中国の大気浄化が地球温暖化を加速

中国の大気浄化と温暖化の逆説

中国は、歴史上ほとんど例のない速さと規模で大気質を改善してきた。およそ10年の間に、当局は発電所、産業、車両からの硫黄汚染を抑制し、かつて都市を覆っていたすすや硫酸塩のかすみを大幅に減らした。呼吸器疾患や心血管疾患が減り、平均寿命が延びるなど、健康面での恩恵は大きい。しかし、この公衆衛生上の成果は気候に思わぬ影響をもたらした。太陽光を反射し雲を明るくする粒子を取り除いたことで、温室効果ガスによる温暖化の一部を覆い隠していた冷却の覆いも取り除かれたのだ。研究が相次ぐなか、地球温暖化の進行が最近加速したのはその結果だとされている。

科学者らは、自然変動の影響を考慮すると、温暖化のペースは1970年代以降の10年当たり約0.18度から、2010年以降は約0.24度に上昇したと推定している。複数の気候モデル研究は、中国が主導した東アジアの硫酸塩の急減を、この加速の主な要因として挙げている。ある国際分析では、東アジアの大気浄化によって世界の気温が約0.07度上昇したとされ、別の評価では、近年の温暖化速度の加速の大半は中国のエアロゾル削減によるものだとされる。手法や対象範囲は異なり、一部の結果はまだ査読中だが、中心的な結論は数十年にわたる気候物理学の知見と一致する。エアロゾルは大気中にとどまる間、冷却効果をもたらす。急速に取り除かれると、温室効果ガスがもたらす影響がより強く表れるため、一定期間、地球はより速く温暖化する。

これは大気浄化策が新たに生み出した温暖化ではない。すでに気候システムに存在していた温暖化が、表面化したのだ。中国の二酸化硫黄と微小粒子状物質の規制は人命を救い、日々の暮らしを改善した。そこから見えてきた気候上の課題は、長期的な温暖化を抑えるには、二酸化炭素とメタンの削減を大気質の改善と同じペースで進めなければならないということだ。

2013年以降、中国で何が変わったのか

2013年のスモッグ危機を受け、北京などの都市では対策を求める市民の圧力が高まった。中国は大規模な大気浄化策を打ち出した。石炭火力発電所には排煙脱硫装置が導入され、産業界はよりクリーンな工程を採用し、各都市は車両の排出基準や燃料の品質に関する規制を強化した。老朽化した汚染度の高いボイラーを対象に、撤去や改修も進められた。一部地域では発電所が低硫黄炭や天然ガスに切り替え、当局は監視と取り締まりを強化した。

こうした対策により、二酸化硫黄の排出量は大幅に減少した。推計では、過去10年で約70〜75％減り、2010年代初頭の年間2,000万トン超から、近年は数百万トンにまで落ち込んだ。都市のかすみを構成する主要成分である硫酸塩の減少は、衛星観測や地上の測定局でも確認できる。公衆衛生への恩恵は大きい。これまでの研究によると、中国の大気浄化は現在、特に高齢者や心臓・肺の疾患を抱える人々を中心に、毎年数十万人規模の早期死亡を防いでいるとみられる。

中国の大気質改善は国際的にも評価されている。北京、上海、そして多くの省都の住民にとって、空の色や地平線の見通しが変わったことは明らかだ。環境面の改善は現実のものであり、大きな価値がある。

エアロゾルはどう冷却し、なぜ除去すると隠れた熱が表れるのか

エアロゾルとは、空気中に浮遊する微小な粒子だ。海塩やちりのように自然に発生するものもある。石炭や石油の燃焼で放出された二酸化硫黄から生じる硫酸塩など、人間の活動によって生まれるものも多い。エアロゾルは主に二つの経路で気候に影響する。第一に、粒子が太陽光を散乱・反射して宇宙に戻し、地表に届くエネルギーを減らす。第二に、雲を変化させる。雲粒の核となることで、エアロゾルはより多くの小さな水滴を含む、明るく長持ちする雲を生じさせる傾向がある。明るい雲は太陽光をより多く反射し、その下の地表を冷やす。

エアロゾルの冷却効果は実際にあるが、一時的なものだ。通常、粒子は数日から1週間で大気から落下するため、日光を遮る効果を保つには継続的に供給されなければならない。温室効果ガスはこれとは異なる。二酸化炭素は大気中に何世紀も残りうる。メタンの寿命は約10年だ。気候変動に関する政府間パネル（IPCC）は、エアロゾルが人為的な温暖化のかなりの部分を覆い隠してきたと評価している。各国が健康上の理由から大気汚染を浄化すると、その覆いが薄れ、温室効果ガスの影響が気温計の数値に全面的に表れる。

温暖化の加速をめぐる最新研究の知見

複数の研究チームが高度な気候モデルを用いて、東アジアのエアロゾル削減が近年の気温の推移に及ぼした影響を切り分けている。地球システムモデル8種類を統合した一連のシミュレーションでは、東アジアの硫酸塩排出量が約75％削減されたことで、世界の平均気温が約0.07度上昇した可能性が高いと示された。同じ研究では、東アジアとその風下で最も強く、北太平洋を越えて北極圏まで広がる温暖化のパターンが示されている。別の分析は、中国のエアロゾル削減が、2010年ごろ以降の温暖化の加速の大きな割合を占め、その規模は10年当たり約0.05度に相当すると推定している。この評価は査読待ちだが、複数モデルを用いた研究はすでに科学的な査読を経ている。

この研究に携わった科学者らは、大気浄化策によって、すでに温室効果ガスが引き起こしていた温暖化が表面化したと強調する。エアロゾル削減の規模と排出源の位置が重要だ。中国上空の空気はすぐに太平洋上へ運ばれるため、冷却効果の有無が広範囲に及ぶ。それによって、地域的な排出量の変化が地球規模に与える影響は大きくなる。

分析の一つを主導した、国際気候研究センターCICEROの上級研究員ビョルン・サムセット氏は、その影響は地球規模で測定できると述べた。

数値を調べ始めると、その影響は確かに大きく、小さなものではないことが分かりました。

レディング大学の大気科学者で、複数モデルを用いた研究に寄稿したローラ・ウィルコックス氏は、この時期の温暖化加速は、気候感度が恒久的に上昇したことではなく、大気が浄化されたことへの調整を反映していると強調した。

覆いが取り除かれる間は、温暖化の加速が見られるでしょう。

東アジアのエアロゾル濃度が安定すれば、温暖化の速度は温室効果ガスがもたらす長期的な傾向に近づくと、複数の研究チームは見込んでいる。その時期や正確な規模は、他の部門や地域で排出量がどれだけ速く減るか、また温暖化する世界で雲がどう反応するかによって変わる。

大気の浄化と関連する太平洋の高温域

2013年以降、北東太平洋では「ザ・ブロブ」と呼ばれる大規模な海洋熱波が発生し、広大な海域で海面水温が最大4度上昇した。この現象は魚類資源に打撃を与え、海鳥を餓死させ、有害な藻類の大量発生を引き起こし、海洋哺乳類の行動にも変化をもたらした。長期的な地球温暖化やエルニーニョなどの自然変動も影響したが、現象の強さと持続性を完全には説明できなかった。

中国海洋大学の研究者らが主導した新たな分析は、太平洋の海水温上昇の一部を、東アジアの大気汚染が劇的に浄化されたことと結びつけている。中国上空のエアロゾルによる冷却が弱まると、風下の大気が暖まり、気圧配置も変化した。アリューシャン低気圧が強まり、北東太平洋の一部では風速が低下し、海洋から大気へ逃げる熱が減った。こうして海面の極端な温暖化が起きやすくなった。近年の衛星データは、エアロゾル削減の特徴と合致する、北太平洋の顕著な温暖化傾向を示している。他の要因も寄与したが、このメカニズムは今や謎を解く重要な手掛かりとみられている。

船舶規制などによるエアロゾル削減が雲を変える

2020年、国際海事機関（IMO）は船舶燃料の硫黄分に厳しい上限を設け、外洋におけるエアロゾル汚染の大きな発生源を減らした。数十年にわたり、航路上には太陽光を反射して海面を冷やす明るい雲の筋が形成されていた。燃料がクリーンになると、こうした雲の特徴は薄れ、その下の海洋はより速く温暖化した。科学者らは、北大西洋で記録的な海洋熱波が起きた要因の一部を、船舶由来のエアロゾルの減少と結びつけている。推計によると、船舶規制はこの熱波の強度に無視できない程度に寄与し、残りは温室効果ガスによる温暖化や自然変動、その他の要因によるものとされる。

研究者らは、これまでのモデルが、エアロゾル濃度の変化に対する雲の感度を過小評価していた可能性も調べている。同時に、地球の気温上昇によって、反射率の低い雲が一部で増えている可能性もある。どちらの知見も、世界平均の変化が10分の数度にとどまる場合でも、エアロゾルの変化が地域に大きな影響を引き起こしうる気候システムを示している。

救われた命と責任をめぐる政治

中国の大気浄化政策は人命を救い、入院を減らし、何億人もの日常生活を改善した。明確な目的は公衆衛生であり、その恩恵はすぐに現れる。近年の温暖化加速を理由に大気浄化策を遅らせたり、後退させたりするのは本質を見誤っている。大気汚染を太陽光を遮る盾として利用することは、人々の健康に大きな犠牲を強いることになる。

中国の研究者や論評者らは、中国の大気浄化を気候問題として特別視する論調に反論している。米国や欧州も、同様の健康上の理由から数十年前に硫酸塩排出を削減したと指摘する。東アジアでは削減の規模と速さが異なり、気候もそれに反応した。しかし、長期的な温暖化の根本原因が温室効果ガスの蓄積であることに変わりはない。大気がきれいになったことで、その原因が見えやすくなったにすぎない。

今後の気候政策への意味

目先の教訓は明快だ。各国は健康を守るために大気汚染対策を続けると同時に、温室効果ガスの削減も加速すべきだ。二酸化炭素とメタンの削減をより速く進めなければ、エアロゾルによる冷却の喪失は気温上昇と極端な暑さとなって表れる。メタンは温暖化への影響が大きく、大気中での寿命が短いため、削減は近い将来の温暖化を緩和する現実的な手段だ。ガスインフラの漏出を検知・修理する取り組み、油井や炭鉱からのメタン回収、通常時のガスフレアリングの制限は、迅速な成果につながる。

二酸化炭素の大幅削減も欠かせない。クリーンな電力を速やかに増やし、石炭からの転換を進め、送電網を拡充し、効率を高め、交通、暖房、産業の一部を電化する必要がある。再生可能エネルギーや蓄電設備、ゼロエミッション燃料の導入を加速させる政策は、意図せぬ盾としてエアロゾルに頼る必要性を減らす。

適応策も重要だ。エアロゾルの変化が一因となった海洋熱波は、漁業や沿岸生態系に負担をかける。海洋観測の改善、早期警報、柔軟な漁業管理によって被害を減らせる。熱中症対策計画、都市の暑熱対策、強靱なインフラは、陸上の極端な暑さから人命を守ることができる。

温暖化の加速はどれくらい続くのか

エアロゾルは大気から速やかに除去される。そのため、エアロゾルを取り除く影響は、温室効果ガスと比べて短い時間スケールで現れる。東アジアの排出量が低い水準で安定すれば、温暖化をさらに押し上げる効果は弱まり、その速度は温室効果ガスがもたらす長期的な傾向に戻っていくはずだ。ただし、不確実性は残る。2020年の船舶規制は今後も海洋上の雲の広がりに影響し、他の地域でも大気浄化の取り組みが始まっている。自然変動も変動幅に影響を加える。

サムセット氏は、中国ではすでに大幅な削減が進んだため、今後のエアロゾル削減がもたらす影響は小さくなるとみている。

中国には、これ以上取り除ける大気汚染はそれほど残っていません。

複数の研究に共通するメッセージは明確だ。大気浄化の健康上の意義は、今も揺るぎない。エアロゾルの覆いが薄れた今、温室効果ガスを迅速かつ大幅に削減する気候上の必要性は、かつてないほど高まっている。

要点

• 中国では2010年代初頭以降、二酸化硫黄と粒子状物質の排出量が約70〜75％減少し、大気質が改善して人命が救われた。
• エアロゾルは太陽光を反射し、雲を明るくすることで地球を冷やすが、除去されると温室効果ガスがもたらす温暖化が表面化する。
• モデル研究は、東アジアのエアロゾル削減が世界の気温をさらに0.07度上昇させ、2010年ごろ以降の温暖化速度の上昇にもつながったと指摘している。
• 大気浄化に関連する温暖化は東アジアと北太平洋で最も強く、海洋熱波の一因となった可能性が高い。
• 2020年の船舶の硫黄規制で海洋上のエアロゾルが減り、近年の海洋熱波に伴う北大西洋の温暖化を強めた可能性が高い。
• エアロゾルは大気中での寿命が短いため、削減による温暖化加速は一時的とみられる。
• 長期的な気候変動の主因は依然として温室効果ガスであり、二酸化炭素とメタンの大幅削減が不可欠だ。
• 健康を守るため大気浄化策を続けるとともに、近い将来の気温上昇を抑えるため、脱炭素化の加速と的を絞ったメタン対策を進めるべきだ。