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| ミランコヴィッチメニューへ戻る 地球温暖化 Global Warming 米国 NASA その長い歴史を通して、地球は何度も何度も暖められ、冷やされてきました。惑星がその軌道の微妙な変化のために多かれ少なかれ日光を受けたとき、大気または表面が変化したとき、または太陽のエネルギーが変化したとき、気候は変化しました。しかし、過去1世紀に、別の力が地球の気候に影響を及ぼし始めました。それは人類です。 国際宇宙ステーションエクスペディション22からのサングリントと地球の手足の写真。 （NASA宇宙飛行士の写真ISS022-E-6674。） 地球温暖化は何ですか？ 地球温暖化は、主に化石燃料を燃やす人々によって放出される温室効果ガスが原因で、過去1世紀にわたる地球の平均表面温度の異常に急速な上昇です。 今日の温暖化は過去の気候変動と比べてどうですか？ 地球は過去に人類の助けなしに気候変動を経験しました。しかし、現在の気候温暖化は、過去の温暖化イベントよりもはるかに急速に起こっています。 科学者が現在の温暖化は自然ではないと考えるのはなぜですか？ 産業革命以前の地球の歴史では、人間の活動とは関係のない自然の原因により、地球の気候が変化しました。これらの自然の原因は今日でも機能していますが、その影響が小さすぎるか、発生が遅すぎて、ここ数十年に見られる急速な温暖化を説明できません。 地球はどれだけ暖かくなりますか？ モデルは、世界がこれまで以上に化石燃料を消費するにつれて、温室効果ガス濃度が上昇し続け、地球の平均表面温度がそれに伴って上昇すると予測しています。もっともらしい排出シナリオに基づくと、平均表面温度は21世紀の終わりまでに2°Cから6°Cの間で上昇する可能性があります。地球システムは私たちがすでに行った環境変化にまだ完全に適応していないため、将来の温室効果ガス排出量が削減されたとしても、この温暖化の一部が発生します。 地球は温暖化温度にどのように反応しますか？ 地球温暖化の影響は、気温の上昇だけではありません。温暖化は、降雨パターンを変更し、海岸侵食を増幅し、一部の地域で成長期を延長し、氷冠と氷河を溶かし、いくつかの感染症の範囲を変更します。これらの変更のいくつかはすでに発生しています。 参考資料と関連リソース 地球温暖化 その長い歴史を通して、地球は何度も何度も暖められ、冷やされてきました。惑星がその軌道の微妙な変化のために多かれ少なかれ日光を受けたとき、大気または表面が変化したとき、または太陽のエネルギーが変化したとき、気候は変化しました。しかし、過去1世紀に、別の力が地球の気候に影響を及ぼし始めました。それは人類です。 この温暖化は、地球の気候の以前の変化とどのように比較されますか？人間が放出した温室効果ガスが温暖化を引き起こしていることをどのように確信できますか？地球はどれだけ暖まるでしょうか？地球はどのように反応しますか？これらの質問に答えることは、おそらく私たちの時代の最も重要な科学的挑戦です。 地球温暖化は何ですか？ 地球温暖化は、主に人々が化石燃料を燃やすときに放出される温室効果ガスが原因で、過去1世紀にわたって地球の平均表面温度が異常に急速に上昇したことです。世界の平均表面温度は、1906年から2005年の間に摂氏0.6から0.9度（1.1から1.6°F）上昇し、温度上昇率は過去50年間でほぼ2倍になりました。気温は確実にさらに上昇します。 1880年から2009年までの全球平均気温のグラフ。 年々上昇と下降がありますが、世界の平均表面温度は上昇しています。 21世紀の初めまでに、地球の気温は長期（1951〜 1980年）の平均を約0.5℃上回りました。 （ゴダード宇宙科学研究所の表面温度分析から採用されたNASAの図。） 地球の自然な温室効果 地球の温度は太陽から始まります。入射する太陽光の約30％は、雲や氷などの明るい表面によって反射されて宇宙に戻ります。残りの70％のうち、ほとんどは陸と海に吸収され、残りは大気に吸収されます。吸収された太陽エネルギーは私たちの惑星を加熱します。 岩、空気、海が暖まると、それらは「熱」エネルギー（熱赤外線放射）を放射します。このエネルギーは地表から大気中に移動し、そこでその多くが水蒸気や二酸化炭素やメタンなどの長寿命の温室効果ガスに吸収されます。 地球の表面から放射されるエネルギーを吸収すると、微細な水や温室効果ガスの分子が小さなヒーターに変わります。暖炉のレンガのように、火が消えた後も熱を放射します。それらはすべての方向に放射します。地球に向かって放射されるエネルギーは、下層大気と地表の両方を加熱し、直射日光から得られる加熱を強化します。 大気によるこの熱の吸収と放射、つまり自然の温室効果は、地球上の生命にとって有益です。温室効果がなかった場合、地球の平均表面温度は、現在の快適な15°C（59°F）ではなく、非常に肌寒い-18°C（0°F）になります。 方法の詳細については、気候と地球のエネルギー収支をご覧ください 日光は地球の気候に燃料を供給します。 強化された温室効果 科学者たちが今懸念しているのは、過去250年間、人間は主に化石燃料を燃やすことによって、また炭素を吸収する森林を伐採することによって、大気中の温室効果ガスの濃度を人為的に増加させてきたということです。産業革命が約1750年に始まって以来、二酸化炭素レベルは2009年の時点で38％近く増加し、メタンレベルは148％増加しました。 1750年から2009年までの大気中の二酸化炭素とメタンのグラフ。 二酸化炭素（上）とメタン（下）の濃度の増加は、1750年頃の産業革命の始まりと一致しました。直接大気測定（青い線）と組み合わせた南極の氷床コア（緑の線）からの測定は、両方のガスの増加を示しています時間とともに。 （NOAA古気候学および地球システム研究所からのデータに基づくRobert SimmonによるNASAグラフ。） 今日の大気にはより多くの温室効果ガス分子が含まれているため、表面から放出される赤外線エネルギーの多くが最終的に大気に吸収されます。暖かい大気からの余分なエネルギーの一部が地表に戻って放射されるため、地球の表面温度は上昇します。温室効果ガスの濃度を上げることで、地球の大気をより効率的な温室にします。 今日の温暖化は過去とどう違うのですか？ 地球は過去に人類の助けなしに気候変動を経験しました。年輪、氷河の氷の層、海底堆積物、サンゴ礁、堆積岩の層に残された証拠のために、過去の気候について知っています。たとえば、氷河の氷の中の気泡は、地球の大気の小さなサンプルをトラップし、科学者に80万年以上前にさかのぼる温室効果ガスの歴史を与えます。氷の化学的構成は、平均地球温度の手がかりを提供します。 科学者が過去の気候を研究する方法の詳細については、地球観測所のシリーズ古気候学を参照してください。  泡のある氷床コアの一部の写真。  南極のEPICA氷床コアからの温度異常のグラフ。 その中に閉じ込められた氷河の氷と気泡（上）は、80万年の気温と二酸化炭素の記録を保存しています。地球は氷河期（低い点、大きな負の異常）と暖かい間氷期（ピーク）の間を循環しています。 （写真提供：国立雪氷データセンター。Jouzeletal。、2007のデータに基づくRobert SimmonによるNASAグラフ。） この古代の証拠を使用して、科学者は地球の過去の気候、つまり「古気候」の記録を作成しました。世界的なモデルと組み合わされた古気候の記録は、過去の氷河期と今日よりもさらに暖かい期間を示しています。しかし、古気候の記録は、現在の気候温暖化が過去の温暖化イベントよりもはるかに急速に起こっていることも明らかにしています。 地球が過去100万年にわたって氷河期から脱却するにつれて、地球の気温は約5、000年にわたって摂氏4〜7度上昇しました。過去1世紀だけでも、気温は摂氏0.7度まで上昇しました。これは、氷河期の回復による温暖化の平均速度の約10倍の速さです。 マルチプロキシの地球温度の再構築と計器による記録のグラフ。  古気候データからの温度履歴（緑の線）と最新の機器に基づく履歴（青の線）との比較は、地球の気温が過去1、000年よりも暖かく、おそらくそれよりも長いことを示唆しています。 （Mann et al。、2008から引用したグラフ。） モデルは、地球が次の世紀に摂氏2度から6度の間で暖まると予測しています。過去200万年のさまざまな時期に地球温暖化が起こったとき、地球が5度暖まるのに約5、000年かかりました。次の世紀の温暖化の予測速度は少なくとも20倍速いです。この変化率は非常に珍しいものです。 現在の温暖化は自然ですか？ 産業革命以前の地球の歴史では、人間の活動とは関係のない自然の原因により、地球の気候が変化しました。ほとんどの場合、地球の気候は日光の変化のために変化しました。日光が地球の表面に当たるときと場所で、地球の軌道の小さなぐらつきが変化しました。太陽自体の変動は、地球に到達する太陽エネルギーの量を交互に増加および減少させています。火山の噴火は、太陽光を反射する粒子を生成し、惑星を明るくし、気候を冷やします。火山活動はまた、過去数百万年にわたって温室効果ガスを増加させ、地球温暖化のエピソードに貢献してきました。 ミルティンミランコビッチの伝記のスケッチは、地球の軌道の変化がその気候にどのように影響するかを説明しています。 これらの自然の原因は今日でも機能していますが、その影響が小さすぎるか、発生が遅すぎて、ここ数十年に見られる急速な温暖化を説明できません。科学者が衛星と地上機器の艦隊で気候に影響を与える自然と人間の活動を注意深く監視しているので、私たちはこれを知っています。 大気の画像研究観測所と極地運用環境衛星。  遠隔気象観測所（左）と軌道衛星（右）は、科学者が地球温暖化の原因と影響を監視するのに役立ちます。 [画像提供：大気組成変化の検出のためのNOAAネットワーク（左）と環境可視化研究所（右）] NASA衛星は、大気エアロゾル（自然源と、工場、火事、砂漠、噴火する火山などの人間活動の両方からの粒子）、大気ガス（温室効果ガスを含む）、地球の表面と太陽から放射されるエネルギーなど、多数の重要な兆候を記録します。 海面温度の変化、地球の海面、氷床、氷河、海氷の範囲、植物の成長、降雨量、雲の構造など。 地上では、多くの機関や国が、気温、降雨量、積雪深の記録を維持する気象および気候監視ステーションのネットワークと、地表水および深海の温度を測定するブイをサポートしています。まとめると、これらの測定値は、過去150年間の自然の出来事と人間の活動の両方の絶えず改善された記録を提供します。 科学者はこれらの測定値を気候モデルに統合して、過去150年間に記録された気温を再現します。 1750年以降の自然の太陽変動と火山性エアロゾルのみを考慮した気候モデルシミュレーション（温室効果ガスの観測された増加を省略）は、1950年頃までしか地球の気温の観測に適合できません。それ以降、地球の表面温暖化の10年の傾向は人間が加えた温室効果ガスの寄与を含めずに説明した。 1950年以来、人々は私たちの気候に最大の影響を与えてきましたが、最近では地球の気候に自然な変化が起こっています。たとえば、1982年のElChichonと1991年のPinatuboの2つの主要な火山噴火は、二酸化硫黄ガスを大気中に高揚させました。ガスは小さな粒子に変換され、太陽光を反射して地球の表面を覆い、1年以上も長持ちしました。世界中の気温は2〜3年の間下がった。 1889年から2006年までの気候に対する自然および人為的影響の大きさのグラフ。  地球の気温は自然に変動しますが、気候に対する人間の影響は、過去120年間の自然の気温変化の大きさを上回っています。気温への自然の影響（エルニーニョ、太陽変動、火山性エアロゾル）は、約プラスマイナス0.2°C（0.4°F）（平均して約ゼロ）で変動しましたが、人間の影響は約0.8°C（1°F）でした。 ）1889年以降の温暖化。（Lean et al。、2008から引用したグラフ。） 火山は世界中で活動しており、かつてのように二酸化炭素を排出し続けていますが、放出される二酸化炭素の量は人間の排出量に比べて非常に少ないです。平均して、火山は年間1億3000万トンから2億3000万トンの二酸化炭素を排出します。化石燃料を燃やすことで、人々は毎年100倍以上、約260億トンの二酸化炭素を大気中に放出しています（2005年現在）。その結果、人間の活動は、火山が最近の地球温暖化にもたらした可能性のある貢献を覆い隠しています。 太陽の明るさの変化は、10年から10年まで気候に影響を与える可能性がありますが、最近の温暖化の説明として、太陽出力の増加は不十分です。 NASA衛星は、1978年以来、太陽の出力を測定しています。太陽が放射する総エネルギーは、11年周期で変化します。太陽極大期の間、太陽エネルギーは太陽極小期の間よりも平均して約0.1パーセント高くなります。 太陽極大期と太陽極小期の太陽の極紫外線画像。  太陽コロナとして知られる透明なハローは、太陽極大期（左）と太陽極小期（右）の間で変化します。 （SOHOデータアーカイブからのNASA極紫外線望遠鏡の画像。） 各サイクルは、強度と持続時間の微妙な違いを示しています。 2010年初頭の時点で、2005年以降の太陽の明るさは、1990年代後半に発生した過去11年間の太陽活動の最小値よりもわずかに低く、高くはありませんでした。これは、2005年から2010年までの太陽の影響が、温室効果ガスだけで引き起こされたであろう温暖化をわずかに減少させた可能性があることを意味します。 1978年から2010年までの全日射量のグラフ。  1979年以降の日射量（明るい線）と月平均日射量（暗い線）の衛星測定では、明確な長期的傾向は検出されていません。 （ACRIMサイエンスチームからのデータに基づく、Robert SimmonによるNASAグラフ。） 科学者たちは、太陽の出力には数十年の傾向があるかもしれないと理論づけていますが、それが存在する場合、それはまだ観察されていません。しかし、太陽が明るくなったとしても、1950年以降に地球上で観測された温暖化のパターンは、太陽だけが引き起こす温暖化のタイプとは一致しません。太陽のエネルギーがピーク（太陽極大期）にあるとき、両方の下層大気の温度（トロポスファーe）そして上層大気（成層圏）は暖かくなります。代わりに、観測は温室効果ガスの影響から予想されるパターンを示しています。地球の表面と対流圏は暖まりましたが、成層圏は冷えました。 1978年から2010年までの対流圏と成層圏の気温のグラフ。  衛星測定では、対流圏（下層大気、緑の線）では温暖化が見られますが、成層圏（上層大気、赤線）では冷却が見られます。この垂直パターンは、温室効果ガスの増加による地球温暖化と一致していますが、自然の原因による温暖化とは一致していません。 （NOAA Climate and Global ChangeProgramが後援したリモートセンシングシステムのデータに基づくRobertSimmonによるグラフ。） オゾン層が紫外線を吸収するため、成層圏は太陽極大期に暖かくなります。太陽極大期の紫外線が多いほど、気温が高くなります。オゾン層破壊は、ここ数十年にわたる成層圏の冷却の大部分を説明していますが、すべてを説明することはできません。対流圏と成層圏の二酸化炭素濃度の増加は、一緒に成層圏の冷却に貢献します。 地球はどれだけ暖かくなりますか？ 地球温暖化の原因と影響をさらに調査し、将来の温暖化を予測するために、科学者は気候モデル、つまり気候システムのコンピューターシミュレーションを構築します。気候モデルは、海洋と大気の応答と相互作用をシミュレートし、自然と人為的な両方の地表の変化を説明するように設計されています。それらは、物理学の基本法則（エネルギー、質量、運動量の保存）に準拠しており、地球の気候に影響を与える数十の要因を説明しています。 モデルは複雑ですが、実際のデータを使用した厳密なテストにより、科学者が他の方法では不可能な方法で気候の理解を探求できる強力なツールになります。科学者は、化石燃料の燃焼によって放出される温室効果ガスを除去したり、太陽の強度を変更してそれぞれが気候にどのように影響するかを確認するなど、モデルを実験することで、モデルを使用して地球の現在の気候をよりよく理解し、将来の気候を予測します。 モデルは、世界がこれまで以上に化石燃料を消費するにつれて、温室効果ガス濃度が上昇し続け、地球の平均表面温度がそれに伴って上昇すると予測しています。もっともらしい排出シナリオの範囲に基づいて、平均表面温度は21世紀の終わりまでに2℃から6℃の間で上昇する可能性があります。 二酸化炭素排出の4つのシナリオに基づいて予測された温度変化のグラフ。 気候変動に関する政府間パネルによるモデルシミュレーションでは、二酸化炭素排出量の増加速度に応じて、地球は次の世紀に摂氏2度から6度の間で暖まると推定されています。人々がますます多くの化石燃料を燃やすと仮定するシナリオは、温度範囲の上限での推定値を提供しますが、温室効果ガス排出量がゆっくりと増加すると仮定するシナリオは、より低い温度予測を提供します。オレンジ色の線は、温室効果ガスが2000年のレベルにとどまった場合の世界の気温の推定値を示しています。 （©2007IPCC WG1 AR-4。） 気候フィードバック 温室効果ガスは、地球温暖化に関しては話の一部にすぎません。気候システムの一部が変化すると、惑星がエネルギーを吸収または反射する方法がさらに変化する可能性があります。これらの二次的変化は気候フィードバックと呼ばれ、二酸化炭素だけで引き起こされる温暖化の量を2倍以上にする可能性があります。主なフィードバックは、雪と氷、水蒸気、雲、および炭素循環によるものです。 雪と氷 おそらく最もよく知られているフィードバックは、北半球の雪と氷の融解から来ています。温暖化の温度はすでに北極の海氷の増加する割合を溶かしており、夏の永続的な日光の間に暗い海の水をさらしています。陸地の積雪も多くの地域で減少しています。雪や氷がない場合、これらの領域は、惑星を冷やす明るい太陽光反射面から、地球システムにより多くのエネルギーをもたらし、より多くの温暖化を引き起こす暗い太陽光吸収面になります。 カナダ、ジャスパー国立公園の後退するアサバスカ氷河の写真。 カナダのアサバスカ氷河は、年間約15メートル縮小しています。過去125年間で、氷河はその体積の半分を失い、1.5キロメートル以上後退しました。氷河が後退し、海氷が消え、春の初めに雪が溶けると、地球は反射する雪と氷が残っている場合よりも多くの太陽光を吸収します。 （写真©2005ヒューサックスビー。） 水蒸気 最大のフィードバックは水蒸気です。水蒸気は強力な温室効果ガスです。実際、水蒸気は大気中に豊富に存在するため、温室効果ガスの約3分の2を引き起こします。これは、地球上の居住可能な範囲の温度を維持するための重要な要素です。しかし、気温が上昇すると、より多くの水蒸気が表面から大気中に蒸発し、気温がさらに上昇する可能性があります。 科学者が尋ねる質問は、温暖化する世界の大気中にどれくらいの水蒸気があるかということです。大気は現在、水蒸気濃度と温度の間に平均的な平衡またはバランスを持っています。気温が上がると、大気はより多くの水蒸気を含むことができるようになるため、水蒸気濃度は上昇して平衡を取り戻します。 気温が上昇し続けるにつれて、その傾向は続くのでしょうか？ 大気に入る水蒸気の量は、最終的に、水蒸気のフィードバックによって発生する追加の温暖化の量を決定します。大気は水蒸気のフィードバックにすばやく反応します。これまでのところ、ここ数十年で気温が上昇しているため、ほとんどの大気は気温と水蒸気濃度の間でほぼ一定のバランスを維持しています。この傾向が続き、多くのモデルがそうすると言っている場合、水蒸気は二酸化炭素だけによって引き起こされる温暖化を2倍にする能力を持っています。 雲 水蒸気のフィードバックと密接に関連しているのは、雲のフィードバックです。雲は太陽エネルギーを反射することで冷却を引き起こしますが、雲が実際よりも暖かい領域にある場合、表面から赤外線エネルギー（温室効果ガスなど）を吸収することによって温暖化も引き起こします。私たちの現在の気候では、雲は全体的に冷却効果がありますが、それはより暖かい環境で変化する可能性があります。 フロリダの雲の宇宙飛行士の写真。 雲は、（太陽からの可視光を反射することによって）惑星を冷やすことができ、（表面から放出される熱放射を吸収することによって）惑星を暖めることができます。全体として、雲は地球をわずかに冷やします。 （NASA宇宙飛行士写真STS31-E-9552提供：ジョンソン宇宙センター地球観測研究所） 雲が明るくなったり、明るい雲の地理的範囲が拡大したりすると、雲は地球の表面を冷やす傾向があります。より多くの水分が特定の領域に収束するか、より多くの微粒子（エアロゾル）が空気に入ると、雲は明るくなる可能性があります。形成される明るい雲が少なくなると、雲のフィードバックによる温暖化に寄与します。 エアロゾルが雲を明るくする方法については、アラスカ南部のシップトラックを参照してください。 温室効果ガスのような雲も、赤外線エネルギーを吸収して再放出します。低くて暖かい雲は、高くて冷たい雲よりも多くのエネルギーを放出します。しかし、世界の多くの地域では、低い雲から放出されたエネルギーは、その上の豊富な水蒸気によって吸収される可能性があります。さらに、低い雲は地球の表面とほぼ同じ温度であることが多いため、同じ量の赤外線エネルギーを放出します。雲の少ない世界では、宇宙に逃げる赤外線エネルギーの放出量は、雲の少ない世界とそれほど変わらないでしょう。 GOESからの西半球の熱赤外線画像。 雲は、高度に関連する温度に比例して熱赤外線（熱）放射を放出します。この画像は、熱赤外線で西半球を示しています。暖かい海と陸の表面積は白と薄い灰色です。涼しい低レベルの雲は中程度の灰色です。寒くて標高の高い雲は濃い灰色と黒です。 （NASA画像提供GOESプロジェクトサイエンス。） しかし、エネルギーを吸収する水蒸気が不足している大気の一部には、非常に冷たい雲が形成されます。これらの雲は、下層大気からのエネルギーをトラップ（吸収）し、気温が低いため、宇宙にほとんどエネルギーを放出しません。高い雲のある世界では、そうでなければ宇宙に逃げるであろうかなりの量のエネルギーが大気中に捕らえられます。その結果、地球の気温は、高い雲のない世界よりも高くなります。 気温が高いほど高い雲の量が増えると、宇宙に放出される赤外線エネルギーが少なくなります。言い換えれば、より高い雲は温室効果を高め、地球の冷却能力を低下させ、気温を上昇させます。 より完全な説明については、雲と放射線を参照してください。 科学者は、雲がどこでどの程度温暖化を増幅または緩和するかについて完全には確信していませんが、ほとんどの気候モデルは、低い雲量の減少によるわずかな全体的な正のフィードバックまたは温暖化の増幅を予測しています。最近の観測研究では、気温が上昇したときに太平洋のある地域で形成される低くて密度の高い雲が少なくなることがわかり、モデルが予測したように、この地域での正の雲のフィードバックが示唆されました。しかし、そのような直接的な観測の証拠は限られており、気候がどれだけ変化するかを予測する上で、温室効果ガスを制御する人間の選択を除いて、雲は依然として不確実性の最大の原因です。 炭素循環 大気中の二酸化炭素濃度の上昇と温暖化により、地球の自然の炭素循環が変化し、大気中の二酸化炭素濃度にフィードバックすることもできます。今のところ、主に海水、そしてある程度は陸上の生態系が、化石燃料とバイオマス燃焼の排出量の約半分を占めています。この行動は、大気中の二酸化炭素の増加率を低下させることによって地球温暖化を遅らせますが、その傾向は継続しない可能性があります。暖かい海のワット溶存炭素の保持が少なくなり、大気中に多くが残ります。 海洋に溶け込んだ人為的炭素の地図。  化石燃料の燃焼によって大気中に放出される二酸化炭素の約半分は、海洋で溶解します。この地図は、海面から海底までの海水中の人工二酸化炭素の総量を示しています。青い領域は少量ですが、黄色の領域は人為起源の二酸化炭素が豊富です。電流が二酸化炭素に富む地表水を海の深さに運ぶ場所で大量に発生します。 （Sabine et al。、2004から引用した地図。） 地球観測所での海洋の炭素収支をご覧ください。 陸上では、炭素循環の変化はより複雑です。温暖な気候下では、土壌、特に北極圏のツンドラの融解により、閉じ込められた二酸化炭素またはメタンが大気中に放出される可能性があります。火事の頻度の増加と昆虫の蔓延も、樹木が燃えるか死んで腐敗するにつれて、より多くの炭素を放出します。 一方、余分な二酸化炭素は、一部の生態系で植物の成長を刺激し、これらの植物が大気から追加の炭素を取り除くことを可能にします。ただし、植物の成長が水、窒素、および温度によって制限される場合、この効果は減少する可能性があります。この効果は、二酸化炭素が光合成のために飽和するレベルまで増加するにつれて減少する可能性もあります。これらの複雑さのために、追加の二酸化炭素植物がどれだけ大気から取り出すことができるか、そしてそれらがどれだけ長くそうし続けることができるかは明らかではありません。 気候変動が陸域の炭素循環に与える影響は非常に複雑ですが、バランスをとると、植物が飽和状態に達すると、陸域の炭素吸収源の効率が低下し、追加の二酸化炭素を吸収できなくなり、その他の成長制限が発生します。土地は、土壌の温暖化、火事、昆虫の蔓延により、大気に炭素を追加し始めます。これは、大気中の二酸化炭素のより速い増加とより急速な地球温暖化をもたらすでしょう。一部の気候モデルでは、陸と海の両方からの炭素循環フィードバックにより、2100年までに摂氏1度以上が地球の気温に追加されます。 排出シナリオ 科学者は、気候モデルを通じて多くの可能な将来のシナリオを実行することにより、予想される温度上昇の範囲を予測します。気候予測の不確実性の一部は気候フィードバックの不完全な知識に起因しますが、これらの予測の不確実性の最も重要な原因は、科学者が温室効果ガス排出を制御するために人々がどのような選択をするかを知らないことです。 科学者が「通常通りのビジネス」と呼ぶシナリオである、世界全体が一人当たりの化石燃料をますます使用し続けるという仮定に基づいて、より高い推定が行われます。より控えめな見積もりは、燃料電池、ソーラーパネル、風力エネルギーなどの環境に優しい技術が今日の化石燃料の燃焼の多くに取って代わるシナリオから得られます。 地球が温室効果ガスの増加に完全に反応するのに数十年から数世紀かかります。温室効果ガスの中でも特に二酸化炭素は、排出量が削減された後も大気中に残り、継続的な温暖化に貢献します。さらに、地球が温暖化するにつれて、過剰なエネルギーの多くは海の上層を加熱することに費やされました。寒い夜の湯たんぽのように、温室効果ガスの増加が止まった後も、熱せられた海は下層大気を暖め続けます。 これらの考慮事項は、温室効果ガス排出量の削減の影響を人々がすぐに目にすることはないことを意味します。今日、温室効果ガスの濃度が安定したとしても、温室効果ガスがすでに大気中に存在しているため、地球は次の世紀にわたって約0.6℃上昇し続けるでしょう。 地球のビッグヒートバケット、海洋冷却の修正、気候に関するQ＆Aをご覧ください：温室効果ガスの排出をすぐに停止した場合、地球温暖化は停止しますか？海の熱と地球温暖化についてもっと学ぶために。 地球温暖化は地球をどのように変えるのでしょうか？ 表面温度の上昇の影響はそれ自体が重要です。しかし、地球温暖化は地球にさらに広範囲にわたる影響を及ぼします。温暖化は、降雨パターンを変更し、海岸侵食を増幅し、一部の地域で成長期を延長し、氷冠と氷河を溶かし、いくつかの感染症の範囲を変更します。これらの変更のいくつかはすでに発生しています。 低い湖の水位によって露出された浴槽リングを示すパウエル湖の写真。 地球温暖化は主要な気候パターンを変化させ、おそらく米国南西部の現在の干ばつを長引かせ、激化させるでしょう。パウエル湖を支えるかつては赤い崖にある白く染まった岩の白い輪は、過去10年間の水位の低下を示しています。これは、降雪量の少ない冬が繰り返された結果です。 （写真©2006Tigresblanco。） 天候の変化 ほとんどの場所で、地球温暖化はより頻繁な暑い日とより少ない涼しい日をもたらし、最も大きな温暖化は陸地で起こります。より長く、より強い熱波がより一般的になります。降水パターンが変化するにつれて、嵐、洪水、干ばつは一般により深刻になりますe。ハリケーンは、海面水温が高いために強度が増す可能性があります。 全球循環モデルに基づいて予測される将来の降水量のマップ。 気温を上昇させることは別として、地球温暖化はより大きく、より破壊的な嵐を引き起こし、降水量の全体的な増加につながる可能性があります。いくつかの例外を除いて、熱帯地域は惑星が暖まるにつれて雨が少なくなり（オレンジ色）、極地は降水量が多くなります（緑）。白い領域は、降水量がどのように変化するかについて合意した気候モデルの3分の2未満を示しています。点描された領域は、モデルの90％以上が同意した場所を示しています。 （©2007IPCC WG1 AR-4。） 異常気象を地球温暖化に特定することは不可能ですが、新たな証拠は、地球温暖化がすでに気象に影響を及ぼしていることを示唆しています。過去50年間に、熱波、干ばつ、激しい雨のイベントの頻度が増加しており、人為的な地球温暖化がこの傾向に寄与している可能性が高いです。 海面上昇 地球温暖化が影響を与えるのは天候だけではありません。海面上昇は海岸を侵食し、より頻繁な沿岸洪水を引き起こします。一部の島国は消滅します。世界の人口の最大10％が、海抜10メートル（約30フィート）未満の脆弱な地域に住んでいるため、この問題は深刻です。 1870年から2000年の間に、海面は平均して年間1.7ミリメートル増加し、合計の海面上昇は221ミリメートル（0.7フィートまたは8.7インチ）になりました。そして、海面上昇の速度は加速しています。 1993年以来、NASA衛星は、海面がより急速に上昇し、年間約3ミリメートル、1993年から2009年の間に合計48ミリメートル（0.16フィートまたは1.89インチ）の海面上昇を示しています。 1880年以降の世界の平均海面のグラフ。  20世紀の間に海面は約20センチメートル（7.9インチ）上昇しました。グリーンランドと南極の氷床が予測よりも早く溶ける場合、海面上昇は次の世紀に18〜59 cm（7.1〜23インチ）の間で上昇すると予測されています。より高い海面は海岸線を侵食し、より頻繁な洪水を引き起こします。 （グラフ©2007Robert Rohde。） 気候変動に関する政府間パネル（IPCC）は、温暖化する海水が拡大し、山岳氷河と極地氷河が溶けるにつれて、2099年までに海面が0.18〜0.59メートル（0.59〜1.9フィート）上昇すると推定しています。ただし、これらの海面変化の予測は、世界の主要な氷床が溶ける速度の増加を考慮していないため、過小評価されている可能性があります。気温が上がると、氷はより早く溶けます。衛星測定によると、グリーンランドと西南極の氷床は、年間約1,250億トンの氷を流しており、海面を年間0.35ミリメートル（0.01インチ）上昇させるのに十分です。融解が加速すると、海面の上昇が大幅に大きくなる可能性があります。 影響を与える生態系 さらに重要なことに、おそらく、地球温暖化はすでに生態系、陸と海の両方の特定の気候帯に共存する動植物に圧力をかけています。気温の上昇は、世界の多くの地域ですでに成長期を変えています。北半球の一部の成長期は、20世紀の後半に2週間長くなりました。春は両方の半球で早く来ています。 成長期のこの変化は、より広い生態系に影響を及ぼします。渡りをする動物は、より早く食料源を探し始めなければなりません。季節の移り変わりにより、ミツバチなどの花粉交配者のライフサイクルが顕花植物や樹木と同期しなくなっている可能性があります。この不一致は、花粉交配者と植物の両方が生き残り、繁殖する能力を制限する可能性があり、食物連鎖全体での食料の入手可能性を低下させます。 ミツバチのライフサイクルが顕花植物とどのように同期しているかについて詳しくは、「気候変動についての話題」を参照してください。 気温が高いと、成長期も長くなります。これは、植物が季節を通して成長し続けるためにより多くの水を必要とすることを意味します。さもないと、植物は乾燥し、不作や山火事のリスクが高まります。成長期が終わると、より短く、より穏やかな冬は休眠中の昆虫を殺すことができず、次の季節に大規模で損害を与える侵入のリスクを高めます。 一部の生態系では、1日の最高気温が、在来の植物や動物の許容範囲を超えて上昇する場合があります。極端な気温に耐えるために、海洋と陸上の両方の動植物が極に向かって移動し始めました。すぐに移動したり適応したりできない種、場合によっては生態系全体が絶滅の危機に瀕しています。 IPCCは、気温が1.5°から2.5°Cを超えると、動植物の20〜30パーセントが絶滅の危機に瀕すると推定しています。 影響力のある人々 天候や生態系の変化も、人々により直接的に影響を及ぼします。最も大きな打撃を受けるのは、低地の沿岸地域に住む人々と、それを持たない貧しい国の住民です。極端な温度と水資源の変化に適応するための資源。熱帯の気温帯が拡大するにつれて、マラリアなどのいくつかの感染症の範囲が変化します。より激しい雨とハリケーン、そして海面上昇は、より深刻な洪水と財産と生命の潜在的な損失につながります。 マサチューセッツ州の海岸侵食の写真、2007年。 地球温暖化の必然的な結果の1つは、海面上昇です。より高い海面とより激しい嵐に直面して、沿岸地域社会は、この被害を引き起こした2007年4月の激しい北東部のような破壊的な嵐による急速な海岸侵食のより大きなリスクに直面しています。 （写真©2007metimbers2000。） 暑い夏と頻繁な火災は、熱射病と死亡のケースを増やし、地表近くのオゾンと煙のレベルを高め、「コードレッド」の大気質の日を増やすことになります。激しい干ばつは栄養失調の増加につながる可能性があります。より長い時間スケールでは、特にアジアと北アメリカの一部で山岳氷河が消滅するため、特に夏の間、淡水は不足するでしょう。 反対に、いくつかの場所に「勝者」がいる可能性があります。たとえば、世界の平均気温の上昇が摂氏3度未満である限り、十分な水資源が利用可能であれば、中緯度から高緯度での成長期が長くなるため、世界の食料生産が増加する可能性があると予測するモデルもあります。しかし、同じ小さな気温の変化は、多くの国がすでに食糧不足に直面している低緯度での食糧生産を減少させるでしょう。結局のところ、ほとんどの研究は、気候変動のマイナスの影響がプラスの影響をはるかに上回っていることを示唆しています。現在の文明、つまり農業と人口分布は、現在の気候に基づいて発展してきました。気候が変化すればするほど、そして気候が急速に変化するほど、適応のコストは大きくなります。 最終的に、地球温暖化は多くの点で地球上の生命に影響を与えますが、変化の程度は主に私たち次第です。科学者たちは、温室効果ガスの人間による排出が地球の気温を押し上げていることを示しており、気候の多くの側面が、科学者が予測した方法で温暖化に対応しています。これは希望を提供します。人々は地球温暖化を引き起こしているので、時間内に行動すれば、人々は地球温暖化を緩和することができます。温室効果ガスは長寿命であるため、地球は温暖化を続け、変化ははるか未来に起こり続けますが、地球温暖化が地球上の生命をどの程度変化させるかは、現在の私たちの決定に依存します。 関連資料 米国グローバルチェンジリサーチプログラム。 本当の気候 HolliRiebeek著 ロバート・シモンによるデザイン 2010年6月3日 前書き 地球温暖化 今日の温暖化は過去とどう違うのですか？ 現在の温暖化は自然ですか？ 地球はどれだけ暖かくなりますか？ 地球温暖化は地球をどのように変えるのでしょうか？ 参考資料と関連リソース 参考文献 Anthes、R.A.、Corell、R.W.、Holland、G.、Hurrell、J.W.、MacCracken、M.C。、およびTrenberth、K。（2010年2月12日）。ハリケーンと地球温暖化—潜在的なつながりと結果。アメリカ気象学会誌、87：623-628。 2010年4月15日にアクセス。 北極評議会。 （2004）。北極の気候影響評価レポート。 2007年3月22日にアクセス。 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