高二酸化炭素濃度の恩恵

Kimballらは長期間にわたる大気中二酸化炭素濃度の上昇が植物の生育にどのような影響を及ぼすのかを検討するため1987年から2005年の17年間にわたってサワーオレンジを育てた結果を2007年に報告している。

サワーオレンジの苗木を二つのグループにわけ片方は今の大気中二酸化炭素濃度で他方は余分に300ppmの二酸化炭素を持続的に付加し、水や肥料は商業果樹園と同様に与えて育成した。最初の2～4年ではバイオマスの生産量（樹木の生長分と果実の収穫）が2.4倍と最も高く、このあといくらかの環境への順応（馴れ）がありその比率は低下したものの最終的に高CO2群がバイオマスの生産で70%高のところで9年間でプラトーに達した。全期間を通じて80%のバイオマス生産の増加が見られた。

またIdsoによると果実の収穫の増加は85%にのぼり、これはほとんど果実数の増加であった。また12年目に収穫された果実のビタミンCの含有量を比較すると高CO2群の方が7%高かった。結局オレンジの生産においては二酸化炭素濃度が高い方が量および質ともに勝っていると結論づけている。

 

二酸化炭素濃度が高い方が光合成が効率よく行われるという小学生でも直感でわかる当たり前といえば当たり前の結論だが、そのデータを得るのに17年の歳月をかけているのには頭が下がる思いである。適当にデータを入れてスイッチポンであとは機械が勝手に結果を出すコンピューターシミュレーション、いわゆる「instant climatology」とはえらい違いである。それだけにデータの重みが違うといってもよかろう。そしてこの論文にはもうひとつの重要な意義がある。それは温暖化論者の多くが「最初は高濃度CO2で光合成量が増加してもそのうち新環境への馴れが起こって光合成量は元に戻る。」と繰り返し主張してきたことを否定し、70%の生産量増加が持続することを証明したことである。

 

光合成が専門の渡辺正は初めて二酸化炭素濃度の増加の事実を知ったとき「これで食料問題が解決できる。」と思ったという。私も彼の直感は正しいと思っているが、どうしてもわからない連中が世の中にいるのも事実だ。さてどうしたものか・・・・・・。

再び永久凍土

Osterkampは2007年の論文でこの30年間の永久凍土の変化について以下のように述べている。

『アラスカの永久凍土の温度上昇は1976/1977年の州全域におよぶ気温の上昇と同時に始まった。気温の上昇は北極圏沿岸で3～4℃、Brooks Rangeで1～2℃、ユーコン川の南で0.2～1℃に及んでいる。この温暖化には季節性があり（基本的に冬）夏の状態はほとんど変化していない。結果として活動層（active layer）の厚さは増加していない。』

 

活動層とは冬季には凍結するが、夏季には融解して植物が生育する季節性のある凍土のことである。つまり気温の上昇は冬季に限定したものであり、もともと冬季の最高気温は－20℃と厳寒の地なので3℃程度の上昇では永久凍土は融解しないということである。参照↓

http://www.alaska-japan.com/climate/farnorth.html

 

実際には環境活動家などが、温暖化で永久凍土が融解するとそこからのメタンの排出によってますます温暖化が進むと警告しており、それは現実に起こりつつあると報じられてきたものである。これについてCO2scienseのIdsoは

『アラスカの気温は1976/1977年頃に、ほとんど冬季に限局した階段状の上昇を経験しており、これは自然の温暖化と考えられる。』

と述べている。 

 つまりこの冬季に限局した気温の上昇は「北極圏とPDO」に書いたように、1976/1977年付近に起こったPDO（Pacific decadal　oscillation）のレジームシフトによる自然現象であり、いわゆる二酸化炭素濃度の増加による「地球温暖化」とは無関係な現象である。そして環境活動家の警告する永久凍土の融解ももし起こっているとしても「永久凍土の融解」で述べたように他の要因が考えられこれも地球温暖化とは無関係な現象ということだ。IPCCや温暖化論者のようにすべてを二酸化炭素濃度の上昇に結びつける考え方は根拠がなく非科学的である。温暖化論者の中には近年の気温の上昇がヒートアイランド現象とは違うという意味で北極圏沿岸の気温上昇が著しい図を提示する人がいるが、あの図こそPDOの影響そのものなのである。それさえもわからない温暖化論者がこの国にはうじゃうじゃいる。

 

以前は気が付かなかったのだが、PDOに関しては気象庁のサイトに簡単な解説があるので参照を。

 

北極海の海氷の減少が地球温暖化とは関係ないことは以前に書いた。今回で永久凍土も無関係なことがダメ押しされた。さて次は何がつぶれるか・・・・・・。

気象衛星画像から見た再放射の可能性

注：この記事をご覧になった方はコメント欄の近藤邦明氏の指摘もあわせてご覧いただくようお願いします。（2007年10月26日）
気象衛星画像には可視画像、赤外画像、水蒸気画像の三種類がある。可視画像は人間の目で見た画像と同じで物体から反射してきた太陽光（可視光）を見ている。よって夜間は画像は見ることができない。
赤外画像は天気予報などで使用されており一般の人にもなじみのある画像である。これは大気によって吸収されない「大気の窓」と呼ばれる波長域の赤外線（ひまわり5号の場合：波長10.5～12.5μm）を測定して、この波長の強度から「相当黒体温度」を推定し画像を得ている。「相当黒体温度とはその波長帯の放射がStefan-Boltzmannの法則に従う黒体放射の一部だと仮定した場合のその黒体の温度のことである。

ここのサイトの説明がわかりやすいので参照していただきたい。↓に赤外画像の例を示す。

上の画像から明らかなように赤外画像で見ることができるのは地表面、海水面、そして雲（雲頂）の三つしかない。言い換えればこの三つの物体は放射を行っており、近似的に黒体とみなすことができるということである。一方で温暖化論者の支持する「放射平衡モデル」のように大気が黒体として近似できるのなら、当然大気からの放射もこの画像で写るはずだ。しかしそんなものはどこにもない。従ってこの画像1枚からでも彼らの理論が間違いであることがわかる。

TheorySurgeryは「再放射の可能性」において放射温度計を例にとり大気の放射は小さく温室効果ガスによる再放射の可能性は極めて低いと主張し、『最も「再放射」を行う可能性がある大気物質を考えてみますと、それはおそらく雲になるのではないかと思います。』と推論している。この画像は彼の推論が核心をついていることを物語っている。

最後に一般にはなじみが薄いが、水蒸気画像というものがある。これは同じ赤外域でも水蒸気による吸収が大きい6.5～7.0μmの波長を使用して対流圏上・中層の水蒸気の分布をみるもので↓に例を示す。

この水蒸気画像の撮影原理は「気象衛星画像の見方と利用」（鈴木和史ほか、気象業務支援センター）には以下のように書いてある。

『水蒸気による吸収が非常に大きい波長帯で観測しているため、観測される放射量は赤外線を放射する物体の温度よりも衛星と物体との間にある水蒸気量によって決まる』

『下層雲あるいは地面を含む下層からの放射は、その上にあるわずかな水蒸気によってすべて吸収されてしまう。対流圏より上空では水蒸気はほとんどないので上層からの放射はそのまま衛星に届く。－中略－。中層で放射されたものは上・中層にある水蒸気量の影響を受け、水蒸気が非常に少なければ衛星に到達する放射は多くなり、画像上では暗く見える。』（太字、色文字＝はれほれ）

 

もしも再放射がおこるのなら下層の放射を吸収した水蒸気からの再放射が衛星に捉えられるはずである。また同様にして中・上層の水蒸気からの再放射も捉えられるはずである。つまり温室効果ガスとして最も強力な水蒸気にも再放射は認められないということである。このことはTheorySurgeryが量子力学的な観点から導いた「温室効果ガスの再放射の可能性は極めて低い」という結論を強く支持するものである。もちろんそれと同時に温暖化論者の支持する温室効果理論を支える「放射平衡モデル」の根底を揺るがすものである。我々はもう一度地球大気の熱の移動について考えなおさなければならない。

この文章で少しは地球温暖化問題に関して気象予報士らしい仕事ができたかなと思っているが、「お前は気象予報士のくせに今までこんなことにも気がつかなかったのか！」と言われれば返す言葉がない・・・・・。

高層大気から地表面へ熱を輸送する方法

「温室効果理論の崩壊」で述べてきたように温室効果自体で地表面方向へ再放射によって熱を輸送することは時間的な制約から困難と考えられる。運良く（？）自然放射が地表面方向へ向かって起こったとしてもすぐ近くの赤外活性分子に補足されてしまい、次には衝突によって赤外不活性分子の運動エネルギーに変換される可能性が極めて高い。したがって高層の大気から地表面への熱輸送の道のりはきわめて遠いと考えざるを得ない。

「放射」に頼らずに地表面へ熱輸送をする方法があるだろうか？と考えてみたのだが思いつかない。高層の冷たい空気が下降すると断熱圧縮で温度は上昇するがそれは位置エネルギーが熱エネルギーに変化したただけで「熱の移動」ではない。（と思う）雪が降って地表面で解けるのは熱の方向が反対だし、雷はどうだろうか？これは氷晶の運動エネルギーが電気エネルギーとなったものでこれが地上に届いても「熱の移動」とはいえないようだ。（たぶん）

このように考えると高層から地表面まで熱力学の第2法則に逆らって熱を送り返すのは困難に思える。こうなったら「熱素」が重力で落下するしかない！(笑)

温室効果理論の崩壊

下の図はウィキペディアの日本語版から引用した温室効果の説明として行われているものである。数値の細かな違いはあるがどこでもこのような説明が行われている。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B8%A9%E5%AE%A4%E5%8A%B9%E6%9E%9C

地表から放射された赤外線が温室効果ガスに吸収されこれが地表へ向かって再放射されるため温室効果ガスがない場合よりも地球表面が高温に維持されるというのが共通に見られる説明である。しかしこの説明には大きな問題が指摘されている。

TheorySurgeryは「温室効果ガスの分光学:励起状態ダイナミクス」の中で以下のように述べている。

『地表放射を吸収し振動励起した分子は、大気中の99%を占める窒素や酸素などの赤外不活性分子の衝突により消光されます。これは振動励起の自然放射の寿命がミリ秒と比較的長いために[1]、一気圧の大気下における分子との衝突頻度の時定数の方が140ピコ秒と圧倒的な速さで衝突するため[2]、放射過程以外にも無放射緩和過程による失活チャンネルが重要になるものと考えられます。ここで無放射緩和過程のメカニズムとしては、分子衝突によるエネルギー移動などによって、振動励起分子のエネルギーが他の分子の運動エネルギーとして分配されるといったことが考えられます。』

つまり赤外線を吸収して励起した分子が赤外線を再放射する前に他の分子と衝突してしまうため、再放射が起こるよりも他の分子（ほとんどが赤外不活性分子）の運動エネルギーになる確率が圧倒的に大きいということだ。したがって温室効果理論のいう「大気からの再放射で地表を暖める。」というのは現実には極めて起こりにくい現象である。また分子間衝突が起こるからこそ大気は一様に暖まるのである。温室効果理論をそのまま適応すれば赤外活性分子のみが暖まり、窒素や酸素は低温のままという温度の不均一状態が出現することになる。どちらの考え方が現実を反映しているかは言うまでもない。

また地球環境研究センターの江守正多はQ&Aココが知りたい温暖化の中で「二酸化炭素が増えると温室効果が増えることの「証拠」」として以下のように述べている。

『仮に、地表から放出された赤外線のうち、二酸化炭素によって吸収される波長のものがすべて一度吸収されてしまおうが、二酸化炭素が増えれば、温室効果はいくらでも増えるのです。なぜなら、ひとたび赤外線が分子に吸収されても、その分子からふたたび赤外線が放出されるからです。そして、二酸化炭素分子が多いほど、この吸収、放出がくりかえされる回数が増えると考えることができます。図２は、このことを模式的に表したものです。二酸化炭素分子による吸収・放出の回数が増えるたびに、上向きだけでなく下向きに赤外線が放出され、地表に到達する赤外線の量が増えるのがわかります。』
(a) 二酸化炭素分子は、赤外線を吸収するだけでなく放出する
(b) 赤外線を吸収・放出する二酸化炭素分子の量が増えれば、地表に届く赤外線は増える


http://www-cger.nies.go.jp/qa/4/4-1/qa_4-1-j.html

現実には起こる確率が少ない再放射で温室効果を説明したばかりでなく、まるで無限にエネルギーが生み出されるような書き方である。仮に江守が言うように何度吸収放射を繰り返したとしても捕捉されるエネルギーは最初の1回目の分だけで、総量は変わらない。この文章を素直に読めば立派な第1種永久機関である。以前より近藤邦明（大気温度はどのように決まるか）やTheorySurgery（大気化学の常識は光物理化学の非常識：温室効果ガスによる再放射の妥当性）に指摘されているにもかかわらず、いまだに訂正がないところを見ると意図的なウソかよほどの恥知らずであろう。

次に上のウィキペディアの図にはもうひとつおかしな点が指摘されている。それは地表面からの赤外線が赤外活性分子に吸収されたあと宇宙空間だけでなく再び地表面方向に向かっていることだ。これは上空の低温の大気からより高温の地表面に熱が移動していることになり、明らかに熱力学第2法則に違反している。すなわち第2種永久機関に相当するという指摘がなされている。
Gerhard Gerlich and Ralf D. Tscheuschner, arXiv:0707.1161v3 [physics.ao-ph](2007)
Falsification Of The Atmospheric CO2 Greenhouse Effects Within The Frame Of Physics

確かに図で緑色の矢印はきれいな円を描いており、永久機関と呼ぶにふさわしい説明図である。

では上に述べたように温室効果理論が完全に崩壊した今、我々は地球大気の熱移動システムをどのように理解したらいいのだろうか？その選択肢のひとつが下の図である。

ここでは赤外活性分子の働きを大きく三つに分けて考えている。

Ⅰ．太陽放射あるいは地球放射の赤外線を吸収する。

Ⅱ．吸収した熱エネルギーを赤外不活性分子の運動エネルギーとして伝える。（主に低層大気）

Ⅲ．大気上端から宇宙空間へ廃熱として赤外線を放射する。

地表面から大気への熱の移動は伝導と、潜熱が主たる働きをしている。特に伝導は赤外不活性分子にも熱エネルギーを移動させることが可能でありその量的大きさを考えると大気システム全体に伝えられる熱エネルギーのなかでかなりのウエイトを占めるであろう。またこの伝導を効率的に行うために対流が大きな役割を担っていると考えられる。赤外活性分子に吸収された熱エネルギーは赤外不活性分子との衝突でその運動エネルギーとなり、対流によって高層へ運ばれて行く。そして最終的に上層の赤外活性分子に受け渡され宇宙空間へ放射される。ここでは赤外活性分子から地表面への再放射はなく、その分のエネルギーは伝導によって赤外不活性分子が地表面から直接得ていることになる。ただ太陽放射からのエネルギーというのは限られているのでこのエネルギーだけで現在の地表気温が維持できるかどうかは不明である。またこのモデルでの赤外不活性分子の役割は熱を宇宙空間に逃さずに大気システム内に留めておくことであり、鍵のかかった貯金箱にたとえられる。（TheorySurgeryは「熱浴」と呼んでいる）

図から明らかなようにこのモデルでも放射冷却は起こりうる。また赤外活性分子の大気上端での増加は宇宙空間への廃熱を促進させ高層大気において図の青い矢印方向への熱移動が起こりやすくなり気温が低下する方向に作用する。これは南極上空のオゾンホールで問題となっている極成層圏雲形成の原因の一つとして二酸化炭素濃度の増加が考えられていることと矛盾しない。

 

以上このモデルはTheorySurgery、近藤邦明などの議論をもとに組み立てられたものである。今のところ私自身は最も受け入れやすいモデルと考えているが、真実はわからない。おかしな点があればご指摘いただきたい。

 

今まで述べてきたように温暖化論者がよりどころとしてきた温室効果理論は「再放射」と「熱力学第2法則」で大きく破綻し、崩壊を始めた。それにしても「永久機関」というものはいつの世の中でもお金儲けにはうってつけのようである。