公害のパラドックス:スモッグの除去が海洋温暖化を引き起こす仕組み

彼らはそれを「ブロブ」と呼んでいます。アラスカからカリフォルニアまで定期的に広がる広大な海 暖まる 最大で摂氏4度（華氏7度）まで気温が上昇し、魚資源が激減し、海鳥が飢え、有毒な藻類が大量発生し、サケの川への帰還が妨げられ、アシカが追い出され、クジラが餌を探すために航路に追いやられる。

このブロブは 2013 年に初めて形成され、北東太平洋のカナダと同じ広さの地域に広がりました。それは 3 年間続いたが、最近では再発し続けている 去年の夏. 。これまで科学者たちは、この突然の海洋加熱を説明できていませんでした。気候変動は、エルニーニョなどの自然周期と組み合わせても十分ではありません。

でも新しい 分析 思わぬ原因を示唆しています。中国海洋大学の気象学者Xiaotong Zheng氏と国際同僚らは、この異常な気温上昇は中国の大気汚染の劇的な浄化の結果であると主張している。地球を太陽光線から守るスモッグ粒子の減少により、温暖化が加速し、太平洋全域で一連の大気現象が引き起こされ、事実上、海が調理されています。

他の研究者が話を聞いた エール大学環境 360 詳細な気候モデリングの助けを借りてなされたこの発見は、太平洋やその他の地域の将来の気候に潜在的に重大な影響を与えると考えられています。スモッグの原因となる微粒子（まとめてエアロゾルとして知られる）の排出量は、南アジアとアフリカを除く世界のほとんどの地域で減少している。科学者らは、浄化作業が地球の大気を加熱し、地域的な海洋熱波の激化につながるのではないかと懸念している。

大気汚染を浄化すると大気温暖化が悪化する可能性があるという考えは直観に反して聞こえます。

この研究には関与していないテキサスA&M大学の大気科学者ヤンヤン・シュウ氏は、「エアロゾルの減少は、これまで経験したことのない形で気候システムを混乱させるだろう」ことを示していると述べた。それは私たちに驚きを与えるでしょう。」

実際、それはすでに大西洋で起こっているかもしれない。私たちが話を聞いた研究者の中には、例外的なものであると主張する人もいます。 熱波 昨年の春から今年の4月にかけて北大西洋に広がり、冷たい北極海に魚たちが逃げ出したのは、海を渡る船舶からのエアロゾル排出を削減しようとする国際的な取り組みのおかげかもしれない。

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大気汚染を浄化すると大気温暖化が悪化する可能性があるという考えは直観に反して聞こえます。しかし、大気中に浮遊する小さな粒子はエアロゾルとして総称され、温室効果ガスとは大きく異なります。太陽放射を閉じ込めることによって地球を温暖化する代わりに、入ってくる太陽光を散乱させ、時には雲を作り出すことによって惑星を陰にします。

数日以上空中に留まることはありません。しかし、気候モデラーは、そこにいる間に温室効果の 3 分の 1 を回避できると計算しています。

しかし近年、世界の多くの地域でこの寒冷化の影響が弱まり始めています。公衆衛生の保護を目的とした大気浄化法のおかげで、ヨーロッパと北米では 1980 年代以降、エアロゾル排出量が減少しました。そして過去10年間、中国でも同様のことが起こり、習近平国家主席が2013年に導入した汚い産業に対する政府の厳しい規制により、全体のエアロゾル排出量が70％削減されたと鄭氏は述べた。

世界的に、一度に空気中に漂う人為起源のエアロゾルの量は、ここ数十年に比べて減少しています。NASAゴダード宇宙研究所の気候モデラーであるスザンヌ・バウアー氏は、 言う この「エアロゾル時代の転換点」は今世紀の最初の10年間に起こり、より多くの国がスモッグの撲滅を目指しているため、今後も続くようだ。

その結果、エアロゾルマスクがずれて、多くの地域で地球温暖化が加速していると科学者らは言う。「私たちは現在、エアロゾルの除去によって促進される温室効果ガスによる地球温暖化を経験しています」と英国の気象モデラー、ベン・ブースは言う。メットオフィス。

これによる気候への影響は予期せぬものではありません。エアロゾル冷却の予測低下はすでに織り込まれています 投影 気候変動に関する政府間パネル（IPCC）による将来の地球温暖化の予測。しかし、太平洋の暖かい塊の原因に関する鄭氏の新たな発見は、地域的な気候変動がますます大きくなることが予想されることを示唆している。

エアロゾルの冷却効果がなければ、世界はすでに危険な気候変動の温度閾値に達していたでしょう。

なぜそうなるのでしょうか？答えは、エアロゾルは大気中で完全に混合するほど長時間空気中に留まらないという事実にあります。したがって、全国的な汚染除去活動により、エアロゾル分布の根本的に新しい地図が作成されます。

一部の地域では他の地域よりもはるかに高温になり、この温度差によって主に熱によって引き起こされる大気循環パターンが不安定になる可能性があります。これは北東太平洋で起こっているようだと鄭氏は言う。

彼と同じく中国海洋大学のHai Wang氏、そして米国とドイツの同僚らは、最近の中国東部の大気浄化が循環システムに与える可能性のある影響をモデル化したところ、国内のスモッグの除去が原因であることが判明した。太平洋の風下では異常な大気加熱が起こっています。

これにより気圧が変化し、 強化された アリューシャン列島は、ベーリング海の半永久的な低気圧領域です。これによりさらに東側の風速が低下し、下の海を冷やす風の力が制限され、「極度の海洋温暖化にとって好ましい条件」が提供された。

Zhengらは、今回の発見は将来の「不釣り合いに大規模な」ウォームブロブ現象の前兆であると警告している。

エアロゾルには、塵や煤から目に見えない小さな粒子まで、さまざまな形や大きさがあります。森林火災や砂嵐など、自然の原因が数多くあります。しかし、産業革命以来、大気中のエアロゾル負荷は人為的発生源、主に石炭や石油などの化石燃料の燃焼によって劇的に増加しました。

これらの排出物には、大量の二酸化硫黄 (SO2) が含まれています。このガスは、空気中の他の化合物と容易に反応して小さな粒子を生成し、地球に影をもたらすだけでなく、大気中の湿気を凝結させて雲を形成する水滴を引き起こす凝結核としても機能する可能性があります。 。

化石燃料を燃やすと、地球温暖化をもたらす二酸化炭素と、温暖化のほとんどを覆い隠すエアロゾルの両方が生成されます。気温は両者のバランスによって決まります。最後のIPCC 評価 2021年に発表された気候科学の論文では、温室効果ガスが約1.5℃の温暖化効果を生み出しており、そのうちの0.4℃はエアロゾルによって隠蔽されていると計算されている。

「エアロゾルの冷却効果がなければ、世界はすでにパリ協定で定められた『危険な』気候変動の気温閾値1.5度に達していたでしょう。」 言う ヨハネス・クアス氏はライプツィヒ大学の気象学者で、元 IPCC 筆頭著者。

しかし、ますます多くの国がエアロゾル排出削減に取り組むにつれ、バランスは変化しつつある。

最近まで、船舶からのエアロゾル放出は、温室効果ガスの放出によって地球が温暖化するよりも、おそらく地球を冷却していたと考えられます。

彼らがそうするのは、世界保健機関がエアロゾルの公衆衛生への影響についての認識が高まっているためです。 計算します 毎年 400 万人以上が癌や呼吸器疾患、心血管疾患により早期に死亡しています。ある報告書によると、大気汚染により中国の一部地域では平均寿命が最大5年短縮されたという。 2013年の調査.

各国は、電力会社、産業、自動車メーカーに、微粒子を濾過し、低硫黄燃料を燃焼させるか、煙突排出物から SO2 を除去する装置を取り付けることを要求しています。これにより、燃料の燃焼によって生成されるエネルギーを削減することなく、エアロゾルと SO2 排出物を浄化することができます。

ヨーロッパと北米では、ほぼ半世紀にわたって大気浄化法が制定されてきました。多くの都市で衰弱をもたらすスモッグが発生した2013年以来、中国も猛スピードで追随してきた。人為起源のエアロゾル排出量は 10 年間で 70% 減少し、SO2 排出量はさらに減少し、2013 年の 2,040 万トンから 2022 年の 240 万トンまで減少しました。

中国の研究者は、これが現地の気候に及ぼす影響をある程度詳細に追跡しました。南京情報科学技術大学の大気物理学者であるヤン・ヤン氏の計算によると、2017 年までに、 ブーストされた 中国東部における既存の温室効果上昇傾向は 0.1 ℃ 上昇します。輸送手段を含む清掃作業が拡大する中、彼はこう言った。 期待しています この追加の加熱は、2030 年までに 0.2 ～ 0.5 ℃、2060 年までに 0.5 ℃ 以上に上昇すると予想されています。https://flo.uri.sh/visualisation/18099847/embed

ヤン氏は、これが局地的な大気循環の変化を引き起こし、その結果、中国南部やフィリピンなどの近隣諸国でより多くの降雨量が発生するだろうと予測している。鄭氏の新たな研究は、その影響がすでにはるかに広範囲に及んでおり、太平洋を越えて米国海岸にブロブを形成していることを示唆している。

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地域の気候変動を混乱させることが他にどこで期待できるでしょうか?中国国外では、海運からのSO2排出量を削減する最近の取り組みから生じる海洋気候の予期せぬ影響の可能性を研究者らが調査している。

汚れた硫黄を含むディーゼルは、長い間、船舶のボイラーの燃料として選ばれてきました。その結果、フロリダ州立大学でエアロゾルと気候を研究するマイケル・ダイアモンド氏は、最近まで世界の船舶は年間1,000万トン以上のSO2を排出しており、人為的気候の「強制」全体の10～20パーセントがエアロゾルによって引き起こされていると述べている。 。

船というのは、 主な原因 通常、他の人為的発生源がほとんどない海洋上でのエアロゾルの蓄積。衛星画像には、主要な輸送ルートに沿って伸びる雲の跡がはっきりと示されています。

もちろん、船舶の燃料を燃やすと二酸化炭素も排出されます。しかし、最近まで、船舶からのエアロゾル放出は、温室効果ガスの放出によって地球が温暖化するよりも、おそらく地球を冷やすことの方が多かったでしょう。しかし、それは変わりつつあります。船は惑星の冷却装置から惑星の温暖化装置に変わりつつあるようだ。

短命の温室効果ガスであるメタンを除去すると、エアロゾルの損失による影響の一部を迅速に解決できます。

2020年、国連の国際海事機関（IMO）は港周辺の空気を浄化するよう求める圧力の高まりに対応し、 減らす 輸送用燃料に許容される硫黄含有量は 3.5 パーセントから 0.5 パーセントです。船舶の SO2 排出量の削減により、航路上の雲が減少し、海水温が上昇しています。

ダイヤモンド氏は、現在査読中の論文を持っていると述べ、その論文について「（昨年の）北大西洋海洋熱波の3分の1程度がIMO規制に起因している可能性があることが示唆された」と述べた。一方、ブース氏は次の本の共著者である。 紙 今月オンラインでプレプリントされ、船舶の排出量削減が「過去12か月にわたる地球気温の急速な上昇の一部を説明するのに役立つかもしれない」と主張している。

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私たちはどこに向かっているのでしょうか？

もし世界がエアロゾルの抑制を継続しながら、今後数十年間で温室効果ガス排出量の削減に向けてうまく取り組むならば、エアロゾルの削減が増大する原因となっている温暖化の継続が依然として期待できる。

ヤンは最近、 紙 同研究者は、今世紀半ばの世界では、空気の透明化による温暖化の影響が「温室効果ガスの影響をはるかに上回る」と予測している。 「より長く持続し、より強い振幅を伴う湿った熱波が増加する」だろうと彼は言う。

では、何ができるのでしょうか？温暖化を耐えられるレベルに抑え、悪化する海洋熱波を避けながら、世界はきれいな空気を手に入れることができるのでしょうか?

この記事のために話を聞いたほとんどの科学者は、温室効果ガス排出量の削減を倍加させることが最善の方法であることに同意した。しかしダイアモンドは、エアロゾルのジレンマが切断を優先する必要性にスポットライトを当てていると示唆している。 メタン排出量.

この有毒な温室効果ガスは、地球温暖化物質として二酸化炭素に次いで重要です。現時点では、その温暖化効果は、継続的なエアロゾル排出による平均的な冷却効果とほぼ同じである、とダイアモンド氏は述べています。また、メタンは比較的短命な温室効果ガスであり、大気中にわずか 10 年程度しか存在しないため、メタンを除去することで、失われたエアロゾルの影響の一部を迅速に解決できます。幸いなことに、これを達成するための簡単な成果があります。最も簡単で安価な対策には、ガス、油井、パイプラインからのメタンの排出を防ぐことが含まれます。

誤解のないように言っておきますが、エアロゾルの浄化をやめるべきだなどと主張する人は誰もいません。死者数が多すぎるだろう。

ソース： エール大学