地球温暖化の危険なレベル
原沢英夫（独立行政法人 国立環境研究所）

摘
要
地球温暖化を防止するためには、気候変動枠組条約第 2 条で示されているように、大気中の温室効果ガス濃度を安定化し、気温上昇をある一定レベル以下の抑えることが必要である。生態系が適応でき、食料生産や経済発展が支障なく進められるような限界的な気温上昇レベル（危険な気温上昇レベル）を特定し、それを越えないように温室効果ガスの削減量を求めて、削減対策を進めることが基本となる。しかし、この危険な気温上昇レベルを特定するには、影響を受ける対象が何か、危険となる影響の閾値はいくらかなどの検討が必要である。例えば、欧州連合（EU）では科学的知見を集積して、温室効果ガスの安定化濃度を 550 ppm、気温上昇量を 2 ℃以下とし、これらを温暖化防止の長期目標とした。京都議定書の 2013 年以降の枠組みの検討が開始されたが、長期目標を具体的に設定するためには、安定化濃度と気温上昇レベルや影響閾値に関する科学的知見が重要な役割を果たす。これまでの影響研究をもとに、温暖化がもたらす気温上昇レベルと影響閾値について考察した。
キーワード：安定化濃度、影響閾値、危険な影響レベル、京都議定書、長期目標

1 ．はじめに
地球温暖化を防止するためには、気候変動枠組条約第 2 条で規定されているように、大気中の温室効果ガスの濃度をある一定レベル以下に抑制することが必要である。すなわち、第 2 条が示す温暖化防止の究極的な目標は、「気候系に対して危険な人為的干渉を及ぼすことにならないレベルに大気中の温室効果ガス濃度を安定化すること」であり、「この安定化レベルは生態系が自然に適応し、食料生産が脅かされず、かつ経済開発が持続可能に進めることができるような期間内に達成できる」ことである。
ここで問題となるのが、後段の生態系が適応でき、食料生産や経済発展が支障なく進められる影響のレベルである。このレベルを越すと危険をもたらすということから「危険なレベル」と呼ぶことにするが、何（誰）にとって「危険」かという「危険」の定義の問題と、影響面からみた危険レベルが、気温上昇量や大気中の温室効果ガス濃度、さらに温室効果ガスの排出量と密接に関連していることから、総合的な取扱が必要になる。
危険なレベルについては、条約第 2 条に関連する科学的知見として、IPCCをはじめ検討が続けられてきた。 1994 年には、ブラジルのフォートレザでIPCCの安定化濃度に関するワークショップが開催され、その成果は第二次評価報告書、第三次評価報告書に反映されているが、IPCCとして危険なレベルを特定するまでには至っていな
い。ひとつには、危険と判断することには価値判断を伴うために、何が危険かについての判断は政策決定者に委ね、科学者は危険なレベルに係わる種々の科学的知見を整理することに止まるべきという考えによる。
一方、オランダ、ドイツなど欧州の国々は、早くから温暖化防止のための長期目標として安定化濃度をとらえており、絶対的な温度上昇や上昇速度と影響の関連や気温の安定化時の温室効果ガスの排出量削減量についての解析を進めていた。欧州連合（EU）
ではこうした科学的知見の集積をもとに、当初は温室効果ガスの安定化濃度を 550 ppmとし、そのときの気温上昇を 2 ℃とし、これらを長期目標として、エネルギー政策などの温暖化対策の目標としてきた。
2005 年 2 月 16 日に京都議定書が発効し、2006
年 12 月のCOP11 ／COPMOP1 で京都議定書の実効性を担保する種々の規定等が採択され、ようやく第一約束期間に温室効果ガスを先進国が 5%削減する国際的約束を果たすべく、防止対策への取組みが本格的に進められている。京都議定書の目標達成がまず重要であるが、さらに現在白紙状態の2013 年以降の目標設定の可否も含めた京都議定書後の枠組み議論が開始された（Beyond 京都、あるいはポスト京都問題）。この議論の際に重要と121

原沢：地球温暖化の危険なレベルなることは、条約第 2 条に規定された危険な大気中の安定化濃度、さらにその濃度レベルの達成時期である。
本稿では、安定化濃度に係わる科学的知見について従来の経緯を整理するとともに、現段階におけるEUが温暖化防止の長期目標として規定している 2 ℃の安定化について考察する。

2 ．生態系、人間社会にとって危険なレベル
2.1 温暖化のもたらす 5 つの心配事
気温上昇に伴い影響が深刻化するが、対象とする影響や地域によってその影響の発現の仕方、範囲や程度が異なる。例えばサンゴ礁の場合、1 ℃の水温上昇でも白化現象が発生してサンゴ礁が死滅することが報告されている。図 1 は、
IPCC第三次評価報告書に引用されている 5 つの分野における影響の概要を示したものである 1）。
①生態系など脆弱なシステムでは、わずかな気温上昇（1 ℃以下）でも影響がでる。②極端な気象現象（異常気象）では、温暖化の初期の段階でも極端な気象現象が発生して影響が現れる。③悪影響の分布では、2 〜 3 ℃程度までの気温上昇では利益を得る地域もある（例えば、北の寒い地域で耕作が可能となるなど）。しかし、 2 〜 3 ℃を越えると悪影響が卓越するようになる。また、小島嶼国や沿岸地域に位置する途上国ではわずかな海面上昇でも甚大な影響をうけることから、2 ℃の気温上昇ではリスクが高い。④世界経

図1

122

温暖化の危険レベルを判断する影響領域.

済でみた場合、個々の分野の影響の総体として世界経済を考えると、温暖化の初期の段階では好影響をえる場合もあるが、2 〜 3 ℃の上昇では悪影響が卓越する。さらに気温が上昇すると、⑤破局的な事象が発生するリスクも無視できない。例えば、海洋大循環が停止するなど大規模な現象の発生は、 21 世紀中に発生する確率は大変小さいと見積もられていた 1 ）。しかし最近の研究では、早い温暖化では、その確率・リスクは高くなるという研究も現れている 2）。このような、発生確率は低いが、その影響は甚大な現象について関心が高まっている。
IPCCの第三次評価報告書では、図 1 に加えて温暖化の好悪両方の影響も考慮し、社会経済などの面では、2 〜 3 ℃が閾値になっているという解釈がなされていた。その後、温暖化の影響研究が進むとともに、北極の海氷やヒマラヤの山岳氷河の融解など、従来科学者が考えていた以上に早く温暖化が進んでおり、影響も予想以上に大きくなっていることがわかってきた 3）。さらに、2003 年の欧州の熱波や 2005 年のハリケーンカトリーナのもたらした被害などから温暖化と異常気象との関連に関心が高まるなど、危険なレベルを見直すことが必要になってきた。
2.2 影響の閾値（影響の危険でない限界値）
図 2 は、人間活動から排出された温室効果ガスが、大気中の温室効果ガス濃度上昇となり、気温上昇や降水量変化などの気候変化をもたらし、さらに各地域や各分野に影響を及ぼす関連性を示し

地球環境 Vol. 11 No. 1たものである。
生態系や人間、社会経済システムなど、どの程度のレベルの温暖化であれば危険では無いのか？
このレベルを温暖化影響の閾値、あるいは限界的な値と呼ぶことする。温暖化の影響の閾値、限界的な値については、影響を受ける対象（ExposureUnit）が生態系か、社会経済システムかによって危険でないレベルが異なり、さらに地球システム全体が破局的な影響を受けるような場合を対象とするのかによって考え方が異なることから、Schneiderらは、温暖化のもたらす閾値、限界的な値を以下のタイプ 1 とタイプ 2 に分類している 4）。
（1）タイプ 1 の閾値（社会経済的影響に関わる限界値）
ある点を越えると政策決定者が許容できないと考える被害をもたらす値と定義される。閾値の関数形は線形、あるいは滑らかな変化を示す。
例えば、気候変動による食料不足、水不足、健康悪化等のリスクに曝される人口に関する許容可能な上限や、許容可能な生物多様性減少の程度な

図2

121−127（2006）

どが挙げられる。図 1 ②、③、④ の領域に相当する。また気温上昇と影響閾値の関数形の例は、
図 3（a）、（b）のような関数形が考えられる。（a）
においては、気温上昇と比例して影響が発現し、ある一定温度（危険な閾値）を越えると影響が顕在化することを表している。もう一つの関数形は、気温上昇が小さい範囲では好影響が現れるが、気温上昇が続くと悪影響に転じ、時間がたつと影響の閾値に達する。例えば、これまで気温が低くて農業ができなかった地域で農業ができるようになったり、海氷が融解することによって船舶の航行が可能になるなどが挙げられる。
（2）タイプ 2 の閾値（破局的影響に関わる限界値）
気候システムの主要なプロセスを安定なものとして維持するために越えてはならない値であり、地球物理学的、生物学的な限界値を表す。閾値の関数形は、非線形やジャンプする変化を示す。
例えば、気候システムを不安定にする熱塩循環の停止、非可逆的な海面上昇を引き起こす西南極

排出シナリオ−気候予測−影響・適応評価.

図3

気温上昇と影響閾値.

123

原沢：地球温暖化の危険なレベル

氷床・グリーンランド氷床の融解、急激な温室効果ガスの放出を引き起こす永久凍土の融解などが挙げられる。図 1 の①、②（一部）、⑤の領域に相当する。図 3（c）は、こうした破局的な場合での影響閾値を模式的な表して例である。
2.3 温暖化の危険なレベル、影響閾値に関するアプローチ
温暖化の影響研究の成果をもとに、温暖化のもたらす危険なレベルや影響が発現する閾値について検討が行われている。取り上げている分野としては、生態系（沿岸湿地、動物種、陸上、森林、海洋生態系）、農業、水資源、人の健康、エネルギー、経済などである。こうした分野における温暖化影響研究を危険なレベルの視点からまとめた研究も発表されている（表 1 参照）。
Smithら 5）や Hitzら 6）は、分野別の影響研究を網羅的にレビューし、気温上昇と影響の関数として表1まとめ、総括して温暖化の影響閾値は 3 〜 4 ℃を提案している。Parryら 7）は、4 つの主要な分野（食料、洪水、水不足、マラリア）をとりあげ、気温上昇と影響を受けるリスク人口として両者の関係を示した。対象とする分野によって気温上昇と影
響人口の関係が異なるが、水不足のリスク人口でみると、1.5 〜 2 ℃の気温上昇を境にリスク人口が急激に増加することから、この温度範囲を閾値の目安と考えている。Hareら 8）は、種々の分野の影響・リスクを濃淡で表現する方法（Burning EmbersDiagram）を用いて、影響や閾値を相互比較できるように工夫している。Schneider and Lane3）は、種々の分野における閾値を表として提示している（表 2）。生態系の影響から大規模な影響までを、最近の事例をもとに提示している。Leemansら 9）は、生態系への影響研究を綿密にレビューして、欧州連合が温暖化防止のために設定した長期目温暖化影響の閾値に関する研究.

研究者
影響の閾値※備 考
IPCC第三次評価 数℃を境として、悪影響、好影響が分かれる場合がある。例えば、 数℃は、2 〜 3 ℃
報告書（2001）1） 数℃以下の気温上昇に対して、中緯度の一部地域では農作物生産が と解釈されてい増加。一方、数℃以上年平均気温が上昇すると、ほとんどの中緯度 る。
地域における農作物生産が全体的に減少する。
Smithら（2003）5）, 分野別の影響研究を網羅的にレビューして、気温上昇と影響の関数
Hitsら（2004）6） としてまとめた。社会経済影響では 3 〜 4 ℃の気温上昇が閾値。
Parryら
（2001）7） 4 つの主要な分野（食料、洪水、水不足、マラリア）をとりあげ、気温上昇と影響を受けるリスク人口として両者の関係を示した。水不足
リスク人口でみると、1.5 〜 2 ℃の気温上昇を境にリスク人口が急激に増加する。
Hareら（2003）8） 種々の分野の影響・リスクを濃淡で表現する方法（Burning EmbersDiagram）を用いて、影響や閾値を相互比較できるように工夫している。
Schneiderら
種々の分野における閾値を表化。生態系の影響から、大規模・破局（2005）3）
的な現象について研究事例を整理している。
生態系への影響研究をレビューして、EUの長期目標 2 ℃では、生態Leemansら系の安全は確保できず 1.5 ℃に抑えるべきで、速度も 0.05 ℃/10 年にお（2004）9）
さえるべきと指摘。
Warren（2006）10） 温 暖 化 に よ る 気 温 上 昇 量 と 影 響 に つ い て 網 羅 的 に 研 究 事 例 を レビューし、生態系、社会経済システム、大規模・破局的現象について、気温上昇量毎の知見を表として整理している。
※ 1990 年を起点として気温上昇。産業革命前からの気温上昇量は 0.6 ℃減じる必要がある。
表2

全球気温上昇レベルと影響.

影 響
サンゴ礁の白化現象

気温上昇（安定化濃度）＞1℃

生態系への影響（適応力小）1〜2℃

水不足人口の増加（脆弱な地域）
ほとんどの経済分野で悪影響が増加
海洋大循環（熱塩循環）の停止

450 〜 650 ppm＞3〜4℃
3 ℃（100 年）、700 ppm CO2

西南極氷床の崩壊

2 ℃、450 ppm CO2
2 〜 4 ℃、<550 ppm CO21℃
1.5 ℃

グリーンランド氷床の崩壊

124

研究者
Smith et al.
（2001）,O Neill and Oppenheimer（2002）
Leemans and Eickhout（2004）,, Smith et al.
（2001）
Hare（2003）
Parry et al.
（2001）
Hits and Smith（2004）
O Neil and Oppenheimer（2002）,（2005）
Keller et al.
O Neil and Oppenheimer（2002）
Oppenheimer and Alley（2004, 2005）
Hansen（2004）
IPCC（2001）

地球環境 Vol. 11 No. 1

標としての 2 ℃では生態系の安全は確保できず、1.5 ℃に抑えるべき、速度も 0.05 ℃/10 年にすべきと提言している。
Warren 10）は、 2005 年 2 月に英国で開催された
Avoiding Dangerous Climate Change の科学シンポジウムで発表された影響やその他の影響を網羅的に整理している。1 ℃では海洋や北極の生態系へ影響、 1 . 5 ℃ではグリーンランドの氷床の融解が始まり、2 ℃では農作物の生産量の減少、水不足人口の増加、食料不足人口の増加、海面上昇による沿岸人口の難民化、マラリアのリスクの増大、北極圏の生態系の崩壊と各地の生態系の消失が起きる。さらに 3 ℃の上昇では、水不足、食料不足、デング熱やマラリア患者が急増し、生態系はほとんど適応することはできない。また 1 〜 5 ℃
では熱塩大循環が崩壊し、西南極氷床の融解が始まる。また異常気象も増加すると予測される。
（1）生態系
英国シンポジウムでは、最新の研究知見も含めて生態系への影響等についてまとめている。例えば、サンゴ礁では 1 ℃の水温上昇で 82%、2 ℃では 97%が白化することが報告されており、1 ℃の水温上昇でも被害が甚大である。動植物の分布範囲の減少については、1 ℃で〜 47%、2 ℃で 5%〜66%、3 ℃で 7%〜 74%との報告がなされている。
分布範囲の減少では、20%〜 30%が危険なレベルであると指摘している場合もある。
（2）食料生産
IPCC第三次評価報告書では、食料生産への影響については、人口増加を考慮しても穀物生産量は十分確保できるとしているが、いったん食料需給がアンバランスになると、熱帯亜熱帯の途上国
では農業生産ができなくなり、また市場から穀物を購入できないので、飢饉・飢餓などが生じると予測されている。気温上昇 2 〜 3 ℃では、一部の地域で農業生産が可能となるなど、温暖化の良い影響も予測されている。食料生産の場合は、世界全体では 2 〜 3 ℃の気温上昇が危険なレベルとみなすことができるが、途上国などではこの範囲では深刻な影響がでると考えられ、2 ℃に限る必要があろう。
（3）水資源
同様に、水資源に関する影響の知見を全球の平均気温との関係でみると、 1 〜 1 . 5 ℃で水資源への影響、水供給と需要に影響が現れる。2 ℃以上
では水供給・需要と水質への影響が拡大する。
（4）健康影響
マラリア・デング熱などの影響については、温暖化によりマラリアの潜在的地域が拡大すること

121−127（2006）

により影響人口が計算されているが、全球平均気温とほぼ比例して増加することから、気温上昇が低ければ低いほど影響が低減するという特徴がある。熱波や熱ストレスなど直接的な影響について
は、中緯度地方においては、気温と死亡率をとると、ある温度で死亡率が増加から減少、さらに増加する点が存在するとされる。すなわち、熱波の影響や気温と死亡率の関係からは健康影響の閾値がある。例えば熱波では、日最高気温が 30 ℃を越すと熱中症患者が増加しはじめ、 35 ℃を越えると急激に増加する（日本の場合）。猛暑が続くと人はだんだん暑さに慣れたり（順応）、冷房を使うなど影響を緩和できることから、健康上の危険なレベルを全球の気温上昇で取り扱うことは難しい。
（5）経済影響
経済影響についてはGDP損失などで計られる場
合が多いが、研究によってその気温上昇と損失の関係は大きく異なっている 1）。3%〜 5%の経済損
失で社会経済が深刻な影響を受けるという見解もあるが、先進国と途上国では当然経済損失に対する対応力が異なること、また気温上昇による生態系影響や人的影響などの被害評価はまだ困難な場合が多く、こうした影響被害についてはまだ研究事例が少ない。
（6）大規模な現象
海洋大循環が停止したり、西南極やグリーンランド氷床が融解するような大規模で非可逆な現象の閾値については、まだ不確実性が高いこともあり、温暖化との関係についての研究はあまり多くない。しかし関心の高まりとともに、気候モデルの研究が進展しており、また過去の気候（古気候）から現象の理解を深めようとしている。海洋大循環では 100 年で 3 ℃、西南極氷床の融解では、2 ℃などを従来の研究から指摘している（表 2）。
（7）気温変化の速度に関する知見
温暖化がもたらされる絶対的な気温上昇レベルに加えて、気温の上昇速度も考慮することの必要性が指摘されている 16）。表 3 は、気温の絶対値と上昇速度も考慮した研究について一覧としたものである。
気温上昇量 1 〜 2 ℃と上昇速度 0.1 〜 0.2 ℃/10 年との組み合わせについて報告されているが、Leemansらのように生態系の健全性を保つには、0.05 ℃/10 年の速度に抑える必要があると指摘している。気温上昇量に比べて上昇速度に関する科学的知見が不足しており、また、 1980 年代以降は高い気温が続いており、表 3 に示した速度を大幅に越していることから、現在では長期目標とし125

原沢：地球温暖化の危険なレベル

表3

危険なレベルに関する知見の例（気温上昇と上昇速度）.

研究者
Vellingaら
Matsuokaら
WBGU
Leemansら

具体的値（気温上昇量と上昇速度）ては、気温上昇量ほど取り上げられなくなっている。
（8）危険なレベルについての知見のまとめ
地球規模の影響については分野別影響の知見が集まりつつあり、気温上昇量と影響や閾値については現時点の種々の知見から、おおよそ以下のとおり整理できる。これらの値は現段階では目安という位置づけであり、今後さらに知見が加わることにより、より確からしい危険なレベルの定量的な評価を行うことができよう。
a）
生態系への影響1 〜 1.5 ℃ 生態系への影響〜 1 ℃ サンゴ礁b）社会経済システムへの影響
2 〜 3 ℃ 食料生産への影響〜 2 ℃ 途上国の食料生産への影響〜 2 ℃ 水資源への影響c）
地球システムへの影響
1 〜 2 ℃ 南極やグリーンランド氷床の融解の開始
3 ℃以上 海洋大循環停止の可能性など
ここで気温上昇は産業革命以降の値をとっている。IPCCの報告書では、 1990 年を起点として排出シナリオをもとに気候モデルによる将来気候の計算、それを用いた影響研究が実施されているので、 1990 年を起点とした気温上昇量を扱う場合が多い。しかし、20 世紀の 100 年間にすでに0.6 ℃気温が上昇していることから、産業革命前を起点とした場合には、気温上昇量から 0.6 ℃を引くことより比較可能な値となることに留意する必要がある。また、日本を含む北半球の中高緯度地域は、世界平均気温と比較して気温上昇幅が大きいことに留意することが必要である。

3 ．おわりに京都議定書が発効してから、最初の締約国会議（COP11）と京都議定書の締約国会議（COP/MOP1）
が 2005 年 11 月 28 日〜 12 月 9 日にモントリオール（カナダ）で開催された。一連の会議で、京都議定書の運用ルールが完全に確立し、先進各国は割り

126

文献

2 ℃、0.2 ℃/10 年で社会の崩壊，地球システムの不安定化リスク大 Vellingaら, 199112）
Matuokaら, 199613）
1 〜 2 ℃、0.1 〜 0.2 ℃/10 年
WBGU, 199514）, 199715）, 200516）
2 ℃、0.2 ℃/10 年
Leemansら, 20049）
1.5 ℃、0.05 ℃/10 年当てられた削減目標の達成に本格的に取り組むことになった。これまで、第一約束期間（2008 〜2012 年）以降の枠組みは白紙の状態であった。しかし、次期枠組みをすぐに検討する合意は得られなかったが、全ての国の参加による長期的協力のための行動に関する対話を開始することは合意された。次期枠組みの検討には、真に温暖化を防止するための長期目標、すなわち 2050 年、2100 年といった長期に世界全体で温室効果ガスの排出量をどこまで削減したら良いか、定量的な長期目標が必要となってきた。
その際に議論となるのが、本稿で紹介した危険な気温上昇レベルや影響閾値である。気候変動枠組条約では、大気中の温室効果ガス濃度の安定化を規定しているが、もとより温室効果ガスの排出量、気温上昇量との間にタイムラグは存在するものの密接に関連している。どの気温上昇レベルになったら危険なのか、その判断には価値観がはいるために、科学の問題ではなく政策決定者の問題であるという線引きがなされているが、温暖化問題に関しては、専門家としての「危険の判断」も含めた科学的知見の提供がより重要視されよう。日
本における温暖化の影響研究が、こうした安定化濃度や長期目標の設定にあたって、基礎的情報を提供できるようになることを期待したい。
謝辞
本稿は、主として環境省地球環境研究総合推進費「S− 4 温暖化の危険な水準及び温室効果ガス安定化レベル検討のための温暖化影響の総合的評価に関する研究」におけるサブテーマ 1「統合評価モ
デルによる温暖化の危険な水準と安定化経路に関する研究」の研究成果に基づいている。とりまとめにあたり、種々協力いただいた本研究プロジェクトの参画研究者に感謝する次第である。

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（受付 2006 年 3 月 26 日、受理 2006 年 5 月 5 日）

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