宇宙気候学ってなんだ?

宇宙と地球の気候の関係

 宇宙気候学とは、地球の気候変動に対する宇宙現象の影響を研究対象とした学問分野で、地球の気候自体をもっと広い分野から考えてみるという視点から2007年にスベンスマルクによって考案されました。特に最近では宇宙線が様々な環境に影響を与えているという事が判明しており、そう言った宇宙と地球との気候の関係を分析するのもこの学問分野の特徴となっています。

そもそも雲ってなんなのか?

 そもそも雲というものは雲というのは、宇宙線による電離作用、大気中の微粒子が持つ帯電性、水の持つ極性といった物質の電気的特性が総合的に作用して出来上がるもので、実際に気象は熱力学的な世界だけでなく、電磁気学を学ばないと理解できないというのが現在の定説です。つまり、地球の気候を考えるときには地球を包み込んでいる宇宙空間の気候的影響をも考えないということで、この観点から地球の気候を研究しているという人の殆どはこれから地球は寒冷化に向かうだろうという視点を持っている人が殆どです。

宇宙線の影響

 特に宇宙気候学における仮説の中で有名なものに、付加的な雲核の核形成による下部対流圏における雲量の変化に対する銀河宇宙線の影響があります。いまだ照明はされていませんが、地球の気候変動に対する太陽変動の影響に関する仮説の一つとして強い説得力を持っています。

 また実際に雲に及ぼす銀河宇宙線の影響を実験的に調べるために、CERNでは2006年に陽子シンクロトロンから発生させた荷電π中間子の加速器ビームを用いてチャンバー内における核形成の測定が予備段階の実験として行っています。

 一方、顕生代にわたる長期の気候変動におよぼす銀河宇宙線の影響を調べた研究によれば、地球は1.35億年の周期で銀河系のらせん状の腕を通過し、その銀河系の腕から多量の宇宙線を浴びたときに寒冷化動向を示していて、過去5億年にわたって地球が浴びた宇宙線量の変調と気温変化の間に強い相関が見出されています。

他にもある宇宙と気候

 銀河宇宙線だけではなく、軌道要因等を含む太陽活躍の変動、太陽紫外線の変調、太陽フレア、地球外揮発性物質、流星煙粒子、惑星間塵、宇宙塵等、様々な因子がおのおのの時間スケールにおいて気候に摂動を与えると言われています。

 また、星間ガスを介した気候への影響を調べる過程で、銀河系の腕が気候に摂動を与える候補として提案されたこともあり、2002年にNir Shavivの論文によって銀河系の腕と太陽系の位置関係によって変調する銀河宇宙線と気候の長期的関連が一般に注目を浴びる以前に、先行して、銀河系の腕が気候に影響を及ぼす確率が探索されていました。

日本と宇宙気候学

 日本において宇宙気候学という用語が用いられた例として、1992年の科学雑誌に高エネルギー宇宙物理学者の桜井邦朋による記述があります。その雑誌の中で桜井氏は宇宙気候学の必要性を1989年ケベック大停電を引き起こした太陽フレア現象や、宇宙空間における人間活躍のための宇宙天気予報、さらに小氷期と太陽活躍との関連において位置づけています。

 また小氷期は太陽活躍の低下したマウンダー極小期と時期が重なり、太陽等の天体活躍と気候を関連付けた初期の研究対象の一つとなっています。マウンダー極小期は1975年に太陽物理学者のジャック・エディによって名づけられていて、論文は1976年に発表され、その後の宇宙気候学の始まりとなっていました。

気候が変化する要因

 気候が変化する要因には科学者の間で一般的な合意がされているものと層でないものがありますが、それ以外にも内部因子と外部因子があります。内部因子は地球の気候システムの内部で起こる相互作用でありますので、外部因子は気候の駆動力とも呼ばれていて、太陽活躍、火山噴火、海塩粒子、土壌性エアロゾル(ダスト)等の自然起源のものと、人間活躍によってもたらされた人為起源のもの(温室効果ガス等)があります。また科学者間で一般的に合意されている具体的な「気候変動の結果とその要因」としては以下の様な例があります。

宇宙と地球の環境は相互関係がある

 信じがたいことではありますが、現在も研究が進んでいる途中ではありますが、宇宙の気候と地球の気候にはそれぞれ一定の関係があり、そうなると温室効果ガスをどうにかする程度では、今現在の環境を守ることは難しくなっているというのが現状なのです。しかし、今日本ではこういった科学的定説を無視した環境対策があたかも当たり前のことかのように横行しています。そんな日本における環境問題の問題についても幾つか紹介していこうかと思います。