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Index 一章 二章 三章 四章 五章 六章 七章 付録

第三章 何が核の冬を引起すのか

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    1 ちりと煙 top

 特定の軍事目標、たとえばミサイル・サイロやレーダー施設などに対する攻撃で、核爆発によって可能な最大の損害を与えるためには、核爆弾を地表近くで爆発させることが必要です。
 核戦略家たちはこの種の爆発を表すのに、「地表爆発」という無邪気に響く言葉をつくりだしています。
 こんな言葉を使うと、核の爆発(バースト)がまるで集中豪雨(英語でグラウトバースト)や、風船がはじけるみたいに聞こえるのです。
 これに対して広島、長崎では原爆は、地面からかなり高いところで爆発しています。
 この種の爆発は「空中爆発」と呼ばれ、もっと広い地域に爆風を及ぼすことになります。
 地表爆発では地表に大きなクレーターがつくられ、大量の土砂や破片が空中に吹き上げられます。
 「爆心地(グラウンドゼロ)」付近では、岩石が爆発によって蒸発してしまいます。
 少し離れたところでも融けるのです。
 もっと離れたところでも、岩石はこなごなに砕けて、クレーターから外に放りだされます。
 それらが同様に蒸発した爆弾やそのケースの残骸とともに、火球によって大気中に吹き上げられるのです。
 蒸発した岩石や金属、液化した岩石はすぐに固まって、小さなちりの粒子になります。
 核爆発時の強い放射能が、これらの粒子をすべて放射性にしています。
 放射能がどれほど長く持続するかは、物質の種類によって異なります。
 爆弾は破片中の放射能をいっそう強めるために、プルトニウムのような放射性の物質で包まれているかもしれません。
 そうした爆弾は「汚い爆弾」と呼ばれます。それとは逆の究極的な「きれいな爆弾」としては「中性子」爆弾があります。
 中性子爆弾では、爆発のエネルギーの大部分が爆風というより、高いエネルギーの中性子として放出されるのです。
 中性子の流れも恐しい放射能そのものであるだけでなく、衝突するものをすべて放射化します。
 中性子爆弾の目的は建物に損傷を与えることなく、人間だけを殺傷することにあります。
 それは戦争での理想的な勝利が、敵の人口を抹殺する一方で、その都市を占領することにある(放射能さえなければ)という前提に立っているようにもみえるのです。

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 地表爆発で生じた破片のうちの大きいものは、すぐに地表に落下します。
 しかし放射能を帯びたちりの小さな粒子は、大量に空高く吹き上げられます。
 核爆発には膨大な対流による上昇気流が伴い、それがちりを、大気中の気温の逆転層の高さにまで運び上げるのです。
 この層は成層圏と対流圏との境界にあって、圏界面と呼ばれています。
 圏界面の下の対流圏では、気温は高度とともに下がり、大気は対流によって、不安定になりがちです。
 雲とか嵐、前線などのほとんどの気象現象は、この対流圏内で起こるのです。
 圏界面の上は成層圏として知られています。成層圏では、気温は高度とともに上昇するので、大気はずっと安定しています。


大気の構造

 圏界面の高さは場所によって異なり、両極地方では約一〇キロ、赤道上空では約一八キロ程度ですが、高さは気候条件によっても違ってきます。
 ちりを含んだ上昇気流が圏界面にまで達すると、今度は水平方向に広がり始めて、あの有名なキノコ雲をつくるのです。
 私たちとしてはそんなキノコ雲を、二度とこの目で見たいとは思っていないわけです。
 キノコ雲の発生状況は、寒冷前線のところでの積乱雲の発生をスピードアップしたような感じを与えます。
 積乱雲もまた圏界面にまでくると、横に広がって「金床」型になるのです。
 威力にして一メガトン以上の強力な核爆発では、ちりははるか成層圏の高さにまで運ばれます。
 その高さは一メガトン爆弾では二四キロ、五〇メガトン爆弾では四八キロにも達します。
 地表爆発によって発生するちりは、核の冬現象の第一の構成要素です。
 第二が、核爆発に伴う広範な火災が生みだす煙です。
 水爆が爆発してできる火球はあまりにも強力で、周囲数キロにわたって燃えるものを何でも燃やします。

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 農村地帯では草木や作物、植物が火を吹き、何週間も燃え続けます。
 都市では住宅、工場、給油所、化学工場などが、未曾有の大火に巻き込まれます。
 火災によって生ずる煙は、高さ数キロに達するでしょう。
 火事嵐の条件が整っているところでは、煙は成層圈にまで達しそうです。


長崎原爆で発生したキノコ雲 1945年8月9月午前11時すぎ
(撮影:アメリカ軍)

 当然のことですが全面的な核戦争時に、どれほどの量のちりや煙が発生するかを推定するのは、容易なことではありません。
 しかしいくつかの証拠が、それを推定するのに役立ちます。
 第一が、一九六三年の部分的核実験禁止条約(PTBT)締結以前に大気圏内で行われた水爆実験の経験です。
 当時の経験によりますと地表爆発の場合、爆発威力一メガトン当たり一ないし六トンのちりが、キノコ雲のなかに吹き上げられます。
 ちりの粒子の大きさが通常は、一ミクロン(一ミクロンは一〇〇〇分の一ミリ)の一〇分のいくつかであることも分かっています。
 核戦争によって起こる火災については、予測の基礎になるものとして、地震などの自然災害によって起こる都市の大火のほかに、戦時の焼夷兵器による都市火災、広島と長崎の経験、大規模な原野での火災や山火事、火災の際の火炎や煙の挙動を研究するための実験的な大型の火災などがあります。

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 地震はガスの本管を破壊し、燃料貯蔵タンクを崩壊させ、電気回路をショートさせ、火をむきだしにすることによって、都市に大火をもたらします。
 効果的な消防活動は大規模な地震では、大きく妨げられがちです。
 一九〇六年のサンフランシスコ地震や、一九二三年の東京の地震(関東大震災)では、すさまじい火災が発生しています。
 核爆発は大型の地震よりも、ずっと大きな火災の脅威をはらんでいるのです。
 第二次世界大戦中の一九四三年七月二七〜二八日のハンブルク、一九四五年二月一三〜 一四日のドレスデンに対する通常兵器による爆撃は、都市でいかに簡単に大火が起こるかを、まざまざと示しています。
 火災は何平方キロにわたって燃え広がり、そのなかで火事嵐発生の条件が生みだされるのです。
 火災区域内では、ほとんどすべての建物の内部がやられ、燃えるものは何でも燃えてしまいます。
 厚い真っ黒な煙が、六キロから一二キロの高さにまで立ちのぼるのです。
 長崎では地形が丘陵だったため、そう劇的な大火はみられませんでしたが、広島では激しい火事嵐が巻き起こっています。
 大規模な火災実験はこれまでもフランスや米国で進められていて、煙が立ちのぼると予想される高さや、火事嵐発生の条件を調べるのに役立っています。
 過去一世紀の間に数多くの破局的な森林火災が記録されていて、ひどいときには二万六〇〇〇平方キロもの面積が焼失しています。
 一八七一年のペシュティゴの大火では、ウィスコンシン州グリーンベイの両岸に沿って約八〇〇〇平方午口の面積が焼失し、立ちのぼる煙は付近三二〇キロにわたって、太陽の光を覆い隠しています。
 薄暗がりは、昼間でさえ、一週間も続いたのでした。
 一九三三年のオレゴン州ティラムック郡の火災は、米国で記録された森林火事の中では最も大きいものの一つで、その煙は高度一三キロにまで達しています。
 一九五七年のアラスカの火事では、二万六〇〇〇平方キロもの地域が焼失しています。
 破局的な森林火災は、木が特に乾燥して、燃えやすくなっているときに起こりがちです。
 核戦争時にも、森林のいろんな場所で火災が起こることが予想されますが、この火災もその後、徐々に燃え広がっていくことになるわけです。

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 歴史的にも有名な出来事としては、それらの他にもツングースカの大隕石の落下があげられます。
 この大隕石は一九〇八年の六月三〇日にシベリアに落下して、大爆発を起こしたもので、爆発エネルギーは約一〇メガトンにも達したとされています。
 それによって約二〇〇〇平方キロにおよぶシベリアの森林がなぎ倒され、目撃者によると「木が焼け落ち」て、大規模な火災が五日間も続いたのでした。
 TTAPSグループでは核戦争で生ずる煙の量を計算するに当たって、都市での核爆発については火災面積が、爆発威力一メガトン当たりにして、二六〇平方キロを超えると推定しました。
 農村地域での火事については平均して、それよりやや小さな数字を仮定しています。
 都市の火災地域からは二・六平方キロ(一平方マイル)当たり約二〇〇トンの煙が発生します。
 農村部での火事ではこの三分の一程度となります。
 TTAPSの科学者たちは超大国間の大規模な核戦争によって、五〇〇〇メガトンの核兵器が使われて、地球の大気中に合わせて二億二五〇〇万トンもの煙と、六五〇〇万トンものちりが吹き上げられると推定したのです。
 この数字はタンボラ火山の爆発によって、大気中に吹き上げられたと推定されるちりの量、つまり二億トンとほとんど同じ規模になっています。
 しかし煙はちりよりもずっと太陽光線を吸収しやすく、地球を冷却するので、その結果はちりだけの場合よりもはるかに厳しく、それが核の冬をもたらすのです。

    2 ちりや煙はどれほどの期間滞留するだろうか top

 煙やちりはもちろん工場や火災、風によっても絶えず、地球の大気中に吹き上げられているわけです。
 推定では年に約二億トンもの煙が大気中に送り込まれています。
 煙やちりの粒子はしかし通常は、そうは高いところまで行かず、数日のうちに地面に落下したり、雨や雪に洗い落とされてしまいます。
 私たちはみな雨上がりの空が、どんなにきれいかを、よく知っています。
 しかし粒子は核戦争の時のように、対流圏の上部あたりにまで吹き上げられると(たとえば高度八ないし一六キロ)、地面に落ちてくるまでに、数週間あるいはそれ以上もかかるようになります。

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 ちりや煙の粒子は、高度一六キロまたはそれ以上の成層圏にまで達すると、そこに一年あるいはそれ以上滞留することになるのです。
 その理由としては、成層圏では雨雲が発生せず、粒子を地面にまで引き落とす力としては、重力しかないことがあげられます。
 しかも重力による落下は、粒子が小さいと、非常にゆっくりしたものになるのです。
 自然に起こる森林火災などでは煙の粒子は、高さ五ないし六キロに達します。
 大規模な都市火災では、その二倍もの高さに達することが知られています。
 核戦争の場合には次に説明する二つの効果が、煙をさらに高くまで吹き上げることになりそうです。
 第一は大型の核爆発によって、未曾有の規模の火災が起こるとみられることです。
 第二は比較的狭い地域内で多数の爆弾が爆発したような場合、火事嵐によって、上昇気流が発生すると思われることです。
 TTAPSの科学者たちの詳細な計算では、核戦争で発生した煙の約五%が成層圏にまで到達するとしています。
 核爆発によって生じたちりが、どの高さまで上昇するかは、爆弾の大きさによって違ってきます。
 一メガトン爆発では地面に直径数百メートルのクレーターができ、数百万トンの粒子が吹き上げられ、うち一万ないし三万トンの細かいちりの粒子が、成層圏にまで到達します。
 核戦略家たちは一〇〇キロトン爆発を(広島型の五倍でしかないので)「低威力爆発」と呼びたがるのですが、この爆発ではちりは成層圏には達しません。
 核の冬がどれほど長く続くかを左右する要因としては、ちりや煙が吹き上げられる高さの他にも、次の二つがあります。
 第一は特に、立ちのぼる煙が濃いような場合、煙の粒子が互いに凝縮して、粒子が大きくなる傾向があることです。
 その結果、第一に粒子はそれまでよりも速く地上に落下するようになり、第二に粒子の半径が、限界的な一ミクロンを超えるようになります。
 粒子は一ミクロンよりも小さい場合に、太陽光線を最もよく吸収し、散乱するのです。
 第二は、すでに述べたように、ちりや煙の粒子が、水滴によって集められ、雨となって地面に「洗い落とされ」やすくなることです。
 これら凝縮や雨による“清掃”効果はいずれも、TTAPSグループの計算に含められています。
 TTAPSグループの計算では正味のところ、空は一ヵ月から六ヵ月にわたって暗くなります。
 実際にどうなるかは、使用される弾頭の数量や威力、ちりや煙の粒子の性質、それらが洗い落とされる速さをどうみるかによって、違ってくるわけです。
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    3 広がるちりと煙のとばり top

 核戦争直後の地球を、地球周回軌道上の宇宙ステーションから眺めたとしましょう。
 核爆弾が爆発したところではどこでも、地表からちりや黒い煙の柱が立ちのぼって、広がっていくのが見られるでしょう。
 煙は徐々に一緒になって、一個の巨大な帯になり、北の緯度のところで、地球を取り巻く形になります。
 煙の帯は最初は大変むらがあって、破壊された戦争当事国の上あたりで、最も濃くなっています。
 しかし何日かすると、帯状にぐるっと地球を取り巻くようになり、次いで北は北極に向けて、南は赤道に向けて広がり始めます。
 そして数週間のうちに南半球もまた、暗い雲で覆われるようになるのです。地球上のどの部分も核の冬の影響から逃れることはできないのです。
 地表はこの段階でどれほど暗くなるのでしょうか。
 TTAPSの科学者たちは彼ら自身最も可能性が高いと考える「基準的」なケースについて、普段のとき地表に入射する太陽光線の三%が地表に達するだけだと推定してリます。
 暗く曇った冬の日よりも、もっと暗くなるわけです。
 薄明効果はそのほとんどすべてが、大気中の煙の粒子によって引き起こされます。
 煙の粒子がきわめて効果的に可視光線を吸収するからです。
 これに対してちりの粒子は、主として太陽光線を散乱し、反射するだけなので、太陽光線の大部分はなおも、地表にやってくることになります。
 ちりの影響は太陽を覆う雲の影響と、ほぼ同じです。
 丸い太陽の姿がもはや見えなくなって、太陽からの直接の光が大変弱くなっても、地表が突然、真っ暗になるわけではありません。
 というめも雲の中の小さな水滴が、太陽光線を散乱し、その多くがなおも、地表に届くからです。
 核戦争によるちりと煙がなおも拡散して、全体が一緒になって一つになる中で、地表の一部の広い地域がなおも、平均よりもずっと濃い雲に覆われているかもしれません。
 そうした地域では地表にとどく太陽光線の量が、通常の一〇〇万分の一にも減って、ほとんど月夜程度の明るさになる可能性もあります。
 そうなると光合成が停止して、植物は太陽光線のエネルギーを吸収して育つことができなくなります。

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 そうした日中の暗闇が何週間から何カ月間も続くと、気候上の破局は、私がすでに述べた基準となるケースよりも、はるかに深刻なものになっていくのです。

     4 温度はどれほど下がるか top

 核の冬のもとで地球がどれほど寒くなるかを計算するのは、計算全体の中でも最も複雑な部分の一つで、その結果のいかんが、核の冬の厳しさの主張そのものを左右することになります。
 私自身はたまたま過去一〇年かそこらの間、ちりやすすの雲が星の光をどのように吸収するかを研究してきたのです。
 太陽のような星は寿命がくると異常に大きく膨らんで赤色巨星になり、外層部を強い風の中にかなぐり棄て始めます。
 風の中のそれらのガスは、星から十分に遠ざかるにつれて、その中のケイ素やマグネシウム、アルミニウム、鉄、酸素などの元素が一緒になって固まって、ケイ酸アルミニウムやケイ酸マグネシウムの小さな固体粒子をつくります。
 組成は地球の岩石と同じです。
 その結果、星はケイ酸塩のちりの雲に包まれた形になり、そのちりが星の光を吸収するのです。
 星がたくさんの炭素原子を含んでいると、化学反応は少々違ってきます。
 酸素が炭素と化合して一酸化炭素になるとともに、余分の炭素が固まってふさなすすの粒子になるのです。
 天文学者たちは、これらのケイ酸塩のちりやすすの雲が星の光に及ぼす影響を理解する上で、すでにかなりの専門知識を蓄えており、その知識を核の冬の計算にも応用することができるのです。
 状況はもちろんその幾何学という点で、かなり違っています。
 核の冬の計算では、ちりや煙の雲が取り巻くのはこの地球であって、太陽のような星ではありません。
 しかし私たちが、ちりを通しての星の光の流れを理解する上で成功を収めてきたことは、核の冬を計算するに際しても、少々の自信を与えてくれるのです。
 核によるホロコースト後の地表温度の計算が容易ではないことを知るために、ここで地表の温度をごく単純な方法で推定してみることにしましょう。
 エネルギー保存の法則によると地球は太陽のエネルギーを受取った分だけ、また放射して棄てなければなりません。

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 地球のような天休が、どれほどの量のエネルギーを放射するかは、その天体の温度によって決まってきます。
 放射されるエネルギーの量は近似的にいって、絶対温度で表した温度の四乗に比例します(これをオーストリアの物理学者の ヨゼフ・シュテファンの名を取ってシュテファンの法則と呼んでいます)
 絶対温度の零度は摂氏約マイナス二七三度なので、地球の平均温度は摂氏で一三度として、絶対温度で二八六度になります。
 ここで地球に入射する放射の量が、TTAPSの科学者の基準的ケースがそうであるように、三〇分の一にまで低下したと仮定しましょう。
 三〇の四乗根は約二・二なので、この場合地球の温度は絶対温度で一二九度にまで下がる計算になります。
 摂氏に直すと何とマイナス一四四度です。
 この低温では地上の生命は直ちに停止してしまいます。
 しかしこの計算には、何か大変大事なことが抜けています。
 それはちりの雲から赤外線の形で放射される熱エネルギーです。エネルギー保存の法則は、ちりや煙の粒子に対してもまた当てはまり、ちりや煙の雲もまた、太陽光線から吸収した熱エネルギーを放射するのです。
 放射は赤外線の波長で行われるので、地球は赤外線に包まれた形になり、雲によって奪われた可視放射が、それによってかなりの程度まで補われることになります。
 別の簡単な計算から、第二の複雑な問題があることが分かります。
 私は先に地球の平均混度が、地球の全表面、全年を平均して約一三度だといいました。
 私たちは先のシュテファンの法則を使って、地球が太陽から受け取る熱と地球が放射する熱のバランスという観点から、地球がもつと予想される温度を計算することができます。
 答は摂氏マイナス二三度(絶対温度で二五〇度)です。
 地球は何らかの不思議なやり方で受取る熱よりも何と七〇%もの多くのエネルギーを放射していることになるのです。
 以上のような矛盾が起こってくるのは、地球が大気に包まれていることの結果です。
 空気中の分子特に二酸化炭素や水の分子は可視光線に対してはほとんど透明なのに、赤外放射をよく吸収します。
 ですから、地面から放射される赤外線は、そのすべてが外にてることはできません。
 かなりの量の赤外放射が、大気中の分子によって吸収され、それらがまた赤外線の形で再放射されるのです。

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 しかし分子からの赤外放射は、あらゆる方向に向けて起こるので、放射されるエネルギーの約半分が、再び地表に戻ってくることになります。
 地表の温度が先に計算したよりもずっと高いのは、地表が直接の太陽光線によってだけでなく、大気によって暖められているためなのです。
 この現象は温室の原理になぞらえて、「混室効果」と呼ばれています。
 温室ではガラスの壁や屋根が、地球大気中の分子の役割りを果たして、温室内の植物その他からの赤外放射が、温室の外にでていくのを防いでいるわけです。
 実際には、任意の高度にあるちりや煙の粒子が太陽光線を吸収して暖められると、今度はそれが周囲の空気中の分子を暖めて、それらの分子との間で熱エネルギーを共有するようになります。
 空気の分子はちりや煙の粒子よりも効果的に赤外線を放射するので、地表の温度を上げるのは、ちりや煙の雲の直接の影響というより、むしろ大気の加熱や、その結果としての「混室効果」の増大のためだということになります。
 結局、核の冬の時の地表の平均温度は、そうした様々な影響によって決定されることになります。
 太陽からやってくる光線がちりや煙によって吸収されたり、宇宙空間に反射されたりして、直接の熱が少なくなる一方で、ちりや煙の雲による加熱や、地球の大気による加熱が起こってくるわけです。
 温度に大きな差が生ずる要因としては、ちりや煙が高い高度たとえば成層圏にあるか、それともそれよりずっと低い高度にあるかという問題があります。
 地球の大気の七五%は、高度一〇キ口以下のところにあります。
 ちりや煙の雲は高さ一・六キロだと、大気の大部分の下にくることになります。
 高さが一六キロだと、逆に大気の大部分の上にくるわけです。
 ちりや煙の雲が大気の大部分の上にくると、それら(と、それが暖めた空気の分子)が地面に向けて放射する赤外線は、大気によって大きく吸収されることになります。
 その結果地面の温度は、同じちりや煙の雲が低いところにある揚合に比べて、ずっと低くなります。
 付録は、そうした二つの極端な場合の地表の温度について、ちりや煙による太陽光線の減衰を様々に仮定して、計算したきわめて簡単な例を示したものです。
 計算には、核の冬の状況をもっとよく代表すると思われる中間の場合をも含めてあります。
 この場合は、ちりや煙は大気のほぼ中央部にくると仮定するわけです。

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 計算の結果によりますと、ちりや煙の雲が低い場合、それが太陽からの直接の光線をすべて遮ったとしても、平均温度は摂氏で約二四度下がるだけですが、雲が高い場合は七五度も下がることが分かります。
 現実的な中間の場合の温度の低下は、太陽光線がすべて吸収されたとして、摂氏で最大四六度になります。
 核の冬についての計算の結果は、爆発する爆弾の数や目標の種類、発生するちりや煙の量などによって違ってくるわけですが、直接の太陽光線が平均して、通常の三五%から○・○○○一%に弱まるものと予測しています。
 単純化して付録に示した計算によりますと、地表の平均温度の低下は、太陽からの可視光線の三五%が透過してくる楽観的な揚合、雲が低いと摂氏で一四度どまりですが、雲が高いときには、三九度にも達することが分かります。
 付録の単純化した計算は、中間の場合として、摂氏二六度の温度低下を予測しています。
 TTAPSの科学者の詳細な計算では、付録に示した単純な計算では無視されている数多くの要素が考慮に入れられています。
 第一に私たちは様々な異なる粒子が、どれほどの光線を吸収、または散乱(つまり反射)するかを、検討する必要があります。
 第二が、大気中でのちりの実際の分布を説明するモデルです。
 TTAPSでは基準となる場合について、大陸内部の地域での地表の平均温度が、核戦争後最初の二週間のうちに摂氏で約三五度低下し、三ヵ月かそこらの間、氷点を上回ることはないとしています。
 のちにも述べるようにそれが世界の動植物の種の多くに対して、破局的な影響を与えるのです。
 もっと極端ではありますが、同様に可能性のあるシナリオでは、温度が数週間後に摂氏五〇度以上も低下して、マイナス四〇度以下になり、その状態が数ヵ月間にわたって続くことが、予想されています。
 そうしたいっそう激しいシナリオのもとでは温度は、ホロコーストの一年後まで、氷点を上回るとは期待できないのです。

    5 地球の気候への影響 top
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  以上に説明した温度計算は、太陽光線の減衰が地表の温度にもたらす直接の影響だけを考慮したもので、実際には中緯度地方の内陸部への影響を示すものとみなすことができます。
 私たちが体験している日々の気象や、地球上の特定の地方の気候はしかし、実際には大気の循環や海洋に複雑にかかわっているのです。
 海は地球表面の約七〇%を覆っており、その深さは平均で三・二キロを超えています。
 海がもつ膨大な熱容量は、いまかりに太陽が丸一年間姿を隠したとしても、海の平均温度が摂氏でわずかに約一度下がるだけという事実に示されています。
 海は従って、太陽からの熱が減少した揚合に地上に起こる温度の変化をならすという働きをするのです。
 海のそうした働きは、海水の大規模な循環によるもので、それによって熱帯地方の暖かい水が、北や南の緯度に運ばれているわけです。
 英国では私たちは、そうした大規模な循環の一つであるメキシコ湾流の直接の恩恵を受けています。
 メキシコ湾流と優勢な西風のお蔭で英国は、他の同緯度の地方よりも摂氏で平均して九度ほど暖かくなっているのです。
 海陸間、または熱帯と極地間の温度差はまた、風による地球大気の大規模な循環を引き 起こしています。
 海流と風の二つが、極端な温度差をならす働きをしているのです。
 たとえば赤道では、太陽からやってくるエネルギーの平均量は、全地球表面の平均の約二倍に達しています。
 それがそのまま温度に反映されると、赤道の平均温度は、摂氏六七度にもなってしまいます。
 それが実際には摂氏二五ないし三〇度にとどまっている理由は、下層の大気(対流圏)が不安定で大規模な対流を起こし、温まった空気を上空に押し上げる一方で、高緯度地方の冷たい空気を引き込んでいることにあります。
 熱帯での大気のこの大循縦は、パトレー循環の名で知られています。
 地面は毎日、太陽が沈んで夜がくると冷却し始めます。温度は大陸の内部では、主として太陽による地面の直接の加熱によって決まるので、昼夜の温度差は摂氏で一〇ないし一五度に達します。
 それに対して、たとえば英国の大部分のような沿岸地方では、昼夜の平均の温度差は、摂氏で四ないし五度にすぎません。
 大陸部と沿岸部との間の同様な温度差は、季節の変化についてもみられます。
 米国の内陸部ではたとえば真冬の平均温度は、真夏のそれに比べて、摂氏で約三五度低くなっています。
 しかし英国では真冬の平均温度は真夏のそれよりも、摂氏で約一〇度低いだけなのです。

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 核の冬によって、気候はどのように変化するのでしょうか。
 それはきわめて複雑な問題で、まだ十分な答がだされているとはいえません。
 科学者たちは地球の気候について、高度に単純化したコンピューター・シミュレーションを行って、世界の平均的な気候のおおよその傾向を再現するのには成功しています。
 米ソ双方の科学者グループは北の緯度を覆うちりや煙の雲を、それぞれのコンピューター・モデルに導人した場合の影響について、調べています。
 計算の結果は、気候が劇的に変化することを示しています。
 米コロラド州がエルダーにある全米大気研究センター(NCAR)のカード・コービースチーブン・シュナイダー、スターリー・トンプソンらの米国チームは、TTAPSが想定した基準的な場合よりもやや穏やかな場合について検討し、その状態が仮想的な核戦争後約三週間にわたってどう変化するかを追跡しています。
 研究の結果、夏の核戦争後一〇日目の陸地の平均的な温度低下は摂氏一〇ないし二〇度で、北半球の大部分特に米ソでは、温度が零度をかなり下回ることが分かっています。
 ソ連では、モスクワにあるソ連科学アカデミー計算センターの気候研究所長のウラジーミル・アレクサンドロフらの研究が、TTAPSの基準的な場合よりももっと極端な場合を取上げて、その後の状態の変化を一年以上にわたって追跡しています。
 戦争から四〇日目の平均温度の低下は、北緯三〇度での摂氏一五度から、北緯六〇度での摂氏二〇度以上にわたっています。
 北半球では広い地域が核戦争後最初の一ヵ月の間に、摂氏三〇ないし四〇度の混度低下を経験します。
 北半球の平均気温は八ヵ月後になっても、なお通常より摂氏一〇度低くなるのです。
 以上のモデルが予測している事柄の中でも重要なのは、大気の温度分布の変化が実質的に圏界面の高度をずっと低め、事実上地面にまで引き下げるということです。
 その結果、雨雲さえ生じないという安定した成層圏の状態が、通常よりずっと低い高度にまで広がることになります。
 こうなると大気中のちりや煙の粒子は、TTAPSの科学者が考えたようには速く洗い落とされなくなり、核の冬の期間がさらに延びることになります。
 残念なことに、ちりや煙の雲が気候に及ぼす影響についてのこれらのシミュレーションはまだ、大気の循環が雲に及ぼす影響を確認することができないでいます。

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 それらはわけても(南半球に目標がなかったとして)ちりや煙の雲が赤道を越えて、全地球を覆うかどうかという重要な疑問に答えることができないでいるのです。
 にもかかわらず、すでに熱帯での正常な大気循環のパターンが崩れるという明らかな徴候が得られています。
 大気は通常、春と夏には赤道のところで温められて上昇し、一つは北へ、一つは南へ向かう二つの気流に分かれます。
 この二つの気流が熱帯地方で循環気流を形成しますが、それがすでに述べたパトレー循環というわけです。
 NCARのシミュレーションではしかし春に戦争が起こったような場合、北半球でのこのパターンが崩れて、北半球で空気を上方に運び、赤道を越えて南の緯度で降下する単一の循環がつくられます。
 このことは南半球が何週間かの間に、ちりや煙に覆われることを強く示唆しています。
 その他の季節には、ちりや煙はもっと不規則な形で、赤道を越えて運ばれますが、結果は同しです。
 しかしこのNCARの特定のシミュレーションが計算に加えているのは、大気中の煙だけで、スターリー・トンプソンは成層圏のちりを計算に加えた場合、パトレー循環のパターンは崩れないと報告しています(『気候変化』一九八四年六月)
 ですから南半球の運命がどうなるかの解明は、まだこれからということになります。
 英国や西ヨーロッパについては、ソ連の世界的な循環モデルが、温度の低下が四〇日後には摂氏一五ないし二五度に達するものの、八ヵ月後には約五度に回復することを示しています(スペインなどの一部の地域は正常な温度に戻ります)
 この数字は春と夏が厳しい冬に変わり、冬が北極の冬に変わることを示しています。
 ヨーロッパの多くは全面的な核戦争で破壊され、ほとんどの地域で放射能が許容できない水準にまで高まるので、核の冬は生き残った少数の人々に対する最終的な打撃になるに過ぎません。
 地球の気象パターンの劇的な変化はまた、英国のような沿岸地域が、恐ろしい嵐にさらされることを意味しています。
 生存者にとっては、それが温度の低下に加わるのです。

    6 核の冬の予測をテストする top

 核の冬の予測が、どこまで恐ろしいものであるかをテストする方法はもちろん、たった一つあるだけです。

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 それは核戦略家や私たちの政治指導者たちが、まさにその用意をしているので、恐ろしくて考えることもできないような方法です。
 にもかかわらず計算に使われたコンピューター・モデルを、火星の砂嵐や地球上の火山の爆発など、その他の関連ある種類の現象と比較してテストすることは、なおも可能です。
 実際にもTTAPSの科学者グループは、核戦争の気候への影響について検討を開始するまでは、火星面で起こる砂嵐の問題と取り組んでいたのです。
 砂嵐の問題が初めてTTAPSグループの関心をひいたのは、一九七一年のマリナー9号プロジェクトのときでした。
 同宇宙探査機が地球以外の惑星に対しては初めて、火星周回軌道に入った時、このグループでは初めて火星の表面や、火星の薄い大気の双方の温度を測定することができたのです。
 TTAPSグループでは火星面の温度が、火星の全表面を覆う砂嵐の最中には、通常時よりも低くなっていることや、大気の温度が、通常時よりも高くなっていることを突き止めました。
 このことは事前に完全に予想されたことでした。
 というのも、ちりが太陽からの放射を吸収し、ちり自体の温度が上昇するとともに、惑星の表面が冷却するからです。
 グループがつくったコンピューター・モデルは、そうした観測結果を正確に再現することができたのです。
 グループでは次いで関心を地球上の問題に移すことを決め、火山の爆発によって吹き上げられたちりの冷却効果について検討を開始しました。
 ここでもまたモデルは地球の平均温度が、大規模な火山の爆発のあとで、わずかながら低下することを説明できたのです。
 温度の低下は普通は約○・五度から一度程度となっています。

 最も詳しい検討は、一九八二年の三月末と八月始めに爆発したメキシコのエルチチョン火山について行われました。
 エルチチョンの爆発は特に大規模だったわけではありませんが、異常なほど多くの火山物質を成層圏に吹き上げ、科学者たちは人工衛星や地上のレーザー観測技術を使って、ちりのベールの動きを追跡することができたのです。
 科孛者たちはまたちりのサンプルを採集するとともに、爆発から数週問のうちに全地球上に広がった雲の下面の温度変化をも観測することもできたのです。
 研究は今なお続いています。
 核の冬に関する予測はもちろん、そのいずれの場合よりも、はるかに深刻なものになっています。

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 にもかかわらず以上の例は、惑星の大気中に吹き上げられたちりや煙の影響を正確にモデル化できることを示しているといえるのです。
 私たちは将来、核の冬の推移についてもっと精巧なコンピューター・モデルがつくられて、まだ未解決の問題の一部が解決されるのを期待することができるのです。
 核の冬の計算が含む不確実性については、第五章であらためて取上げたいと思います。


エルチチョンの火山灰に埋もれたピチュカルコ(メキシ=南東部)の町
日射量が20%も減少した(共同提供)

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