エネルギー
気候モデルは、今後数年間でジオエンジニアリングの重要性が高まることを示す
海面上昇が課題となる中、科学者たちは地球温暖化によって引き起こされる気候変動のこの影響に対抗する方法を見つけました。この現象は地球温暖化と呼ばれ、地球の温度上昇を指し、今日最大の脅威の一つです。
気温や天候パターンの長期的な変化は、長い間続いている自然現象です。しかし、科学者は1800年代以降、この変化の速度が人間活動が主な原因で大幅に加速したと主張しています。
二酸化炭素、亜酸化窒素、メタンなどの温室効果ガスが太陽光や太陽放射を吸収すると、地球温暖化が発生します。これらの汚染物質は熱を閉じ込め、気温上昇を引き起こします。科学者はこれが、より熱い熱波、山火事、頻繁な干ばつ、破壊的なハリケーン、豪雨、そして強まる気象パターンの原因になると指摘しています。
前述のように、地球温暖化のもう一つの影響は、氷河や氷床の融解による海面上昇です。予測では、グリーンランドだけでも2100年までに約10センチメートルの海面上昇になる可能性があります。ただし、氷床の将来と長期的な安定性は、夏季の温暖化の程度に左右されます。
気候変動の影響を緩和し、人口密集地域の沿岸部が居住不可能になるのを防ぐために、科学者はジオエンジニアリングを含むいくつかの解決策を提案しています。ジオエンジニアリングは、土壌、海洋、大気など地球の自然システムの側面を変更し、気候変動に対抗することを目的としています。
ジオエンジニアリングは、大規模で意図的な人為的介入を含み、環境を操作して最悪の温暖化シナリオを回避する可能性を提供します。ジオエンジニアリング戦略は主に二つあり、太陽放射管理（SRM）と二酸化炭素除去（CDR）です。
SRM（太陽ジオエンジニアリング）は、太陽エネルギーのごく一部を宇宙に反射させることで地球を冷却しようとします。提案されている手法には、アルベド強化、宇宙反射体、成層圏エアロゾルが含まれます。
一方、CDR（炭素ジオエンジニアリング）は、植林、バイオチャー、空気捕集、海洋肥沃化、海洋アルカリ度向上、風化促進などの技術を通じて、大気中のCO2などの温暖化因子を除去することに焦点を当てています。
別の手法である雲播種は、冬季の降雪を増やし山岳の積雪を増加させることで、汚染対策と周辺地域の自然水供給の増強を目指します。雲播種に関する多数の研究は、顕著な成功を報告しています。
ジオエンジニアリングによる劣化氷河の保全
ジオエンジニアリングの可能性を踏まえ、フィンランドのラップランド大学と北海道大学低温科学研究所の国際研究チームが、成層圏エアロゾル注入（SAI）というジオエンジニアリング手法を氷床の融解に利用するために協力しました。
この方法では、航空機や高高度気球を用いて、人工的にエアロゾルを地球大気の第2層、すなわち成層圏に導入します。これにより、アルベドが増加し地球の暗度が高まることで冷却効果が生まれます。
2015年のパリ協定の下で、各国は温室効果ガス排出削減にコミットし、氷床損失を現在の1/3から1/2に削減することを目指しました。しかし、本研究は、フィリピンのピナトゥボ山噴火の約4分の1の速度で成層圏にエアロゾルを注入しさらなる冷却を誘発すれば、パリ協定の排出目標で達成できる削減に比べて氷床損失を約30％削減できると主張しています。
フィリピンのピナトゥボ山が噴火したとき、約1500万トンの二酸化硫黄を成層圏に注入したことで、次の15か月間に平均全球温度が0.6℃低下しました。
現在、SLAを用いて、科学者はその火山噴火を模倣しようとしています。このエアロゾルジオエンジニアリング手法は、比較的小さな氷河と現在のサイズに近い氷河の大きさを維持します。
南極で予測される氷損失の減速にSAIを使用する効果を検証したところ、2023年11月の研究は、SAIを用いることで地域の氷損失を遅らせられることを示しました。ただし、結果はエアロゾル注入地点に依存します。粒子を北緯30度から南緯30度の範囲、特に南半球に多く配置することが、南極の氷損失を遅らせる最も有望な方法であることが示されました。
現在、研究者はこの手法をグリーンランドで試みており、ジャコブスハウン、79N、ザカリエ・イスストローム、ペテルマン氷河など、世界で最も急速に劣化している氷河のいくつかが対象です。
Journal of Geophysical Researchに掲載された研究によれば、氷床と表面融解による動的損失から生じる地表上昇と海面上昇（SLR）は、太陽ジオエンジニアリングによって氷床と海洋を冷却することで潜在的に緩和できる可能性があります。
グリーンランド氷床からの海面上昇寄与を推定するために、チームは表面質量収支（SMB）の変化に基づく二つの動的モデルを使用しました。一つは、IPCCが採用する将来気候の可能な進化をモデル化する手法である代表濃度経路（RCP）4.5を含むモデルです。もう一つはGeoengineering Model Intercomparison Project G4です。
2020年から2090年の期間において、G4シナリオ下での質量損失は約31％〜38％と見積もられました。氷河崩落損失は変動しますが、両モデルともに15％から42％の範囲で重要な氷の放出損失を示しています。氷河の端から氷塊が剥がれ落ちる氷山崩落の定量化は、グリーンランド氷損失に関して依然として困難な課題です。
SAIの潜在的効果を研究するために、研究者はSICOPOLISモデル（大規模氷床と氷帽の進化をシミュレートする3次元熱力学モデル）を使用しました。チームは1990年から2090年までの期間におけるグリーンランド氷床の変化を、RCP8.5、RCP4.5、そしてGeoMIP G4シナリオ下でシミュレートしました。
シミュレーションは、二酸化硫黄の成層圏エアロゾル注入がグリーンランドの氷床に「明確な保護効果」をもたらすことを示しました。
RCP8.5下では、最高の排出量と継続的な温暖化を特徴とする最悪シナリオで、予測される氷損失は約90mmの海面上昇に相当します。RCP4.5に移行すると、現在の条件で達成可能な排出レベルを示す中間的なシナリオで、予想される氷損失は約60.6mmの海面上昇に相当します。GeoMIP G4では、RCP4.5に加えて2020年から2070年まで年間500万トンの二酸化硫黄を注入することで、氷損失は海面上昇37.6mmに抑えられます。
これらすべてのシナリオを、急速に変化する氷床用の別の専用モデルであるElmer/Iceモデルで評価した結果も、同様の結果が得られました。
「この研究は、SAIがグリーンランド氷床、ひいては地球上のすべての氷被覆の保護に寄与し得ることを示していますが、ジオエンジニアリングは極めて議論の多いテーマです。」
– 研究を共同で主導したラルフ・グレーベ教授（ジョン・C・ムーア教授と共に）
彼は付け加えました：
「最大の問題は、根本原因ではなく地球温暖化の症状だけに対処している点であり、原因に対処するために必要な変化を遅らせる可能性さえあることです。さらに、地球上の自然システムの膨大な複雑性により、正負の結果が正確にどうなるか予測することは不可能です。」
ジオエンジニアリングは気候ソリューションの未来か？
ジオエンジニアリングの背後にある科学は有望ですが、まだほとんど未踏です。例えば、太陽熱を遮断して継続的な全球温度上昇に対抗することは、かなり明確で効果的な方法のように思えます。しかし、このような計画は気候に長期的な影響を及ぼす可能性があります。
SAIのような技術の恣意的な使用は、持続可能な開発と相容れないだけでなく、気候正義にも反するという議論があります。このような問題は新たな地政学的緊張の原因となり得ます。さらに、これらの施策の実施は食料生産にさまざまな影響を与えます。
ある研究指摘したところによると、適度な気候介入を選択した場合、中緯度帯、北米、ユーラシアの地域ではSAIにより食料生産性が向上する可能性があります。一方、大量の大気中硫黄散布は、中央アメリカ、メキシコ、カリブ海、南米上部、中東の一部、アフリカ大部分、インド、東南アジア全域、そしてオーストラリア大部分で急増をもたらす可能性があります。
これは、寒冷地域は気候変動による温暖化から利益を得る可能性があるため、介入を望まないことが示唆されます。一方、熱帯地域はより多くの作物を得るために、涼しい気温を保つ高レベルの介入を好むかもしれません。
しかし、これだけではありません。2020年にMITの科学者たち発見したところによると、太陽ジオエンジニアリングの提案は、外熱帯の嵐の経路を弱める可能性があります。これは、冬季の嵐が弱くなり、夏季は停滞した状態になることを意味します。また、海水の循環や氷床の安定性にも影響を与えます。したがって、単に気候変動を逆転させるだけでなく、「気候に新たな変化を引き起こす」可能性があります。
このため、多くの人がジオエンジニアリングは気候危機への一時的な解決策であると考えています。しかし、過去10年で多くの研究者がジオエンジニアリングが本当に真剣な代替手段となり得るかを検証する研究を行ってきました。
排出削減が極めて遅いペースで進んでいるため、即効的な気候変動への影響を与えるには、こうした技術の探求が価値があります。さらに、光反射手法などのいくつかの技術は、可逆性、迅速性、比較的コスト効果の高さという利点を提供します。
最近では、シカゴ大学の地球物理科学教授でありClimate Systems Engineeringイニシアティブの創設教員ディレクターであるデビッド・W・キース教授と、イェール環境学部の講師でハーバード・ケネディ・スクールの研究員であるウェイク・スミス指摘した、MITの記事でジオエンジニアリングの導入は小規模で行うべきだと述べました。
SAIに関して、著者らは数カ国が約5年以内にサブスケールでの展開を開始し、成層圏の組成に明確な変化をもたらすことを提案しています。彼らは次のように書いています：
「適切に管理されたサブスケール展開は、SAIに関する重要な不確実性を減らすことで研究に利益をもたらすでしょう。」
全面的な展開から始めることは賢明でも現実的でもありませんが、ゆっくりとした開始は暖化の段階的な逆転を可能にし、最適化を促進し、予期せぬ影響の可能性を減少させます。
10年にわたるサブスケール展開は、将来の大規模展開に向けた貯蔵・拡散技術を実証し、モニタリング能力を評価し、硫酸塩が成層圏をどのように運搬されオゾン層とどのように相互作用するかを明らかにします。全体として、これは大規模展開に対する科学的・技術的障壁の理解を深めるでしょう。デビッドは次のように述べました：
「もしこのようなサブスケール展開が実現可能であるとすれば、政策立案者は太陽ジオエンジニアリング—その約束と破壊的可能性、そして全球統治への深刻な課題—に、現在広く想定されているよりも早く向き合う必要があるでしょう。」
現在、すべての関係者の焦点はさらなる研究にあり、Climate Overshoot Commissionは実験的ジオエンジニアリング手法を徹底的に研究されるまで中止するよう呼びかけています。
ユネスコの2023年11月の報告書は、これらの手法の倫理的、社会的、文化的リスクを評価し、兵器化への禁止を求めています。また、影響の空間的不平等な分布リスクを回避するために各国が合意を結ぶよう促しています。
さらに、報告書は政治的または経済的利益がジオエンジニアリングに関する科学研究に干渉すべきでないと述べ、次のように付け加えました：
「科学的知識と研究データの共有は、気候研究に関わるすべての者、気候工学を含む、が情報に基づく政策決定と公共の議論を保証するための全球的な責任です。」
ジオエンジニアリング手法への批判は特に昨年から増加しており、地球の気候を変えるこの新たな方法に関する議論と論争が高まっていることを示しています。
実際、昨年末の研究は、気候変動情報への曝露が論争的な気候政策への公共支持を予測することを示しています。この研究によれば、情報への曝露は研究と展開への支持の基礎となり、米国で特に強いことが分かりました。
この研究によれば、SAIへの支持は中国で最も高く、カナダと米国で最も低いことが分かりました。ドイツ、スイス、英国はその中間に位置します。同様に、SAIへの支持はグローバルサウスでグローバルノースよりも高いと報告されています。グローバルノースでは、オーストラリアに比べ日本と韓国での支持が弱く、東西の分断を示唆しています。
米国政府は2022年に、太陽ジオエンジニアリングを研究し、全球温暖化の影響を一時的に軽減するための5か年計画を発表しました。これは、気候政策の議論においてジオエンジニアリングの重要性が高まっている明確な兆候です。ジオエンジニアリングは危険に見えるものの、気候変動に対処するための時間を確保するのに確実に役立っています。
気候変動と闘う企業
では、革新的な方法で気候変動に取り組んでいる企業をいくつか見てみましょう。
#1. Climate AI
この企業は機械学習、気候データ、気候モデル、現場の衛星画像を活用し、将来の天候パターンに関する詳細な洞察を提供して農家が情報に基づいた意思決定を行い、農業の未来を構築できるよう支援しています。気候レジリエンス技術はサプライチェーンと全球経済を気候に強くすることを目指しています。Climate.AIは世界中の食品・農業企業と協力しています。
#2. Microsoft
このテック大手は2030年までにカーボンネガティブになることを約束し、さらに20年後にはこれまでに排出したすべての温室効果ガスを相殺することを目指しています。
2017年、MicrosoftはAI for Earthを立ち上げ、地球の自然システムを管理する革新的なソリューションの開発に取り組んでいます。現在、950以上のプロジェクトを支援し、世界中で20以上のソリューションを展開しています。
(MSFT )
同社の時価総額は3兆ドルで、株価（MSFT）は$406.60（年初来7.83％上昇）で取引されています。売上高（TTM）は$227.58億、EPS（TTM）は11.06、P/E（TTM）は36.67です。配当利回りは0.74％です。
最終的な結論
ジオエンジニアリングは、気候緩和、温度低減、農業生産性、そして生物多様性保全の面で多くの利点があります。研究は、ジオエンジニアリングが最終的に気候変動の影響を緩和し、地球を救うのに役立つことを示しています。
しかし、リスクも伴い、その広範な影響を考えると、このまだ発展途上の分野は徹底的に探求する必要があります。さらなる研究、十分な投資、監視があれば、これらの革新的な解決策は今後数年間にわたる統制された全球緩和努力の重要な一部となり得ます。
