数字で見る地球温暖化: 科学的データが示すもの

人間活動の影響: CO₂ の指数関数的増加

の作品スヴァンテ・アレニウス(1859-1927) は 1896 年にすでに CO₂ と気温の関係を確立していました。 現在、原因調査によると、1950 年以降に観測された温暖化の 95% 以上は人間の活動が原因であることがわかっています。

大気中の二酸化炭素濃度は前例のないほど増加しています 産業時代の始まり以来、280ppm(100万分の1) 19世紀半ばに420ppm今日。

気候の数値を理解する: 世界平均を超えて

地球温暖化は、21 世紀の主要な課題の 1 つです。 メディアや政治的言説の背後には、解読に値する複雑な科学データが横たわっています。

からのデータNASAそしてNOAAの平均増加を示す1.2℃産業革命以前（1850～1900年）から。 この値は控えめに見えるかもしれませんが、重大な地域的変動が隠されています。北極は世界平均よりも 2 ～ 3 倍の速さで温暖化しています。

注： :

1850 ～ 1900 年は、産業上の排出量が膨大になる前に、信頼性の高い機器測定が地球規模で利用可能になり始めた時期です。 推定平均気温: 1900 年には約 13.7°C (対して、2023 ～ 2025 年には約 14.9°C、つまり +1.2°C 上昇)。

CO₂ の主な人為起源

この増加の原因となっている人間の活動は、重要性の順に分類できます。

「平均1.2℃の上昇」とは何を意味するのでしょうか？

この値は、地球表面の平均温度の上昇しかし、この全体的な平均には複雑な現実が隠されています。 これは、地球上のどこでも感じられるような均一な増加ではありません。 この 1.2℃ という値は、地球全体で計算された平均 :

• 大陸と海洋の温度を統合します
• 昼間と夜間の測定を組み合わせます
• 数年間（通常は30年以上）の平均を表します。

この平均値は、重大な地理的格差を覆い隠します

空気中には微量しか存在しない CO₂ が、どうして気候にこれほど大きな影響を与えるのでしょうか?

気体 CO₂ はどのようにしてこれほど少ない割合 (大気の 0.04%) で存在するのでしょうか。 地球の気候にこれほど決定的な影響を与えることができるだろうか？答えは次のとおりです 二酸化炭素の特定の物理的特性とその役割温室。

CO₂ の分子構造と赤外線との相互作用

二酸化炭素 (CO₂) は線状で非対称な構造 (O=C=O) を持ち、これにより独特の赤外線吸収特性が得られます。酸素 (O₂) や窒素 (N₂) とは異なり、CO₂ は地球から放出される熱放射を効果的に吸収し、地表に向けてなどあらゆる方向に再放出する方法で振動します。

赤外線吸収の仕組み

CO₂ 分子は主に次の帯域の赤外線を吸収します。15μm(マイクロメートル)、地球の熱放射の特徴的な波長。この吸収は、3つの振動モード :

1. 対称ストレッチ(IR ではあまり活性がありません)、酸素原子は炭素から遠ざかり、同時に炭素に近づきます。 → 熱を捕捉するのにあまり効果的ではありません。
2. 非対称ストレッチ(強力に活性、15 μm での吸収を担当)、酸素は一方の側で炭素を引っ張り、もう一方の側で炭素を押します。この動きこそが赤外線を最もよく捕らえます。
3. 角変形(約 4.3 μm での吸収、強度は低いが重要)、分子はわずかに曲がり、熱の別の部分を捕捉します。

これらの振動は、双極子モーメントこれは、赤外線電磁波と相互作用するために必要な条件です。 CO₂ は、その振動遷移 (非対称伸縮など) に一致するエネルギーを持つ IR 光子を吸収し、このエネルギーを熱または新しい光子として再放出し、温室効果に寄与します。

基底状態 (CO₂) ───[赤外光子の吸収]─────► 励起振動状態 (E = hν、λ ≈ 15 μm) 励起状態 ────[IR 光子の再放出または衝突]──────► 基底状態 + 熱

温室効果への影響

赤外線の一部を表面に向けて再放射することにより、CO₂ は次のような影響を及ぼします。熱の一部を閉じ込める雰囲気の中で。 水蒸気 (もう 1 つの主要な温室効果ガス) とは異なり、その濃度は局所的な温度変化の影響を受けにくいため、長期的な気候調整者。

他の雰囲気ガスとの比較

大気中の大部分 (99%) である酸素 (O₂) と窒素 (N₂) は吸収されません。赤外線ではないそれらの結合は対称的で無極性であるためです。逆に、メタン (CH4) または亜酸化窒素 (N2O) は、CO2 よりも IR を吸収するのにさらに効果的な構造を持っていますが、その濃度ははるかに低いです。したがって、CO₂ が役割を果たします中央地球放射線バランスの中で。

注： :
通常、CO₂は電気的に中性。しかし、振動すると、小さな偏荷重。 このプロパティにより、赤外線を遮断する– 地球が宇宙に避難しようとする熱。 このメカニズムがなければ、地球上の平均気温は次のようになります。30℃も寒い！

IPCC シナリオ: 楽観的なシナリオから悲観的なシナリオへ

ザIPCC最も楽観的なシナリオ (SSP1 ～ 1.9) から最も悲観的なシナリオ (SSP5 ～ 8.5) まで、いくつかのシナリオを作成しました。 これらの予測では、温室効果ガスの排出量、世界の人口動態、気候政策が考慮されています。

IPCC SSP (社会経済的経路の共有) シナリオに従った地球温暖化

ソース ：IPCC、AR6 報告書、2021 年 ; CMIP6 シナリオ データベース ; NASAの気候変動。

気候の転換点: 地球がバランスを失うとき

地球は常に安定を求める熱力学システムです。 気候も同様に機能します。つまり、地球の特定の重要な要素は、特定のしきい値を超えると、根本的かつ不可逆的に変化する。 これらの重要なしきい値は次のように呼ばれます。転換点。 転換点とは、気候システムがそれを超えると次のことが起こるしきい値です。

• 苦しんでいる突然かつしばしば不可逆的な変化
• 1 つに行きます新しい平衡状態、以前のものとは大きく異なります
• できる自己維持新たな妨害がなくても

注： :
これらの現象は遠い予測ではなく、地球温暖化によって引き起こされる可能性のあるものもあります。1.5～2℃。一度通過すると、その影響はドミノ倒しのように気候システム全体に広がる可能性があります。

差し迫った気候転換点: カウントダウンはすでに始まっていますか?

の専門家IPCC、NASA およびで発表された最近の研究による。自然そして科学(2020 年から 2024 年) いくつかの脆弱な気候システムを特定します。こうした転換点は地球温暖化によって引き起こされる可能性があります。1.5℃～2℃という閾値に急速に近づいています（2025年には1.2℃に達します）。二人の交わりが変化をもたらす人間規模では不可逆的そして地球システム全体にわたる連鎖的な影響。

今日はどこにいますか？

• 特定のポイント（グリーンランドの融解やAMOCの弱体化など）を超える可能性がある1.5℃の温暖化から。
• 他にも（アマゾンの消滅など）可能性が高くなる2℃。
• まだ放送してますよ年間 400 億トンの CO₂(2025)、これは私たちをこれらの閾値に危険なほど近づけます。

注： :
で発表された研究科学(2022) 私たちはすでに越えたと信じています16 の転換点のうち 5 を特定、グリーンランドと西南極の部分的な融解、AMOCの減速など。

何ができるでしょうか？

• 排出量を大幅に削減1.5℃以下に抑えること。
• 生態系を守る（森林、泥炭地）気候緩衝材として機能します。
• 技術開発炭素回収による残留排出の相殺。
• 避けられない変化に備える（海岸適応、強靱な農業）。

10 分の 1 度ごとが重要です。温暖化を 2℃ ではなく 1.5℃ に制限すると、複数の転換点を越えないようにする。