九大ら,PM2.5など微粒子による気候変化を解明

九州大学と東京大学は,エネルギー収支の崩れ(放射強制力)による気温変化がエアロゾルの化学組成によって大きく異なることを,エアロゾルによる気候変化を計算できるソフトウェア「MIROC-SPRINTARS」を利用して明確に示した(ニュースリリース)。

国際社会は産業革命以降の気温上昇を2度以内に抑えることが求められ,1.5度以内に抑える努力も求められている。主要な温室効果ガスである二酸化炭素は,放出されると数十年は大気中に漂うため,現在対策を実施しても,その効果が現れるのは数十年後となる。そこで大気中での寿命が短く,気候変動を引き起こす物質の排出量を制御することにより,当面の気候変動を可能な限り緩和する取り組みがなされている。

その主な物質は,光化学オキシダントであるオゾンや,PM2.5などの微粒子(エアロゾル)といった大気汚染物質でもあるため,それらの排出量を上手く制御できれば,気候変動緩和と大気環境改善の両方にメリットとなる可能性がある。ただし,その取り組みのための科学的根拠において,加熱効果を持つとされるエアロゾルの代表格であるブラックカーボンの気温に対する影響の評価には,定量的不確実性の大きい状況が続いていた。

今回の研究では,エアロゾルによる気候変化を地球規模で計算できるソフトウェアMIROC-SPRINTARSを利用して,関係する物質の排出量が現実的な範囲で増減した場合の気温変化を定量的に計算した。このソフトウェアは,多くの報道機関も日々利用しているPM2.5予測情報を提供している。

代表的な「白い」エアロゾルである硫酸塩は太陽光を散乱して大気を冷却し,一方,代表的な「黒い」エアロゾルであるブラックカーボンは太陽光を主に吸収して大気を加熱する。気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第5次評価報告書では,人間活動起源の硫酸塩とブラックカーボンにより1m3あたりそれぞれ-0.4Wと+0.6Wのエネルギー収支の崩れ(放射強制力)があると評価されており,ブラックカーボンの排出量を削減すれば,大気加熱を大きく緩和できる可能性があると考えられる。

しかし,今回の研究により,同量の放射強制力による気温変化が,硫酸塩に比べてブラックカーボンではかなり小さいことを明確に示した。これは,ブラックカーボンによるエネルギー収支の崩れを大気中で解消する仕組みが働くために,正味としてのエネルギー収支の崩れは小さくなる一方,硫酸塩の場合には,雲の凝結核となる役割などを通して,エネルギー収支の崩れを増長する仕組みが働くため。

気候変動や大気汚染の国内外におけるこれまでの対策は,放射強制力と気温変化の関係は化学組成にあまり依存しないことが前提とされることが多かった。研究グループは,今回の研究の成果は,気候変動と大気汚染の最適な同時緩和策策定のための重要な科学的知見となるものとしている。

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