大気中二酸化炭素の観測記録

マウナロアの大気CO₂直接観測に、季節変動と長期上昇傾向が重なる様子を分けて示す概念図

キーリング曲線は、大気中の二酸化炭素（CO₂）濃度を時間に沿って示す記録です。ハワイのマウナロア観測所の長期記録は1958年3月に始まり、大気組成の変化を追う代表的な資料となりました。名称は初期観測を率いた海洋化学者チャールズ・デービッド・キーリングに由来します。グラフの線は古気候を間接的に復元した値ではなく、観測所の空気を分析して得た濃度記録です。

火山噴火のため、NOAAは2022年11月29日にマウナロア観測所での測定を停止しました。2022年12月から2023年7月4日までの観測は、北へ約34km離れたマウナケア観測所の地点で行われ、マウナロアでの測定は2023年7月に再開しました。1958年に始まった長期記録を、同一地点で中断なく測定した記録と表現しないよう、この観測所の切り替えを併記します。

縦軸は通常ppm（百万分率）で、乾燥空気の分子100万個あたりに含まれるCO₂分子の数を表します。420 ppmなら、乾燥空気100万分子に約420個のCO₂分子があるという意味です。温室効果ガス全体の質量や、地球上のすべての場所の濃度を直接示す数値ではありません。グラフを比べる前に、何を測った値なのか確認しましょう。

のこぎり状の変化は季節の生物活動を映す

長期的な上昇線には、毎年くり返す上下の変化が重なります。北半球には広い陸地と植生があります。春から夏に植物が光合成で炭素を取り込むと、大気中CO₂濃度は下がる傾向があります。秋から冬は取り込みが弱まり、呼吸や分解が続くため、濃度が上がる傾向です。この季節変化は、排出と吸収の長期的な収支とは別の信号です。

ある月の値を別の年の近い月と比べても、季節周期の位置の違いが混ざることがあります。NOAAは月平均の観測値と、平均的な季節周期を補正した系列を示しています。補正線は季節を取り除いて測り直した別の観測ではありません。複数年にくり返す周期を統計的に取り除き、長期傾向を読みやすくした表示です。未補正値と補正値は、それぞれ異なる問いに答えます。

専門家の視点：測定手順と不確かさを読む

月平均は一瞬の測定値そのものではありません。NOAAは、観測所を通過する気象条件によって日々の濃度が変動することを説明し、その変動を月平均の不確かさと関連づけています。季節補正にも複数年の周期が使われます。手順を知っていれば、小さな月ごとの差を過大評価したり、補正後の線を加工前の測定値と取り違えたりするのを避けられます。

Scripps CO₂ Program DirectorのRalph Keelingは、2024年前半のマウナロア記録で日々の変動幅が例年より大きく、その変動は大規模な気象パターンとほぼ全面的に結びついていたと説明しました。短期的な揺れを長期傾向の反転と即断しないための具体例です。この説明は2024年の記録についてであり、すべての年の原因を決めるものではありません。専門家の視点では、測定地点、時間平均、季節補正、不確かさを合わせて確認します。

マウナロアの記録から地球規模の結論へ

マウナロアの長期的な上昇は、大気中CO₂が数十年にわたって増えてきたことを直接示します。一方、一観測所の濃度曲線だけで、地域ごとの差や個々の排出源の寄与をすべて求めることはできません。観測所は標高が高く、局地的な影響を抑えやすい場所ですが、一地点は地球全体を完全に代表する標本ではありません。地球規模の分布や発生源の分析には、複数地点の観測や大気輸送・炭素循環の知見が必要です。

年ごとの傾きが同じでなくても、長期的な上昇が消えたことにはなりません。海洋や陸上生態系による吸収、天候や気候の変動は、年ごとの大気濃度の増加速度に影響します。反対に、ある年に増加が大きかったというだけで、単一の出来事を原因と断定することもできません。複数年の記録と独立した炭素観測を比較する方が確かな解釈につながります。

グラフを読む四つの確認点

第一に、単位がppmか確認します。第二に、観測された月平均と季節補正系列を区別します。第三に、最新値が暫定か、確認を終えた値かを見ます。第四に、マウナロア一地点の観測値を地球平均や排出量推計と同一視しません。この区別によって、曲線が直接記録する事実と、追加分析が必要な解釈を分けられます。

出典