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熱が大気中で吸収されて貯まることを温室効果とよぶ・温室内が暖かい理由と同じメカニズムである。
窒素と酸素が地球大気の大部分を占めているが、もしこの二種類の気体しか存在しなければ、地表の平均気温は氷点以下と寒くなる。
しかし、大気中には水蒸気、二酸化炭素、そして他の微量気体（表３．１）が存在し、これらが地表からの赤外線を吸収するので、現在の地球の平均気温は十五℃に保たれている。
これらの気体を温室効果気体とよぶ。
二酸化炭素だけが温室効果をもつ気体というわけではない。
二酸化炭素は、他の温室効果気体に比べて濃度がきわめて高いにもかかわらず、温暖化への寄与率はむしろ低く、すべての気体による温室効果全体の約六〇％を占める程度である。
倍になった場合の気温上昇を示す。
太陽放射エネルギー収支が変化して、地表気温が一・二℃上昇するが、海面からの水蒸気の増加、そして雲や雪氷の太陽光反射率などのフィードバックも考慮すると、二・五℃と倍近くの気温上昇が予想される。
一方、低層雲が現在より三％ふえて太陽光の反射が増加するだけで、二酸化炭素が倍になったときの温度上昇を打ち消すことができることも予想されている。
いずれにしても、人為的な負荷の増加によって、いろいろな収支バランスが微妙に変化し、それらを総和したものが温暖化傾向を示していると考えるべきである。
地球表面での炭素は、そこに生息する生物と、その環（三）地球の炭素循環温室効果気体による地球温暖化への影響は、一八二七年、フランスの数学者Fによって指摘され、温室効果と名付けられた。
すでに一八九六年に、スウェーデンのAは、人間活動による二酸化炭素濃度が二倍に増加すると、平均気温が五から六℃上昇すると推定していたのである。
現在、使用が規制されはじめたハロカーボン類を除いて、二酸化炭素、メタン、一酸化二窒素、対流圏オゾンなどの、温室効果気体の増加がTs＝１５gＣ境が維持されるために、もっとも重要な元素の一つである。
すでに地球規模でみたときの炭素の循環の様子を示した。
炭素は二酸化炭素だけではなく、一酸化炭素、メタン、炭酸イオン、重炭酸イオン、遊離炭酸、炭酸塩鉱物や生物をふくむ有機物質として存在している。
地球上の全炭素量に比べると、年間あたり、大気中で増加する三三億トンというのは、非常にわずかな量と映るかもしれない。
しかし、このわずかな変化の蓄積が、地球表面に生息する生物をふくむ環境を左右していることになる。
バロー、北緯二〇度にあるハワイのマウナロア、および南緯九○度の南極点での、一九七五年から一九九七年までの二酸化炭素濃度の時間変化を示している。
年々、二酸化炭素が増加しているといわれているが、その増加率はごくわずかである。
長年の観測を行うことによって、それをやっと実感することができる。
このわずかな変化を精度よく測定しつづけることが、いかに困難であるかを感じざるを得ない。
したものである。
この期間に、上に述べた三つの測点で大気上面Ts＝１５gＣ Ts＝１５＋1.29ＣＴＳ＝１５＋2.5gＣ一酸化炭素濃度南極点（南緯90度、高度2810ｍ）での測定値を示す。
（a)二酸化炭素濃度全体から見た変化、（b)変化の部分だけを拡大したもの北半球のポイントバロー（北緯71度、高度11ｍ)、マウナロア（北緯20度、高度3397ｍ)、マウナロアーポイントバローは南極点北半球とは季節変動の位相が逆になっている。
北緯二八度の日付変更線近くに位置するミッドウェー島において観測された、十一年間にわたる二酸化炭素濃度の変化である。
いずれの観測点でも、三月から五月にかけて二酸化炭素濃度は最大値を示すが、綾里から経度方向に四○度（約四千キロメートル）東に位置するミッドウェー島の方が、最大濃度が常に低い傾向が見られる。
しかし、八月から九月に出現する、二つの観測点での最低濃度は、ほぼ一致している。
東アジアという二酸化炭素の発生源に近い綾里と、その風下に位置する太平洋上のミッドウェー島の十一年間の平均濃度差は一・六ｐｐｍある。
これは、綾里からミッドウェー島までの間で、大気中の二酸化炭素が海へ吸収されていることの証拠と考えてよいかもしれない。
また、一九九二年を境に最大値の差が大きくなってきているようにも見えるが、その理由はあきらかではない。
さらに観測データを増やす必要があるだろう。
の人為的に放出された二酸化炭素は、大気の大循環によって発生源から長距離輸送され、地球全体に広がりつつ、表層大気中の二酸化炭素濃度をあげていることはまちがいの二酸化炭素濃度は、それぞれ三・三ｐｐｍ、三・九ｐｐｍ、および三一・九ｐｐｍと、場所によらずほぼ同じ程度だけ増加している。
濃度増加が直線的だと仮定すると、一年間に地球上全域で約一・五ｐｐｍ（二酸化炭素濃度の約○・五％）ふえているということになる。
大気中の二酸化炭素濃度は、季節によって大きく波うちながら増加している。
これは春から夏にかけて、陸上植物が活発に光合成を行う時期には、大量の二酸化炭素が消費されるので、大気の二酸化炭素濃度は減少し、秋から冬は、逆に有機物の分解や呼吸による二酸化炭素の生成量が上回るために、濃度が増加するものと考えられる。
北半球の高緯度に位置するポイントバローは、他の観測点よりも振幅の大きな季節変動を示している。
濃度差の大きな空気が、季節によって入れ替わることにも起因しているためかもしれない。
よく見ると、ポイントバローでの一年間の最小濃度と最大濃度の差が、近年わずかであるが大きくなりつつある傾向がある。
これは大気大循環のパターンが変化している可能性も考えられる。
一方、マウナロァの観測所の標高は高く、二酸化炭素の発生源である大陸からも離れているので、季節変動は比較的おだやかである。
南極点では季節変動はさらに小さく、海洋による二酸化炭素のとり込みソドウェー島の比較岩手県綾里（北緯39度、東経142度）とミッドウェー島（北緯28度、西経177度）での則定値。
大気から海洋へ、あるいは海洋から大気へ、二酸化炭素が移行する。
このような自然状態の大気ー海洋間の二酸化炭素交換量は、年間に九○○億トン程度であるが、現在では化石燃料とオイルシェールの燃焼によって放出される二酸化炭素と、大気中の二酸化炭素増加量との差から、海洋が二酸化炭素を年間二〇億トン余分に吸収していることがわかる。
しかし、どこの海でも常に吸収しているというわけではない。
大気ー海洋間の二酸化炭素の交換量は、大気と海洋の二酸化炭素分圧の差、水温や塩分によって決まる溶解度、そして気体の交換速度によって見積もられている。
南大洋や北半球高緯度の冬は風が強く、表層水は夏に比べていない。
さらに長い時間尺度で見ると、炭素は生物によってとり込まれて石灰岩になったり、石炭、石油となって地中に貯蔵されたり、有機物の分解にともなって二酸化炭素として大気中に放出されたりする。
形を変えこそすれ、地球全体の炭素量は不変だということである。
綾里とミッドウェー島物の活動にともなう、生物・化学的要因が大きな役割をはたしている。
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