地球温暖化とコンピュータのエネルギー消費の問題にElixirで立ち向かう〜FAQ4.2「二酸化炭素の排出削減の効果はどれだけ早く確認されるだろうか？」 (2022年版)

この記事シリーズでは地球温暖化の問題について2022年現在の最新情報を紹介し，コンピュータと地球温暖化は決して無縁ではないことを示します．その上で，Elixirで地球温暖化の解決に貢献する方法について示します．私たちは持続可能な開発目標(SDGs)を支援しています．

この記事は次の記事のアップデートです．

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シリーズ

* [地球温暖化とコンピュータのエネルギー消費の問題にElixirで立ち向かう〜序論(2022年版)](https://qiita.com/zacky1972/items/536e93af8404ed63b382)
* [地球温暖化とコンピュータのエネルギー消費の問題にElixirで立ち向かう〜FAQ3.1「人間が気候変動を引き起こしていることはどのようにしてわかるか？」 (2022年版)](https://qiita.com/zacky1972/items/1d998a17ba63ac714342)
* [地球温暖化とコンピュータのエネルギー消費の問題にElixirで立ち向かう〜FAQ4.1「今後20年間で気候はどのように変化するか？」 (2022年版)](https://qiita.com/zacky1972/items/0d0e1f1c2bf773c7557a)
* [地球温暖化とコンピュータのエネルギー消費の問題にElixirで立ち向かう〜FAQ9.1「グリーンランド及び南極域の氷床の継続的な融解は逆転しうるか？氷床が元に戻るのにどの程度の時間がかかるだろうか？」 (2022年版)](https://qiita.com/zacky1972/items/19194e55af677524d0ce)
* [地球温暖化とコンピュータのエネルギー消費の問題にElixirで立ち向かう〜FAQ9.2「海面水位は今後数十年間でどの程度上昇するか？」 (2022年版)](https://qiita.com/zacky1972/items/f4ed1bb4dd45f7d1e326)
* [地球温暖化とコンピュータのエネルギー消費の問題にElixirで立ち向かう〜「コンピュータと地球温暖化は 決して無縁ではない」](https://qiita.com/zacky1972/items/a67459bf36f7b369b946)
* [地球温暖化とコンピュータのエネルギー消費の問題にElixirで立ち向かう〜機械学習の消費電力あたり性能の改善に向けて](https://qiita.com/zacky1972/items/fc74503c33839b64d0a3)


# 地球温暖化と気候変動

気候変動に関する国際的な政策を議論するのがIPCC: Intergovernmental Panel on Climate Changeです．

日本では気象庁がIPCCの刊行物の日本語訳を発行しています．

[気候変動に関する政府間パネル（IPCC）〜気象庁](https://www.data.jma.go.jp/cpdinfo/ipcc/index.html)

2022年現在の最新の評価報告書は[「IPCC第6次評価報告書(AR6)」](https://www.data.jma.go.jp/cpdinfo/ipcc/ar6/index.html)です．この中の[IPCC AR6 WG1報告書 よくある質問と回答（FAQs）暫定訳（2022年11月30日版）［PDF 7.82MB］](https://www.data.jma.go.jp/cpdinfo/ipcc/ar6/IPCC_AR6_WGI_FAQs_JP.pdf)を紹介していきます．

出典: IPCC AR6 WG1報告書 よくある質問と回答（FAQs）暫定訳（2022年11月30日版）（文部科学省及び気象庁）に加筆

訳註にある次の記述に注意してください．

> 本資料は最終版ではなく，更なる編集が行われる
> ICPPの公式訳ではない

この記事では，このFAQの中から，次の「問い」を取り上げます．

## FAQ4.2 二酸化炭素の排出削減の効果はどれだけ早く確認されるだろうか？

> FAQ4.2 二酸化炭素の排出削減の効果はどれだけ早く確認されるだろうか？
> 持続的なCO2の排出削減の効果は，大気中のCO2濃度には5〜10年後に，気温には20〜30年後に明白になるだろう
> 
> 図1 排出削減による便益の観測
>
> (上)二酸化炭素(CO2)排出量，(中)大気中のCO2濃度及び(下)排出量が少ないシナリオ(SSP1-2.6，青)及び排出量の多いシナリオ(SSP3-7.0，赤)の二つのシナリオについての世界平均気温への影響．排出量の少ないシナリオではCO2排出量が2020年に減少し始める一方で，排出量の多いシナリオでは21世紀を通して増加し続ける．太線は各シナリオの10回の個々のシミュレーション(細線)の平均である．個々のシミュレーションの違いは自然変動を反映している．


![FAQ4.2 二酸化炭素の排出削減の効果はどれだけ早く確認されるだろうか？ 図1 排出削減による便益の観測](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/55223/546ad631-da5e-b569-f7be-e2e7fda7e327.png)

> 二酸化炭素排出量の大幅な削減の効果はすぐには明白にならず，効果を検出するのに必要な時間は排出量削減の規模と速度によって異なるだろう．本報告書で考慮される低排出シナリオの下では，大気中の二酸化炭素濃度の増加は約5〜10年後に目に見えて遅くなる一方で，世界平均気温の上昇の減速は約20〜30年後に検出可能になるだろう．地域的な降水の変化傾向への影響は数十年後になって初めて明白になるだろう．

二酸化炭素濃度が減少するのは，毎年大気中に排出される二酸化炭素のほとんどまたは全てが除去された時のみ減少し始めるということです(FAQ5.1およびFAQ5.3)．この排出量のピークと二酸化炭素濃度の減少との間の遅れは，大気中の二酸化炭素の非常に長い寿命の現れとのことで，人間によって排出された二酸化炭素の一部は数百年から数千年にわたって大気中に残留するということだそうです．

また二酸化炭素濃度の増加速度が減少すると，世界平均気温の上昇は10年以内に減速するのですが，初め自然変動によって隠され，数十年間検出されない可能性があります(FAQ1.2, FAQ3.2及び[FAQ4.1](https://qiita.com/zacky1972/items/0d0e1f1c2bf773c7557a))．そのため，排出削減が始まった直後の数年間は，地表の温暖化が実際に減速したかを検出するのは困難であるとのことです．

排出量削減の効果を検出するために必要な時間は，低排出シナリオと高排出シナリオを比較することで示すことができます(図1)．排出量の少ないシナリオ(SSP1-2.6)では二酸化炭素排出量が2015年以降に横ばいになり，2020年には減少し始めます．一方，排出量の多いシナリオ(SSP3-7.0)では21世紀を通して増加し続けます．自然変動による不確実性を各シナリオ10回シミュレーションすることで示しています(細い線)．シナリオの平均は太線で表され，そのシナリオに対して予期される気候応答を示します．このシミュレーションでは火山噴火による寒冷化は考慮されていないとのことです．

図1を見ると，排出量が分岐し始めた2015年の約5〜10年後に，2つのシナリオの間で二酸化炭素濃度に差異が生じることを示しています．対照的に，2つのシナリオの間の世界平均気温の差異は，約20〜30年後まで明白になりません．もちろん，この20〜30年後に明白になるという時間については，実際の排出量の削減量によって変化します．排出量の削減が少なければ世界平均気温の差異が明白になるまで長い時間がかかり，多ければ世界平均気温の差異が明白になるまで短い時間でわかります．地域的な気温の変化や降水量の変化については，自然変動要因が大きく影響するため，検出により長い時間を要するとしています．例えば，低排出シナリオであった場合でも，地域的な降水における二酸化炭素排出削減の効果は21世紀後半まで顕在化しないということです．

また，コロナ禍による二酸化炭素の短期的な排出削減については，二酸化炭素濃度や世界平均気温には検出可能な影響を及ぼさないそうです．数十年間にわたる持続的な排出削減のみが，気候システム全体に広範な影響を及ぼすということです．

関連する問いとしては次を挙げています．

* FAQ1.2 気候変動はどこで最も明白か？
* FAQ3.2 自然変動とは何か，また最近の気候変動にどのように影響しているか？
* [FAQ4.1 今後20年間で気候はどのように変化するか？](https://qiita.com/zacky1972/items/0d0e1f1c2bf773c7557a)
* FAQ5.1 大気からの自然の炭素の除去は弱まっているか？
* FAQ5.3 大気中から二酸化炭素を除去することで気候変動は逆転しうるだろうか？

さて，FAQ4.2のこの論拠からは，二酸化炭素の排出削減の効果は遅れて現れるということと，コロナ禍等による短期的な排出削減の影響は現れないこと，数十年間にわたる持続的な排出削減によってのみ，二酸化炭素濃度や世界平均気温に現れるということが示されています．このことより，たとえ直ちに世界平均気温に現れなかったとしても，世界中の産業が粘り強く二酸化炭素の排出を抜本的に減らし続ける必要があるということを示しています．