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温室効果ガスの主因は実は水蒸気（寄与率 60～70%）

2025年7月23日 / 最終更新日時 : 2025年9月20日 NPO法人エスコット波動式湧昇ポンプ

温室効果ガスの主因は実は水蒸気（寄与率 60～70%）

「CO₂削減だけでは不十分 ― 浅層冷水汲み上げによる海面冷却の必要性」

1. 水蒸気フィードバックの制御

温室効果ガスの主因は実は 水蒸気（寄与率 60～70%）
CO₂削減は数十年単位で効果が現れるが、海面加熱 → 蒸発増加 → 水蒸気温室効果増幅 は即時的
表層冷却により水蒸気発生を抑制する物理的対策が不可欠

2. 異常気象エネルギー源の遮断

台風・豪雨のエネルギー源は 浅層数メートルの高温水（SST)
特に海面直下の「ヒートスキン層」（5～10 cm）が急速な台風強化を促進
浅層冷水汲み上げにより高温層を崩壊・冷却し、台風の急発達・異常豪雨リスクを低減

3. 海洋炭素吸収機能の維持

海水温上昇 → CO₂溶解度低下 → 吸収源としての機能喪失
大気中CO₂削減政策だけでは「海洋吸収能力の低下」を補えない
表層冷却によりCO₂吸収能力を回復し、炭素削減政策を補強する相乗効果

まとめ

CO₂削減は不可欠だが時間軸が長い
短期的・局所的な温暖化抑制には 海面冷却（浅層冷水汲み上げ）が必要
閉鎖性内湾での実証・社会実装が、将来の沿岸防災・地球温暖化対策のモデルケースとする
通常は水産業とのコラボでフェーズ・フリーな対策モデル化

現状：海面直下5〜10cmのヒートスキン層が水蒸気発生源

水蒸気と二酸化炭素の温室効果比較

1. 地球温室効果の基礎

・地球の平均地表温度は約288 K (15℃)。
・大気がなければ約255 K (−18℃)。
・その差約33℃ が「自然温室効果」。

2. 吸収スペクトルの比較

・水蒸気 (H₂O)：赤外域で多数の吸収帯を持ち、波長範囲が広い。
・二酸化炭素 (CO₂)：15 µm 帯が強いが範囲は限定的。

波長 (µm)	H₂O 吸収	CO₂ 吸収
2–7	強	弱
12–18	中	強

3. 大気中濃度の比較

・CO₂：420 ppm（0.042%）
・H₂O：0.1〜4%（1,000〜40,000 ppm）

4. 温室効果への寄与割合

放射伝達モデルによる推定（Kiehl & Trenberth, 1997）：

要素	寄与割合 (%)
水蒸気	50〜60
二酸化炭素	15〜20
その他（O₃, CH₄など）	残り

5. 水蒸気フィードバック

・クラウジウス–クラペイロン関係により、温度上昇で水蒸気量が増加。
・正のフィードバックが働き、温室効果をさらに強める。

6. まとめ

1. H₂O は CO₂ より広範囲の赤外を吸収。
2. 大気中の量は H₂O が CO₂ より桁違いに多い。
3. フィードバック効果により温室効果を最大化。

参考文献

・Kiehl, J. T., & Trenberth, K. E. (1997). Earth’s annual global mean energy budget. Bull. Amer. Meteor. Soc., 78(2), 197–208.
・Pierrehumbert, R. T. (2010). Principles of Planetary Climate. Cambridge Univ. Press.
・Held, I. M., & Soden, B. J. (2000). Water vapor feedback and global warming. Annual Review of Energy and the Environment, 25(1), 441–475.
・Clough, S. A., et al. (2005). Atmospheric radiative transfer modeling: a summary of the AER codes. JQSRT, 91(2), 233–244.

1. 飽和水蒸気量の増加

海面水温が上昇すると、同じ気圧下で空気が保持できる飽和水蒸気量が指数関数的に増加します。これはクラウジウス・クラペイロンの法則に従い、1℃水温が上がるごとにおよそ7%飽和水蒸気量が増えます。

2. 蒸発量の増加

実際に海面での蒸発量も水温に応じて増加します。海水温25℃以下では蒸発量の増加は限定的ですが、25℃を超えると蒸発量が水温に比例して大きくなります。

3. 大気中への水蒸気輸送

海面から蒸発した水蒸気は大気中に供給され、局所的に水蒸気量を増加させます。夏季や台風時など風が強い場合は、風による混合作用でさらに多量の水蒸気が大気中に運ばれます。

4. 雲・降水過程

大気中に増加した水蒸気は、上昇流などで冷却されて凝結し雲や降水に転化します。これが極端気象（豪雨・大雨）や台風の発達のエネルギー源となります。

5. フィードバック

水蒸気自体は強い温室効果ガスであるため、その結果としてさらなる気温・海面水温の上昇を促進するフィードバック効果が生じ、プロセスが増幅されやすくなります。

とくに顕著な例

日本近海や熱帯界隈では、海面水温が27℃以上の場合に蒸発量が大きく、台風の発達や豪雨リスクの増大につながります。

観測・研究例

1980年代以降の観測では、海水温の上昇にほぼ比例して大気中の水蒸気量の増加が確認されています。
首都大学東京のシミュレーション研究でも、海面水温上昇→蒸発量増→夏の関東の気温上昇という因果関係が示されています。

まとめ表（変化過程）

プロセス	具体的な変化
海面水温上昇	飽和水蒸気量と蒸発量の増加
蒸発の加速	25℃以上で蒸発量が顕著に増加
大気への水蒸気移動	風や気流により大気中へ
水蒸気の凝結・降水	雲・雨・台風の発達
温室効果としてのフィードバック	温暖化をさらに促進

要点:

海面水温上昇→飽和水蒸気量増加→蒸発量増加→大気中の水蒸気量増加→降水や台風の発達強化→温暖化の加速、といった多段階のプロセスで連鎖的変化が進みます。

代表的な参考論文・報告

横畠徳太『温暖化の科学 Q9 水蒸気の温室効果』地球環境研究センター

藤部文昭『温暖化に伴い強雨は増えるのか？』気象研究所

MRI・気象庁ほか『令和元年東日本台風の大雨に与えた影響』

J-Stage『地球温暖化と気象災害との関連』

キヤノングローバル戦略研究所『人為的「水蒸気排出」で雨量が増えた』

水蒸気とは：
• 水蒸気＝水分子1個の大きさ
• 直径：約0.38nm（0.00038μm、0.00000038mm）
• 想像を超える微細さ。従来の建材の隙間も容易に通り抜けます。
補足として、「白い湯気」は水蒸気ではなく微小な液体の水滴であり、本来の水蒸気（気体のH₂O）は無色透明。

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