気候感度とは？CO2濃度2倍で地球は何℃暖まるかをわかりやすく解説
気候感度とは？CO2濃度が2倍で地球は何℃暖まるのかを、仕組みと最新科学を図解でわかりやすく解説。影響と対策、不確実性も紹介。
地球が暖かくなっているのは、人間が大気中に温室効果ガスを放出しているからです。これは温室効果と呼ばれ、その記事で詳しく説明されています。最も温暖化する温室効果ガスは二酸化炭素（略称：CO ）で、2石炭を燃やすことで大気中に放出されるのが最大です。気候感度とは、ある量のCO（2 ）が大気中に放出されたとき、地球がどれだけ暖かくなるかを意味します。通常、人々が石炭をたくさん燃やし始める前の1750年に比べて、大気中に2倍のCO（2 ）があった場合、地球はどれくらい暖かくなるかを意味します。科学者たちは、大気中のCO2 が2倍になると、4 W/m2 のエネルギーが余分に地表に残り、これが最終的に地球を3℃ほど暖めると考えています。
気候感度とは何か（わかりやすく）
気候感度は、温室効果ガス、特にCO2の濃度が変わったときに地球の平均気温がどれだけ変化するかを示す指標です。よく使われる基準は「大気中のCO2が産業革命前（およそ1750年）に比べて2倍になったとき、地球は何度上昇するか」です。
計算のしくみ（簡単な式と数値の意味）
- CO2濃度が2倍になると増える「放射強制力（radiative forcing）」は、およそ3.7 W/m2（一般には4 W/m2と丸めて表現されることもあります）。
- 温度変化 ΔT は放射強制力 ΔF に気候感度パラメータ λ をかけたもので概算できます：ΔT = λ × ΔF。
- 歴史的・観測的に導かれた λ の値から、ΔF ≈ 3.7 W/m2 のとき ΔT はおよそ3℃前後になる、というのが「典型的な」結論です。
「平衡気候感度（ECS）」と「一時的気候応答（TCR）」の違い
- 平衡気候感度（ECS）：気候系が時間をかけて大気・海洋・氷床などすべての応答を終えた「平衡状態」で、CO2が倍増したときの最終的な気温上昇。（数百年規模で達成されることが想定される）
- 一時的気候応答（TCR）：CO2濃度が50年間で2倍になるような経路の途中（例：毎年一定割合で増える状況）での、途中時点における気温上昇の大きさ。ECSより小さく現れることが一般的です。
主要なフィードバック（増幅や抑制の要因）
気候感度は単にCO2の直接効果だけで決まるわけではなく、様々なフィードバックによって変わります。主なもの：
- 水蒸気フィードバック：気温が上がると大気中の水蒸気量が増え、水蒸気自体が強力な温室効果ガスなのでさらに温暖化が進む（正のフィードバック）。
- アルベド（氷・雪の反射率）フィードバック：氷や雪が減ると地表の反射率が下がり、より多くの日射を吸収して暖まりやすくなる（正のフィードバック）。
- 雲フィードバック：雲は日中に日射を反射して冷却する効果と、夜に地表の赤外放射を遮って暖める効果の両方があり、ネットの寄与は不確実性が大きく、気候感度の不確定要因として重要です。
- 大気・海洋循環の変化：地域的な変化はあるが、全球平均への影響も長期的には無視できません。
現在の推定と不確実性
- 従来よく使われる「中心的な値」は約3℃（CO2倍増での気温上昇）ですが、研究やモデル・観測の違いで範囲が生じます。
- 国際的な評価（例：IPCC）では、平衡気候感度（ECS）はおおむね2.5〜4℃程度が「可能性の高い範囲」とされることが多く、以前の評価で示されていた1.5〜4.5℃という幅も参照されます。（評価は更新されるため、最新の報告を参照してください）
- 一時的気候応答（TCR）は概ね1〜2.5℃程度という幅で示されることが多く、これは短〜中期（数十年規模）の温度上昇を示します。
- 最大の不確実性は雲の応答や地域的なフィードバック、ならびにエアロゾル（人為的なエアロゾルが冷却効果を持つ）の量と効果にあります。
簡単な理解のためのまとめと重要性
- 「CO2が2倍になったら地球は約3℃暖まる」というのは、観測や理論に基づく標準的な目安です（実際はモデルや評価により多少の幅があります）。
- 気候感度が大きいほど、同じだけCO2を増やしても気温上昇が大きくなり、影響も深刻になります。したがって気候感度の正確な評価は気候変化対策（排出削減や適応策）の重要な基礎になります。
- 気候感度の不確実性を小さくするには、観測の強化（長期観測・衛星観測等）と、雲やエアロゾルなどのプロセス理解の向上が必要です。
補足：放射強制力の簡単な公式としては ΔF ≈ 5.35 × ln(C/C0)（Myhreらの式）がよく使われ、CO2が倍になると ln(2) ≈ 0.693 から ΔF ≈ 3.7 W/m2 になります。これを気候感度パラメータで掛け合わせると温度変化が得られます。
もっと詳しく知りたい場合は、最新のIPCC報告や気候科学の入門資料を参照してください。
気候はどの程度敏感なのか？
気候科学者は気候感度をよく知らないが、おそらく1.5℃から4.5℃の間だろうと考えている。つまり、もし大気が1750年の2倍のCO（2 ）を持っていたら、数千年後の地球は、おそらく1.5℃から4.5℃温暖化しているだろうということだ。
なぜわかるのか？
気候感度を求めるには、3つの方法があります。一つ目は、1750年以降に毎年行われた気温の測定値を、同時期に大気中にどれだけの温室効果ガスが存在したかの測定値と比較する方法である。第二の方法は、人々が測定を始める前の遠い過去に、どれだけの温室効果ガスがあり、気温はどうだったかを調べてみることである。例えば、数千年前の極地の氷の奥深くに閉じ込められた小さな空気の泡の中に、どれだけのCO（2 ）が含まれているかを測定するのです。3つ目の方法は、コンピュータで気候系のモデルを作ることです。
なぜ、気候の感度をよく知ることが大切なのでしょうか？
パリ協定は、地球温暖化を2℃未満に抑えるというものです。もし気候が非常に敏感であれば、これは非常に難しいので、人々や国はもっと早くクリーンなエネルギーの使用に変わるべきかもしれません。しかし、もし気候がそれほど敏感でないのなら、まだ新しい石炭火力発電所の使用を止めるのはお金の無駄遣いかもしれません。ですから、気候の感度がどの程度なのか、もっと正確に知ることが重要です。
なぜ、難しいのでしょうか？
温室効果によって地球が少し暖かくなった後、さまざまなフィードバックによって温暖化が早まったり遅くなったりするので、気候の感度を調べるのは難しいのです。例えば、暖かくなると海から水が蒸発しますが、この水蒸気自体が温室効果ガスとなり、さらに地球を暖かくします。しかし、フィードバックは非常に複雑なため、科学者たちもよく理解していませんし、コンピュータの処理速度が足りず、十分な計算ができないこともあり、正しい答えが得られないこともあります。しかし、フィードバックは非常に複雑なため、よく理解できていません。雲は大きな違いを生む可能性があるため、よりよく理解しようとしているものの1つです。
この図は、気候感受性の一般的な考え方を示しています。人がCOを放出すると2 地球が暖かくなる。この温暖化は、ほとんどのフィードバックによってより大きくなります。フィードバックにはたくさんの種類があります。最初の温暖化で太陽光を多く反射していた氷が溶けると、その太陽光が氷の下にあった海を照らし、海水温を上昇させるというフィードバックがあります。
気候感度のさまざまな言い方
21世紀のことを考える人と、数千年先のことを考える人とでは、気候感度の話が違ってくるかもしれませんね。
CO2が増えなくなったら
CO2 が毎年1％ずつ徐々に増加する場合、過渡的気候反応（TCR）は、COが2倍になった年までの気温の上昇を示す。これは、おそらく1℃から2.5℃の間である。これは、今世紀に起こるかもしれないことに似ているので、パリ協定について話すとき、ほとんどの人が気候感度について話すのに最も役に立つ方法かもしれない。
海の温度と大気の温度が釣り合ったとき
しかし、余分な熱のほとんどは海を暖め、CO2 の増加が止まった後も、この熱の一部は海を離れ、何千年にもわたってゆっくりと大気を暖め続ける。平衡気候感度（ECS）とは、もしCO2 の増加が止まり、2倍のレベルにとどまった場合、大気と海洋のバランスが戻ったときに、地球が到達する気温のことである。
質問と回答
Q:地球が暖かくなっている原因は何ですか?
A:人間が大気中に温室効果ガスを放出することです。
Q:大気中の二酸化炭素の最大の発生源は何ですか?
A:石炭を燃やすことが、大気中に二酸化炭素（CO2）を送り込む最大の原因です。
Q: 気候感応度とは何ですか?
A: 気候感度とは、ある量の二酸化炭素が大気中に放出されたとき、地球がどれくらい暖かくなるかを意味します。通常、人々が石炭を大量に燃やし始める前の1750年に比べて、大気中に2倍の二酸化炭素が存在すると、どれくらい暖かくなるかを意味します。
Q:CO2が2倍になると、どれくらいの熱がこもるのですか?
A:CO2が2倍になると、地球上の1平方メートルあたり、毎秒4ジュールもの熱が余分に閉じ込められることになります。
Q:CO2が2倍になると、地球はどのくらい暑くなるのでしょうか?
A:科学者は、CO2が2倍になると、地球は3℃ほど暑くなると考えています。
Q:地球から熱が逃げないようにしているのは何?
A:温室効果ガスが地球から逃げる熱を止めるので、「温室効果」と呼ばれているのです。
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