なしでダウン。同じ時期に、地球の気温は著しく上昇しました。したがって、過去半世紀にわたって太陽が観測された地球の気温上昇傾向を引き起こした可能性は非常に低いです。クレジット:NASA / JPL-Caltech

太陽は基本的なエネルギー源であるため、太陽のエネルギー出力の変化が気候変動を引き起こすと考えるのは合理的です。

実際、研究によると、太陽の変動は過去の気候変動に影響を及ぼしてきました。たとえば、太陽活動の減少と火山活動の増加が相まって、グリーンランドが1410年から1720年代に冷え、氷河がアルプスで進んだとき、約1650年から1850年の間に小氷期を引き起こしたと考えられています。

しかし、いくつかの証拠は、現在の地球温暖化が太陽からのエネルギーの変化によって説明できないことを示しています:

  • 1750年以来、太陽から来るエネルギーの平均量は一定のままであるか、わずかに増加しました。
  • 温暖化がより活発な太陽によって引き起こされた場合、科学者は大気のすべての層でより暖かい温度が見られると予想します。代わりに、彼らは上層大気での冷却と、表面と下層大気での温暖化を観察しました。これは、温室効果ガスが下層大気に熱を閉じ込めているためです。
  • 太陽放射照度の変化を含む気候モデルでは、過去1世紀以上に観測された温度傾向を再現できません。温室効果ガスの増加を含む。
  1. IPCC第5次評価報告書、2014年

    米国グローバル変化研究プログラム、「米国における地球規模の気候変動の影響」、ケンブリッジ大学出版会、2009年

    Naomi Oreskes、「気候変動に関する科学的コンセンサス」、Science 2004年12月3日:Vol。306no。5702 p。1686DOI:10.1126 / science.1103618

  2. 米国環境保護庁:「農業と食糧供給に対する気候の影響」

  3. Mike Lockwood、「太陽の変化と気候:現在の例外的な太陽の最小値に照らした最新情報」、Proceedings of the Royal Society A、2009年12月2日、doi 10.1098 / rspa.2009.0519;

    Judithリーン、「太陽放射のサイクルとトレンドeと気候」、Wiley Interdisciplinary Reviews:Climate Change、vol。 2010年1月1日/ 2月、111-122。

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