温室効果とは？ わかりやすく解説

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「スヴァンテ・アレニウス」の記事における「温室効果」の解説

アレニウスは氷期がなぜ存在したのかを研究し、1896年に科学者として初めて大気中の二酸化炭素の量の変化が温室効果によって地表の温度に影響を与えるという考え方を示した。これには先人であるジョゼフ・フーリエらの影響がある。また、大気中の二酸化炭素や水蒸気が赤外線をどの程度吸収するかを計算するため、ピッツバーグのアレゲニー天文台でフランク・ワシントン・ヴェリーとサミュエル・ラングレーが行った赤外線による月の観測データを使った。シュテファン＝ボルツマンの法則を使って、独自の温室効果の法則を定式化した。本来の形式は次の通りである。 二酸化炭素の量が等差数列的に増大すると、温度はほぼ算術級数的に増大する。 これを単純な式で表現したものは今でも使われている。 Δ F = α ln ⁡ ( C / C 0 ) {\displaystyle \Delta F=\alpha \ln(C/C_{0})} しかし、アレニウスによる CO2 の赤外線吸収率は過大であり、1900年にクヌート・オングストロームが赤外線スペクトルの研究結果を発表し CO2 の吸収帯が2箇所しかないことを示したことで、反論されることになった。1901年、アレニウスはこれに真っ向から反論する論文を発表。また、1903年の著書 Lehrbuch der kosmischen Physik でもこの件に簡単に触れている。また1906年には一般向けの本 Världarnas utveckling（英語版は Worlds in the Making (1908)）を出版し、人類が排出する CO2 の量は再び氷期が訪れるのを阻止するのに十分なほどだとし、急激に人口が増加しつつある現代においては、温暖化した地球の方が食料供給に好都合だと記している。つまりアレニウスは世界で初めて、化石燃料の燃焼などによる二酸化炭素排出が地球温暖化を引き起こすと提唱したが、温暖化を好ましいものと捉えていた。しかし、1960年代ごろまでこの説は学界から信じがたい説として退けられ、氷期と間氷期の周期的繰り返しはミルティン・ミランコビッチの唱えた地球の軌道変化によるものとされていた（ミランコビッチ・サイクル）。今では一般に、地球の軌道変化が氷期の訪れる時期を決定しているものの、同時に CO2 が本質的ポジティブフィードバックとして働いていると解釈されている。 アレニウスは、CO2 が半減すると気温が4℃から5℃下がり、CO2 が倍増すると気温が5℃から6℃上がるとした。1906年の本ではこの値を1.6℃（水蒸気によるフィードバックも含めると2.1℃）と小さくしている。IPCCによる2007年の試算では、その値（気候感度）を2℃から4.5℃としている。アレニウスは当時の CO2 排出量を元に増加率を試算したが、その後二酸化炭素の増加率はもっと加速している。アレニウスは CO2 が倍増するのに約3000年かかるとしたが、今では21世紀中に倍増するという見方が一般的である。

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