科学者らは、成層圏の脱水は気候変動と戦うための有力な選択肢になる可能性があると述べている
サシャ・パレ著
2024 年 2 月 29 日
新しい研究では、気候変動の影響を軽減するために、水蒸気が温室効果ガスとして作用する成層圏に空気が入る前に空気から水を除去する可能性を検討しています。
成層圏は、対流圏の上にある地球の大気の層です。 (画像クレジット: Max Dollner)
成層圏の水蒸気はスポンジ状の障壁を形成し、地球から放射される熱が宇宙に逃げるのを防ぎます。 現在、科学者たちは、温暖化する地球を冷却するために、この大気層を脱水させることの妥当性を研究しています。
成層圏は、地球の表面から 12 ～ 50 キロメートル (7.5 ～ 31 マイル) の範囲に広がり、対流圏と呼ばれる大気の別の層の上にあります。 水曜日（2月28日）にサイエンス・アドバンス誌に掲載された研究結果によると、対流圏を自然に循環する水は成層圏に漏れるが、この漏れは地球全体で均一ではないという。
「大気の大部分が熱帯の成層圏に入っていることが判明した」と筆頭著者で米国海洋大気庁（NOAA）化学科学研究所の物理学者ジョシュア（シュカ）・シュワルツ氏はライブ・サイエンスに語った。
オーストラリア北部の上空にある小さな地域は、空気と水蒸気の上方への移動を制御する上で特に重要であると考えられます。
「その小さな領域で何かできれば、より多くの赤外線を（宇宙に）放出するために成層圏の水蒸気を減らすことができるかもしれない。それが基本的なアイデアだ」とシュワルツ氏は語った。
シュワルツ氏らは、NASA の空中熱帯対流圏界面実験 (ATTREX) キャンペーンで得られた水蒸気と温度のデータと、成層圏に入る直前の空気からの水蒸気の除去をシミュレートするコンピューター モデルを使用して、そのアイデアをテストしました。
関連: マイケル・マン: はい、気候変動の最悪の影響を阻止することはまだ可能です。 その理由は次のとおりです。
成層圏に入ると、空気は熱帯から極に向かって最長 4 年間拡散し、その後対流圏に戻ります。 そのため、水蒸気を制御する最も効果的な方法は、水蒸気が成層圏に到達する前に捕捉することです。 養蜂が趣味のシュワルツさんは、「うちにはハニーゲートがあり、開けると大量のハチミツが出てきて、閉めるとハチミツの流れが止まる」と語った。
シュワルツ氏によると、対流圏の高層の水は蒸気か氷の粒子の形で存在するという。 水蒸気が氷に結晶化し、成層圏に入るのではなく下に沈殿するには、蒸気が凍るのに十分な氷がすでに存在するか、または自然に氷雲を形成するほどの水蒸気が存在する必要があります。
飛行機の飛行機雲は高温の排気ガスが氷の結晶に変化するときに形成され、「これ（意図的な成層圏脱水症状）の一部が機能していることを示している」とシュワルツ氏は述べた。 (画像クレジット: Richard Newstead、Getty Images より)
オーストラリア上空の漏洩地点など、これらの条件が満たされない場所では、氷核形成粒子として知られる浮遊する鉱物粉塵の粒子の周囲に氷の結晶が形成されることがあります。
この研究で、シュワルツ氏らは、オーストラリア上空の地域の大気中にそのような氷核形成粒子が播種される可能性を調査した。 「氷が形成されやすくする粒子をいくつか入れると、氷が形成されます」とシュワルツ氏は言う。 「それは短命の雲を作り、低高度に落ち、すぐに暖かくなり、おそらく蒸発します。そして成層圏に向かう途中の空気には、もはやその水分が含まれていません。」
シュワルツ教授は、「重要な場所に」粒子を繰り返し注入することで、成層圏を徐々に脱水させ、気候変動による温暖化の70分の1を相殺できる可能性があると主張している。
「これは正しい方向への小さな一歩にすぎない」とシュワルツ氏は述べ、潜在的な副作用も小さいと述べた。 「成層圏では季節の変化によって水蒸気が自然に変化しますが、私たちが話している水蒸気の変化量は季節の変化よりもはるかに小さいのです。」
提案された戦略の詳細は依然として曖昧である。 この研究のモデルは、三ヨウ化ビスマスの粒子の使用を想定しています。この材料は、巻雲薄層化として知られる別の種類の気候工学でも検討されています。
「気候変動への介入については大きな懸念がある」とシュワルツ氏は語った。 「私が思うのは、理解が深まれば、私たちはより良い決断を下せるようになるということです。私たちは可能性について学んでいますが、不可能に見えることは何も明らかにしていません。」