大気汚染がどのようにして豪雨の急増を遅らせたのか

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過去半世紀にわたり、主に米国大気浄化法などの法律のおかげで、世界の多くの地域で大気の質は目覚ましい改善が見られました。 このような取り組みは、二酸化硫黄、二酸化窒素、および人間の健康に有害なその他の化合物を含む、エアロゾルとして知られる化学物質群のような汚染物質をターゲットにしていました。

温室効果ガスと同様、エアロゾルは自動車、工場、発電所によって生成されますが、温室効果ガスとは異なり、地球を作ります。 クーラー むしろ暖かいです。 これは、エアロゾルが炭素のように熱を閉じ込めるのではなく、太陽光線を反射するためです。 いくつかの研究では、エアロゾル汚染がなければ、世界はすでに摂氏さらに 0.5 度温暖化していたかもしれないと推定しています。

これは、著名な気候科学者ジェームズ・ハンセン氏が「ファウスト的取引」と呼んだ、厄介なパラドックスを生み出します。 空気からエアロゾルを除去すれば、汚染による健康への影響が軽減され、何千人もの人々が肺や心臓の病気から救われますが、地球温暖化をさらに悪化させる可能性もあります。 この強力な関係は、海運業界でここ数年にわたって明らかになってきました。2020 年以降、貨物船が汚れたバンカー燃料の使用をやめたことで、世界の気温を急激に上昇させた二酸化硫黄の痕跡の排出もなくなりました。さらに05℃。

現在、新たな研究は、エアロゾルと温室効果ガスの相互作用が、最も被害の大きい気候災害の一つである洪水にも影響を及ぼしていることを示している。 Nature Communications誌に今週掲載された査読済みの論文では、米国上空の大気中に有毒なエアロゾルが存在することで、数十年にわたって降雨に対する気候変動の影響が抑制され、気候変動による降雨量の急増や洪水のリスクが延期されてきたことが判明した。 これらのエアロゾルを大気中から除去する大気浄化法の可決は、皮肉にも洪水の悪化傾向を引き起こした。

この論文の結果は、気候科学における謎のようなものを解決するのに役立つ。空気が暖かいとより多くの水分が含まれるにもかかわらず、米国の降水量は気温の上昇に伴って科学者が予想したほどには増えていない。

テキサス大学オースティン校の地球科学助教授でエアロゾルの専門家ジータ・ペルサド氏は、「この論文は、エアロゾルと温室効果ガスの相互作用が過去数十年間、多くの気候変動を覆い隠してきた可能性があることを浮き彫りにしている」と述べた。 （ペルサド氏はこの研究には関与していない。）

「今後数十年間でエアロゾル排出量が大幅に減少し、温室効果ガスが減少しない場合、予期せぬ気候変動の多くの危険性が明らかになる可能性がある」とペルサド氏は付け加えた。

この論文は、数千の雨量計のデータを使用して、エアロゾルと温室効果ガスが平均降雨量と極端な雨の頻度にどのような影響を与えているかを明らかにしています。 雨量計を使用することで、研究者らは、国内のさまざまな地域で 2 種類の人為的汚染がどのように相互にバランスをとっているかを追跡することができました。

温室効果ガスは 1 世紀以上にわたって大気中に蓄積されており、降雨量に非常に単純な影響を与えています。 大気中の二酸化炭素が多ければ多いほど、空気は熱くなります。 暑ければ暑いほど、大気中に保持できる水分が多くなります。 エアロゾルはさらに複雑です。エアロゾルは雲の種類によって異なる反応を示し、その結果、降雨への影響は地域ごと、季節ごとに異なります。 米国のほとんどの地域では、彼らは状況をさらに乾燥させました。

1970 年に画期的な大気浄化法が可決され、工場が煙突を浄化するために「スクラバー」装置を設置し、自動車メーカーが排出制限に準拠するために車を更新したため、エアロゾル汚染は急速に減少しました。 これらのエアロゾルの消滅により、温室効果ガスが大気中に支配的になり、降雨量の合計が徐々に増加し始めました。 もしこれらのエアロゾルが存在していなければ、米国では降雨と洪水が数十年前に悪化し始めていたかもしれない、と論文は主張している。

これらのエアロゾルの影響を分離することで、研究者は洪水リスクが今後 10 年間にどのように変化するかを予測することもできます。 これは良いニュースではありません。現在、二酸化炭素とメタンによる熱閉じ込め効果を相殺するものは何もないため、国の大部分で雨がさらに多くなり、より多くの巨大な嵐が見られようとしています。

ローレンス・バークレー国立研究所の研究科学者で論文の筆頭著者の一人であるマーク・リッサー氏は、「この極端な降雨量のやや急速な激化は、少なくとも今後5年間は新たな常態となる」と述べた。

その影響は米国南東部で最も顕著で、近年、多数のハリケーンや暴風雨が数十億ドル規模の洪水被害を引き起こしている。 著者らは、この地域で温室効果ガスの影響が顕著になり始めた20世紀後半まで、エアロゾル汚染によって夏と秋の降水量が減少していたことを発見した。 その結果、年間降水量の合計が増加し、大規模な暴風雨の頻度も増加しました。 （これまでの研究では、エアロゾルが雲の形成を妨害することで熱帯低気圧の発生を抑制できることが示されています。）

この論文の調査結果は、今後数十年の環境規制に大きな影響を与える可能性がある。 バイデン大統領の環境保護庁は、二酸化硫黄などの主要なエアロゾル汚染物質の排出量を削減する可能性がある産業公害に関する厳格な規制の策定を急いでいる。 これらの規制が発効すれば、「キャンサー・アレイ」として知られるルイジアナ州地域の石油化学施設を含む南東部の多数の施設に適用されることになる。

これらの規制は、工業施設の近くに住む住民を喘息、心臓病、がんから守ることになるが、エアロゾルのさらなる減少は、大きな嵐が湿気を抱え込み、ハリケーンシーズンを悪化させる可能性もある。つまり、2017年に襲来したハリケーン・ハービーのような出来事がさらに増えることを意味する。そしてテキサス州ヒューストンに50インチを超える雨を降らせ、気候科学者を驚かせました。

エアロゾルの専門家であるペルサド氏は、この論文は将来の気候リスクについて厳しい警告を発していると述べた。 今後数十年間で米国の大気汚染が減少すれば、南東部などの地域でさらに多くの米国人がより強い嵐やより深刻な洪水に見舞われる可能性がある。

「今後30年間、マスクをし続けるか、50パーセント以上の温暖化を明らかにするかのどちらかになる状況を我々は見ている」と彼女は言う。 「これまで、誰かが今日購入する住宅ローンの存続期間にわたるこのエアロゾル信号の進化が、彼らがさらされている気候上の危険にどれほど影響を与えるかについてはあまり認識されていませんでした。」

この記事はもともと Grist (https://grist.org/science/aerosol-pollution-rainfall-study/) に掲載されました。

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