化石燃料の消費と大気中の二酸化炭素濃度

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(1)横浜国大環境研紀要15：57∼69（1988）. 報文. 化石燃料の消費と大気中の二酸化炭素濃度. FossilFuelConsumption and Atmospheric Carbon Dioxide Concentration. 田川博章＊・水崎純一郎＊ HiroakiTAGAWA andJunichiro MIZUSAKl. SynopsIS Sincethemiddleofthelastcentury，energyCOnSumptlOn，andalsotheconcentrationofthe. atmosphericCO2havebeenincreasing・TheincreaseintheatmosphericCO2COnCentrationhas beendeducedtobemainlyduetotheburningoffossilfuelsandcementproduction・Thisincrease mightcauseheatingoftheloweratmosphere，SO−Calledthegreenhouseefftct・Inthepresent paper，the atmospheric CO2COnCentration and the mean air temperature fbr the・Northen. Hemispherearereviewedsince1860，andtheyareexaminedasafunctionofamountsofCO2. emitted・BoththeatmosphericCO2COnCentrationandthemeanairtemperaturehaveincreased WithfossilfuelsconsumptlOnfbrtheperiodbetween1860and1940・Since1960，theatmospheric. CO2COnCentration has beenincreaslng With fbssilfuels consumptlOn，but the mean air ternPerature，Onthecontrary，haslowered・BoththeatmosphericCO2COnCentrationandthemean. airtemperaturehavebeenroughlyconstantftom1940and1960・BecausetheatmosphericCO2 COnCentration（ppmv），Z，iscorelatedwithfossilsftlelconsumption（GtCO2／y），X，andmean airtemperature（Oc），y，thefbllowingrelationshipisderivedbyleastsquarescalculation：. Z＝1・216x＋12．985（y−15．00）＋306．57 Thestandarddeviationis2．93ppmvforz．. 1．まえがき世界におけるエネルギーの消費量は，産業革命以. ガス，石炭がそれぞれ22，42，32％である1・2）。エネルギー消費量が増大することは，二酸化炭素の発生量と直接関係することになる。. 来現在まで，1933年の世界大恐慌などの経済活動の. エネルギー使用量が小さい間は，大気中の二酸化. 後退による多少の変動，減少はあったものの，一貫. 炭素の濃度はそれほど大きな問題にはならなかった. して増大してきている。水力，原子力などの化石燃. が，エネルギー消費量が指数関数的に増大した結果，. 料以外のエネルギー源もあり，太陽エネルギーなど. 大気中に放出される二酸化炭素の総量が，本来的に. の新しいエネルギー開発が進められているが，現在. 地球環境に存在し，循環する炭素量に対して無視で. でも，主要なエネルギー源は化石燃料である。1983. きない程度の大きさにまでなった。大気中の二酸化. 年の世界における化石燃料使用の比率は，全エネル. 炭素濃度の増加は，近年，大気温度の上昇を引き起. ギーに対して96％であって，その内訳は石油，天然＊横浜国立大学環境科学研究センター汚染拡散学研究室 DepartmentofEnvironmentalEnergyChemistry. こす現象，いわゆる温室効果の原因の一つとして考えられ，その増加に対する対応が求められようとしている3，4ふ6−7）。. 大気中の二酸化炭素の濃度の増加は，1965年以降. Institute ofEnvironmentalScience and. において特に著しいことが観測されている。この原. Technology，Yokohama NationalUniverslty， Hodogayaku，240Yokohama. 素の最も大きな発生源は，化石燃料の使用であるが，. （1988年9月12日受領）. 因として，幾つかを指摘できる。人為的な二酸化炭.

(2) 58. ♂ 0 00. △ 0 ♂ 皆 △■■●. ′A．ヽ′ △ △ ●△. ●. ●. NOUUて0エdsO∈︺＜. △. ●. △ △. ●. ●. △. △. △●. ●. O Mauna Loa’s. △. △△. 亀. △ △. ●13ctreeringmethod n Chemical analysis. 260. 1860. 80 1900. 20. 40. 60. 80. 2000. Year Fig・1Trendinatmosphericcarbondioxideconcentration．Opencircles，○，Showthedataobserved atMaunaLoa，Hawaii，Closedcircles，●，Showthedatedueto13ctreeringmethod，and triangles，△，ShowthedataduetochemicalanalysIS・. セメントの製造時に発生する二酸化炭素量も，化石. 燃料消費量の2％程度あるので，無視することがで. 従来，化石燃料の消費量，大気中の二酸化炭素の濃度，あるいは大気圏における平均気温の経年変化. きない。この2つの要因はエネルギー使用と二酸化. は，それぞれ独立事象として観測・測定されている。. 炭素の直接的な関係である。広大な面積における森. 将来予測は，過去における変動の統計処理，あるい. 林の人為的な破壊と土壌有機物の酸化は，化石燃料. は大気温度についていえば大気循環モデルなどのモ. の消費とは関係がないが，大気中の二酸化炭素濃度. デル化によって行われている。しかし，もし，これ. の増加につながる。中でも広域的な森林破壊と，そ. ら二酸化炭素濃度，平均気温の両国子が，相互に二. こから尭生する木材の燃料は，二酸化炭素の捌又源. 酸化炭素の発生量と関係があるならば，これらの因. の喪失と，燃料による二酸化炭素の発生という二重. 子は，二酸化炭素の発生量との相関で調べる必要が. の負の環境効果を生み出している。森林破壊と土壌. ある。. 有機物の自然酸化による二酸化炭素は，発生源とし. 本研究では，これらの公表されている資料を用い. て規模も大きいと考えられているが，定量化の研究，. て，大気中の二酸化炭素濃度の増加と大気の平均温. あるいはそれに関する資料が見あたらない。今後の. 度をエネルギー消費量との関連のもとに整理し，エ. 環境評価が必要であろう。かような状況にはあるが，. ネルギーを大量に消雪すると地球環境にどのような. 現象的にエネルギー消費量と大気中の二酸化炭素の. 影響を与えるか，その相互関係について明らかにす. 濃度とが対応関係にあるため，両者を結び付ける議. ることを試みた。. 論が今日行われている。.

(3) 59. し′′. ︺0＼巴コ︶空邑∈0−J叫d臨空0卓 15．6. 1860. 80 1900 20. 60. 40. 80. 2000. Year Fig・2＝istory ofmean air temperature fbr the Northern Hemisphere asinftrred什om avarietyof palaeoclimaticindicators・. 2. 。。♂。。。. 5. 。♂㌔○. 0. ㌔. 0. t■h・NOU︸ロ＼uO頂竜山NOU. ♂. （P. 。。鵡 1860. 80 1900. 20. 40. 60. 80. 2000. Year Fig・3GlobalCO2PrOductionfromfbssilfuels，Cementandgasflaring，1860−1980・.

(4) 60. 2．地球環境に関するデータ有史以前からの大気中の二酸化炭素濃度，大気の. かと思われる。. 大気中の二酸化炭素濃度の測定はその後，Point Barrow，南極，Swedish Flights，AmericanSamoaな. 温度，降下物などに関する情報は，海面の変化，年. どにおいても行われている。これらの結果は，マウ. 輪，花粉，南極あるいはグリーンランドの水屑など. ナ・ロアにおける測定結果とその他の測定点におけ. から得られている。Ⅰ9世紀以降は実測値もあり，精. る測定植がほぼ一致することを示す。また，1970年. 度の高いデータが得られる。化石燃料の消費が，二. 以降は北半球における二酸化炭素濃度が南半球のそ. 酸化炭素濃度，大気の温度とどのような関係にある. れよりも僅かに高い傾向にある，などの知見が得ら. のかを検討するために，まず地球環境に関するデー. れている。Fraser，HydonandPearmanの評価では，. タを整理する。. 赤道付近の二酸化炭素濃度を基準にするとき，北緯. 2．1．大気名の二酸化炭素濃度. 40C以上で約1ppmv高く，南緯400以上で約2ppmv. グリーンランドの氷層中の二酸化炭素の化学分析. 低い。. 値は，過去30，000年にわたる大気中の二酸化炭素の濃度が190と330ppmv注＊1の間で変動しているこ七を. 2．2、．地球の平均気温. 過去における大気の温度は，海面の変化，アイソ. 示す。また，1800年から現在までの二酸化炭素濃度. トープを用いた年輪法，氷層の分析などによって知. の変化は13cを用いる年輪評価法により分析されて. ることができる。東ヨーロッパ地域では，少なくと. いる。この結果によると，1800年から1860年まで. も1万年以前からの気温の変動が推定されている。. は，大気中の二酸化炭素濃度はほぼ295ppmv付近に. また，北半球の中緯度における大気の温度は，】880. あるが，1860年以降は増加に転じ，1930年頃には. 年以降において推定され，平均値として15±0・5℃. 320ppmv付近の値になる。1930年噴から1950年頃. の値を示している。Fi畠，2に気温の変化を示す。デー. までは横這い状態が続き，Ⅰ950年以降はまた増加の. タはBach6）から引用した。1880年から1940年頃ま. 傾向を示す8〉。年輪法による二酸化炭素濃度の推定値. では気温が上昇傾向にあるのに対し，それ以降は下. をFig．1に●記号にて示す。. 降気味である。. 大気中の二酸化炭素の濃度の化学分析による結果も報告されている9）。Fig．1の△印がそれである。この結果も，二酸化炭素濃度は19世紀では295ppmv程. 3．化石燃料の使用と二酸化炭素放出次に，人間の経済活動による化石燃料の使用量増. 度であったが，漸増の傾向にあって，1960年頃には. どの程度かについて検討する。Fig．3は1860年から. 320∼330ppmvの値になることを示す。. 現在までの化石燃料の消費とセメント生産による二. 1958年からは，ハワイ島マウナ・ロア観測所にお. 酸化炭素の人為的発生量を経年変化として示す。化. ける二酸化炭素の精密測定が始まる。結果をFig．1に. 石燃料の使用による二酸化炭素の放出は1860年には. ○で示す。図には平均値のみを示すが，実際の測定. 0．3GtCO2注＊2であったが，1980年には20．2GtCO2. では二酸化炭素濃度に季節変化が認められる。測定. に増加した。増加の割合は，年平均3・4％である。第. 値の一般的傾向として，二酸化炭素濃度が経年変化. 1次石油ショックがあった1973年以降には2％に低. として増加し，さらに陸地が北半球に遍在している. 下している。. こともあって，植物の炭酸同化作用による変勤が現れる：すなわち，北半球の春に極大，秋に極小となる。Campbellによると10），北緯100と南緯10Qの間. 4．大気に放出された二酸化炭素の蓄積化石燃料の使用によって生産される二酸化炭素は，. の赤道常における陸上植物による二酸化炭素の取り. まず大気中に放出されるが，この二酸化炭素の蓄積. 込みが，光合成収支には特に重要である。二酸化炭. の状況を明らかにするために，1860年以降に放出さ. 素濃度の変動幅は年によって異なる。この幅は5な. れた二酸化炭素量を積算し大気中の二酸化炭素と比. いし7ppmvである。変動に幅が生じることは，大気. 較した。. の温度が年ごとに異なることを意味するのではない. 注＊1二酸化炭素の濃度は通常ppmで表わすが，重量，. まず，人為的発生による二酸化炭素の積算を行う。注＊2ギガトン，ここでG＝109：炭素量か二酸化炭. 体積ともに百万分の1をppmとするので，本報. 素量かを明らかにするために，Gtの後にCある. 告では体積表示にppmvを用いる。. いはCO2を付す。.

(5) 6. 0 0. 000. ○ ∑Cr． 1. 00. 0 0 6. 00. 0 0 4. ＝＝＝＝＝二二＝：. −■︰＝. 00. 0 0 5. ● ● ●. 0 0 3. NO︺︶じ＼uO湧−∈UNO︺. ● Ci−Cl…. 0 0 2 ●●●● ○ 爪0000. 1860. 80. l. 1900. 20. 40. 60. 80. Year. Fig・4SumofamountsofCO2emittedsince1860，○，andtheincreaseintheatmosphericCO2COnCentration basedonthevaluein1860，296ppmv．●・. Cf＝. ︵i. 計算式は. Fig．4に示すように，人為的に放出された二酸化炭素. 1）式になる。. ∑. （1）. の積算曲線と大気中に存在する二酸化炭素の増分の. 曲線とが交わる点，すなわち△C＝0になる時点は. ここでiは歴年。積算した値をFig．4に○にて示す。. 柑60年以降1980年までに生産・放出した二酸化炭素. 1940年頃になる。1940年以前では，△C＜0であっ. の総量Cfは，607GtCO2（＝166GtC）になる。. て，人間が放出する二酸化炭素の積分値が，大気中. 次に，化石燃料の消雪量がわかっている1860年以. に存在する二酸化炭素の増分よりも小さい。不足分. 降の大気中の二酸化炭素濃度の変化を求める。1860. は自然界から二酸化炭素が放出されたと考えられる。. 年の二酸化炭素濃度296ppmvを基準にして，それ以. 1940年以降は，逆に△C＞0となる。これは，人為. 降の濃度からこの値を差し引くと，その差Caが大気. 的に発生した二酸化炭素の積分量が，大気中の二酸化炭素による増分より大きくなるので，過剰分は海. 中の二酸化炭素濃度の純増分になる。すなわち， Ca＝Ci−C1860. （2）. 示した。. 5．二酸化炭素の地球規模での循環. 人間によって生産される二酸化炭素が，大気中に. 5．1．炭素の地球循環. 長期間蓄積されることなく，高々1年程度の短かい. 大気中の二酸化炭素の自然界による吸収・放出の. 時間内に海洋などの貯蔵庫に吸収されると考えると，. 物費収支を理解するためには，炭素の地球環境中の循環と，貯蔵庫として働く海洋の意義を知る必要がある。Bach5）によると，大気圏に存在する二酸化炭. 換言すると，大気中の二酸化炭素濃度の変化に直ちに対応して，地球規模での化学平衡が成り立つとすると，次式から上記の考え方の検証ができる。. △C＝Cf−C。. 洋に溶解するなど，何らかの形で自然界が例文することを示す。. この計算結果を二酸化炭素量の表示にして図に●で. （3）. 素の量は710GtCである：内訳は対流圏に605Gt.

(6) 62. C，成層圏に105GtCである。海洋には，混合層に680. 混合層と深海層との間の交換流と密接な関係にある。. Gt，C，深海層に38，000GtCが存在する。海洋から大. 二酸化炭素の吸収は海洋全体にて行われるが，特に，. 気圏には96GtCの二酸化炭素が放出され，逆に大. 顕著なのは，北緯450と南緯450を中心とする海帯で. 気圏から海洋に吸収される二酸化炭素の量は年間102. ある。これに対し，二酸化炭素の放出は赤道付近の. Gt Cになる。海洋に吸収される二酸化炭素102Gt. 海帯において顕著である。人間活動による二酸化炭. Cのうち，100Gt Cは自然循環によるもの，2Gt. 素の放出は北緯300から500付近の陸城であって，こ. Cは人為的に放出された二酸化炭素の吸収分である。. れがそのまま移行・拡散して海洋に吸収される5）。海. 地表の植物は，炭酸同化作用によって年間60GtCを. 洋から大気中への二酸化炭素の放出が主に赤道帯で. 固定し，呼吸作用あるいは植物体の腐敗によって63. あるとすると，二酸化炭素の海水に対する溶解度の. GtCを放出する。これに対して，化石燃料の使用に. 点から，赤道海帯の水温は，大気中の二酸化炭素の. よる二酸化炭素の放出は一年間に約5GtCになる。. 濃度に大きな影響を及ぼすのではないかと推測され. この量は，海洋一大気圏間の移動量，3あるいは6. る。. GtCとほぼ同じ程度の大きさである。移動量の総和. 5．3．海水と二酸化炭素の相互作用. は，すなわち，地球全体の炭素の移動の結果は，年. 物質的には，地球自体は閉じた系である。化石燃. 間約2GtCの二酸化炭素が大気圏に残ることになる。. 料の燃焼によって大気中に二酸化炭素が放出される. 二酸化炭素のこの量は濃度に換算すると年間約1ppmv. ことは，この閉じた系に外部から新たに二酸化炭素. の増加になる。上に述べた各国間の炭素の年間の実. を加えることと等価である。かような系では，熱力. 質的な交換量のみ示すとFig5になる。この図は，単. 学的取り扱いが可能になる。すなわち，部分熱力学. 純化された炭素の地球循環を示す。. 量の扱いである。また，系に導入された二酸化炭素は，大気と海洋との間に近似的に溶解擬平衡が成り立つとしてよい。. 海洋に吸収された二酸化炭素は，pHがほぼ8の海水と反応して炭酸イオン，あるいは重炭酸イオンに変わる。最終的には，海水中のカルシウム，あるいはマグネシウムイオンと結合して海洋底に沈澱する。かような化学変化が起こるために，二酸化炭素の海水への溶解量は純水中にHenry別による溶解量の1500 HumGn Activity. 倍にも達することが簡単な計算によって求まる。純水の場合にはHenry係数は0，10，15，20Ccにおいて，それぞれ17，12，10，9xlO￣2（m且 of CO2／mE of. H20）である。水の温度を15℃とすると1k且H20 に溶解する二酸化炭素量は10×10￣2×340／106k且. CO2／k￡H20であって，海洋全体に溶解している二酸化炭素の量としては2．45×1010toncになる。これに対し海洋中には28×10￣6（ton C／ton sea. water）×1．35×1018（tonseawater）＝3．8×1013ton Fig．5Simplifiedglobalcarboncycle，numbersside arrowsshownuxesinGtC／year．Numbersin Cの二酸化炭素が溶解しているので，その比は3．8× circles show reservoirsin Gt C．. 5．2．海洋による二酸化炭素の吸収. 海洋は，大気中の二酸化炭素を吸収・放出する貯蔵庫であり，地球上での炭素収支にとって重要にな. 1013／2，5×1010＝l．5×103になる。 6．化石燃料の消費と大気中の二酸化炭素濃度の関係. 大気中の二酸化炭素濃度の増加を見積る方法とし. る。今までの知見から，新たに放出される二酸化炭. て，大気中の濃度の経年変化のデータを用いて，モ. 素の約53％が大気中に，残り約47％が海洋に吸収. デル化による将来予測の方法が行われている。この. されることがわかっている。. 方法は，化石燃料の消費の項が無視されているため. 海洋が二酸化炭素を吸収あるいは放出する海帯は，. に，二酸化炭素濃度の影響を把握することができな.

(7) 63. 湘0 ○ 0 0 0. 80 △. ○ ● ′7○・. ● ○. △. ●（夕 ● 0. ●. ●. ●. ・5. ● 00 ・6000. ヽ. ● も. 00. △. ．。．峨●㍗㌣. 4ヽ. O. 0 MaunaLoa’s. ●13c treeringmethod n Chemical analysis. 12. 1（i. 20. co2emission／GtCO2・y￣1. Fig・6RelationshipbetweenglobalCO2PrOductionandatmosphericCO2COnCentration・The symbols are the same used in Fig. 1.. は3．90ppmvになる。. い。そこで，二酸化炭素濃度（Fig・1）と化石燃料の. Fig．6では，二酸化炭素の発生量が零に近い1860. 消費量（Fig．3）の関係を明らかにするためにFig・6を作成した。なお，計算の根拠になる入力データはAppendix. 年頃から1940年頃までと，それ以降の二酸化炭素濃. に示す。化石燃料の消費量と二酸化炭素濃度の関係. 度の増加の傾向とが異なるように見える。そこで，. は，図に示すように，直線近似できる。最小自乗法. 1940年以前の部分について最小自乗法によって直線. により求めた表式は（4）式になる。なお，この式の. を当てはめると（6）式が得られる。 z＝5．338x＋296．74. 導出には化学分析の結果を除いた。化学分析値が， z＝1．088x＋309．63. （4）. 直線の外挿値は297ppmvである。これは19世紀の. ＼. ここで，Zは大気中の二酸化炭素濃度（ppmv），Xは. 大気中の二酸化炭素濃度の推定値にほぼ等しい。（6）. 化石燃料の使用とセメント生産によって発生する二. 式の直線の勾配は（4）式よりも大きい。1940年以前については化石燃料の使用量が少ないので，この大きな勾配の原因としては，例えば，太陽活動の結果. 酸化炭素量（GtCO2／y）である。（4）式によって計算した二酸化炭素濃度に対する測定値あるいは推定. として現れる海水温度の変化，それに伴う大気温度. 値の標準偏差. 02＝［∑（z。brZ。al。）2／N］1／2］. （6）. 標準偏差は1．58ppmvである。1940年以前における. 他の値に比べてバラツキが大きいためである。. （5）. の変化など，地球環境の変化が考えられる。この考.

(8) UO＼巴コ︶空邑2U︶J一元論巴U＞V. ○. ■0 。 0. 00 0 0. 0. （⊃. 0 0 60. 0 0・70. ○. ○. 0. 0⊃. 0 0. ○. 0. O. Mt．AgungeruptlOn on Bailin1963. 】4．0 0. 4. 8. t6. Ⅰ2. ヱ0. 二1. CO2emission／GtCO2・y￣1 Fig・7Relationshipbetween globalCO2prOduction andmean airtemperture・. 察から，二酸化炭素の濃度変化は，人為的発生による効果と，自然現象によって引き起こされる効果との重量によることが予想される。. 了．化石燃料の消費と大気の平均温度の関係化石燃料の消雪は大気の気温にどのような効果を与えるかを知るために，二酸化炭素濃度（Fig・l）と化石燃料の消費量（Fig．2）の関係をFig・7に示す。 Fig．3において見られたように，1940年頃まで気温が上昇傾向にあー），それ以降は下降傾向になる。こ. れに対応して，Fig．7では二酸化炭素の発生量が4 GtCO2付近（1940年）に最大値があって，それより. れる。すなわち，. ①1940年頃よりも以前では（図中では●印），気温の増加とともに大気中の二酸化炭素濃度は高璃くなる。. ②1940年噴から1960年頃までは（図では△印）気温の変化があっても二酸化炭素濃度に影響がない。. ③1960年以降は（図では○印）気温が下がると二酸化炭素濃度が高くなる傾向にある。. 9．大気中の二酸化炭素濃度と二酸化炭素の放出量，気温との相互関係. する気温の変化は，逆に負の傾向を示す。1963年の. 既に述べてきたように，大気中の二酸化炭素の濃度は，人為的効果による二酸化炭素の放出と，北半. バリ島Agung山の噴火の影響は1964年にその影響が. 球における気温の変化と関係があるように思われる。. 現れ，二酸化炭素は僅かに増加しているにも拘らず，. そこで，二酸化炭素放出量xと気温yの両者を考慮に入れたl次式を用いて，二酸化炭素の濃度zの関係. も二酸化炭素の発生量が増大すると二酸化炭素に対. 気温のみが低下することがわかる。. 8．平均気温と大気中の二酸化炭素濃度の関係 1880年から1976年までの二酸化炭素の発生量と，. 式を求めた。. z＝aX＋by＋c. 北半球における大気の平均温度との関係をFig・8に. した直線は（8）式で与えられる。標準偏差範は2・93. 示す。この図は，両者の間に何の関係もないように. PpmVである。. 見えるが，子細に調べると次の3つの領域に区分さ. （7）. 1880年から1976年までの最小自乗法によって計算. z＝1．216x＋12．985（y−15．00）＋306・57（8）.

(9) 65. ●1880−1940. 01958−1976. ′40. 0 △△○. 80. 量でミ′3。. （⊃. Mt．AgungeruptlOn onBailin1963. ’60 0◎ ● ′20●. ●. ′10●. ● ●. 1900. ● ● 90. 14．2. 14．6. 0 8 ︵XU. ●1. ＞∈dd＼已○て空言OUuOUNO︺Uて0息sO∈−く. △1940−1958. 15．0. 15．4. 15．8. Averageair temprerature／OC Fig・8RelationshipbetweenmeanairtemperaturefbrtheNorthernHemlSphereandatmospheric CO2COnCentration．Closedcircles，●，Showthedateintheperiodbetween1880and1940， triangles，△，Showthedataintheperiodbetween1940and1958，andopencircles，○，Show. thedataintheperiodbetween1958and1978・本報告で扱った限りでは，二酸化炭素の増大は，化石燃料の使用量の増加と関係はあるものの，それ. この式で用いる単位は，Z（ppmv），X（GtCO2／y），y （℃）である。なお，地球の平均気温はほぼ15℃付近にあるので，（8）式では第2項の変数としてyの代わりにy−15．00を使用した。（8）式の標準偏差は，. 球における気温の変化も，二酸化炭素の増加とは必. 気温の項を考慮しない（4）式の標準偏差値3・90より. ずしも結び付かなかった。要約すると，. も小さい。また，X＝0における外挿値は（8）式では15℃において307ppmvであるが，（4）式による値310ppmvよりも小さく，より現実的である，などの理由から，人為的に放出する二酸化炭素のほかに. 1）19世紀後半から大気中の二酸化炭素濃度の増加. 大気の平均気温をも考慮した表式を用いることが好ましいことがわかる。. 10．まとめ. が全てであると判定することが難しい。また，北半. が続いている。二酸化炭素濃度の増加は，一見すると指数関数的である。. 2）化石燃料の消費量，すなわち二酸化炭素の放出量は，1930年以降指数関数的に増加している。 3）大気中の二酸化炭素の濃度と二酸化炭素発生量と. の間には，幾つかの特徴が見られる。 ①1860年から1940年頃まで気温が上昇し，二酸.

(10) 66. 6）大気中の二酸化炭素濃度z，人為的な二酸化炭素. 化炭素濃度も著しく増加した。. の発生量x（Gton／year），北半球における平均気温. ②1958年以降では，二酸化炭素の増加は化石燃料の使用による二酸化炭素の発生量とl次の関数. y（Oc）との間には次式の関係で整理できる。標準. 関係で整理できる。しかし，1978年頃から正に. 偏差02は2．93ppmvである。 Z＝1．216x＋12．985（y−15．00）＋306・57. 離反する傾向がある。 4）北半球の平均気温と二酸化炭素の発生量との間に. は，1940年頃までは化石燃料の増加と共に気温が. 記号と換算表. 上昇するが，それ以降は道に気温は低下する傾向. x：人為的な二酸化炭素発生量（Gton／year）. にある。. y：北半球中緯度における年平均気温（℃）. Z：大気中における二酸化炭素濃度（ppmv）. 5）北半球の平均気温と大気中の二酸化炭素濃度との. 間には幾つかの特徴がある。（DI860年から1940年頃までの間では，気温が上. 大気中における二酸化炭素濃度と炭素量との関係 IppnlVCO2intheatmosphere. 昇すると二酸化炭素濃度も増加する傾向にある。化石燃料の使用量が小さい時期なので，人為的. ＝2，lx109ton c. というよりは地球環境の変化によると思われる。. ＝7．8×109tonco2. （診1958年以降では，大気の温度が低下すると二酸化炭素の濃度が高くなる。引用文献. l）半谷高久監修，大竹千代子編，続日本環境図譜，産業編，共立出版（1982）. 2）科学技術庁原子力局監修，原子力ポケットブック，昭和62年版，日本原子力産業合議（1986）． 3）W．Bach，J．Pankrath andJ．Williams，”Inter−. actionsofEnergyandClimate”，D．ReidelPub・ Co．，Dordrecht（1980）．. 7）岡本和人，’’核及び非核エネルギーの環境への影響評価−データに基づく各種エネルギーの相対比較’’ ，日本原子力情報センター（Ⅰ981）．. 8）C．Lorius and D．Raynaud．”Record of past. atmospheric CO2ftom tree，rJng andice core Studies”，p．145−176inref4． 9）Carl−Christian，”Monitoringtheatmospherie. 4）W．Bach，A．］．Crane，A．L．Berger and CO2COnCentration”，p．3−29inref4・ A．. Longhetto，”CarbonDioxide−CurrentViewsand. 10）1anM．Campbell，”EnergyandTheAtmosphere，. DevelopmentsinEnergy／ClimateResearch”，D・. A PhysicalChemicalApproach”，JohnWiley＆. ReidelPub．Co．，Dordrecht（1983）．. Sons Ltd．（1977）：山本龍三郎，福山薫訳，エネル. 5）Wilfrid Bach，”Our Threatenned Climate”，D． ReidelPub．Co．，Dordrecht（1984）．. 6）半谷高久監修，大竹千代子編，日本環境図譜，共立出版（1980）．. ギーと大気，共立出版（1978）．. 11）C．F．Baes，Jr．，”Theroleof’theoceansin the Carboncycle”，p．31−56inref4．.

(11) 67. Appendix. lnputandoutputfbrderivatingtheequationamongatmosphericCO2COnCentration，Z，anthropogenicCO2 amounts，X，andmeanairtemperaturefbrtheNorthernHemisphere，y・. Effect of fossil fuel consumption on atmospheric CO2 concentration. 工NPUT DATA Atmos CO2. Year. CO2 emitted．. Gt CO2／y. ppmv Z. 0505050502468024680246802468901234567890123456 8899001122222333334444455555566666666667777777. 8888999999999999999999999999999999999999999999 11 1 11111 1. 6. 4. N. 11111111. 301．3 302．5 303．4 305．2 308．2 306．9 311．0 311．8 313．0 314．6 316．7 318．2 319．1 317．2 317．4 317．7 317．3 321．9 321．6 321．6 321．3 318．3 318．0 317．7 318．8 319．0 320．2 315．4 316．0 317．0 317．7 318．6 319．0 319．7 320．2 320．9 321．6 322．5 324．4 325．7 326．7 327．9 329．7 330．2 330．8 331．9. X. 0．840 1．008 1．313 1．466 1．954 2．351 3．008 3．130 3．557 3．282 3．695 3．725 4．076 3．969 3．206 3．679 4．229 ヰ．290. 4．748 4．885 5．008 4．687 5．649 5．939 6．443 6．824 7．878 8．580 9．038 9．771 9．634 10．107 10．748 11．359 11．832 12．397 12．672 13．466 14．321 15，267 16．046 16．550 18．070 18．171 18．909 19．179. Temp Sum of CO2 emitted OC. y−15・00. 0．02 −0．35 −0．04. −0．05. 0．15 −0．13 −0．03. 0．30 0．13 0．30 0．28 0．36 0．38 0．42 0．40 0．07 0．40 0．57 0．45 0．36 0．41 0．29 0．28 0．12 0．38 0．21 −0．10. 0．31 0．27 0．15 0．27 0．24 0．31 −0．21 −0．11 −0．05. 0．27 0．00 0．10 0．06 0．00 0．00 −0．07. 0．33 −0．14. 0．00. Gt CO2／y ∑Cf土. 0．84 5．46 11．26 18．21 26．76 37．52 50．92 66．27 82．98 89．82 96．80 104．22 112．02 120．06 127．24 134．13 142．03 150．占5. 159．59 169．22 179．12 188．81 199．15 210．74 223．12 236，38 251．09 267，54 276．35 285．76 295．46 305，33 315．76 326，81 338．41 350．52 363．06 376．13 390．02 404．81 420．47 436．77 454．08 472．20 490．74 509．78. 1111 11.

(12) 68. RESUIJT OF CALCULATION a ＝1．21554. b ＝12．9852. c ＝ 306．568. in the equation＿：z ＝ aX ＋ b（y−15・00）＋ c Atmos CO2. Year. CO2 Calc. 8888999999999999999999999999999999999999999999 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1⊥ l l l l l l l l l l l l ﹁⊥ l l l l. 05 〇︵ OU l〇 O2 2り 4ん 68 ﹁4 64 84 0つ 05 25 45 68 36 46 56 67 Q U︵ 8U 99l0 l〇 1こ 2J 22 30 32 33A3 4］ 44 56 585 69 60 61 626 68 6. z（ob）. z（calc）. 301．3 302．5 303．4 305．2 308．2 306．9 311．0 311．8 313．0 314．6 316．7 318．2 319．1 317．2. 318．0 317．7 318．8 319．0 320．2 315．4. 307．85 303．25 307．65 307．70 310．89 307．74 309．84 314．27 312．58 314．45 314．70 315．77 316，46 316．85 315．66 311．95 316．90 319．18 318．18 317．18 317．98 316．03 317．07 315．35 319．33 317．59 314．85 321．02. 316．0. 321．06. 317．0 317．7 318．6 319．0 319．7 320．2 320．9 321．6 322．5 324．4 325．7 326．7 327．9 329．7 330．2 330．8 331．9. 320．39 321．78 321．97 323．66 317．65 319．52 320．99 325．48 322．94 325．27 325．91 326．07 326．69 327．62 332．94 327．74 329．88. 317．ヰ. 317．7 317．3 321．9 321．6 321．6 321．3 −318．3. Diff. a米Ⅹ b米（y−15．00）. z（calc）−Z（ob） 6．55 0．75 4．24 2．50 2．69 0．8、4 −1．17. 2．47 −0．42 −0．15 −2．00 −2．43 −2．64 −0．35 −1．74 −5．75 −0．40 −2．72 −3．42 −4．42 −3．32 −2．27 −0．93 −2．35. 0．53 −1．41 −5．35. 5．62 5．06 3．39 4．08 3．37 4．66 −2．05 −0．68. 0．09 3．88 0．44 0．87 0．20 −0．63 −1．21 −2．08. 2．74 −3．07 −2．02. Standard deviation ＝ 2．93056. 1．02 1．23 1．60 1．78 2．38 2．86 3．●66. 3．80 4．32 3．99 4．49 4．53 4．95 4．82 3．90 4．47 5．14 5． 5．77 5．94 6．09 5．70 6．87 7，22 7．83 8．29 9．58 10．43 10．99 11．88 11．71 12．29 13．06 13．81 14．38 15．07 15．40 16．37 17．41 18．56 19．50 20．12 21．96 22．09 22．98 23．31. 0．26 −4．54 −0．52 −0．65. 1．95 −1．69 −0．39. 3．90 1．69 3．90 3．64 4．67 4．93 5．45 5．19 0．91 5．19 7．40 5．84 4．67 5．32 3．77 3．64 1．56 4．93 2．73 −1．30. 4．03 3，51 1．95 3．51 3．12 4．03 −2．73 −1．43 −0．65. 3．51 0．00 1．30 0．78 0．00 0．00 −0．91. 4．29 −1．82. 0，00.

(13) 69. Aeroview of the expression calculated by using the following equation； z ＝ aX ＋ b（y−15．00）＋ c・ ⅩObserved values，and − Calculated values・.

(14)