スベンスマルク著「気候変動における太陽の役割」の翻訳翻訳：井上雅夫
目 次
著者について
要 約<オススメ
1 はじめに
2 太陽の時間変化
太陽活動
宇宙線の太陽変調
再構築された太陽放射照度
3 太陽活動と地球の気候との相関関係
4 太陽活動と気候との関連の定量化
5 太陽活動と気候を結びつける可能性のあるメカニズム
総太陽放射照度と温度
UV変化と温度
宇宙線、雲、気候<オススメ
地球の電気回路の変化
6 将来の太陽活動
7 考 察
太陽活動の影響
太陽UVメカニズム
宇宙線雲メカニズム
電場メカニズム
8 結 論
9 付録：簡単な海洋モデルの計算
参考文献
訳注
（訳注1）放射強制力、気候モデル、IPCC、気候変動枠組条約、中国<イチオシ
著者について
ヘンリク・スベンスマルク＜Henrik Svensmark＞（1958年生まれ）は、デンマークのリンビーにある国立宇宙研究所（DTU Space）の天体物理学および大気物理学部門の物理学者であり主任研究員です。1987年に、デンマーク工科大学で博士号を取得し、カリフォルニア大学バークレー校、北欧理論物理学研究所、およびニールス・ボーア研究所の3つの組織で物理学の博士号を取得しました。 ヘンリク・スベンスマルクは現在、DTU Spaceの太陽気候研究グループを率いています。
謝辞
この原稿に有益なコメントを提供してくれたLars Oxfeldt Mortensen、Nir Shaviv、Jacob Svensmark、および2人の査読者に感謝します。
要 約
過去20年間で、気候に対する太陽の影響の理解は順調に進んでいます。特に、多くの科学的研究は、太陽活動の変化が完新世の全期間（約10,000年）にわたって気候に影響を与えたことを示しています。よく知られている例は、中世の温暖期（西暦1000年頃）に高い太陽活動があり、その後、現在は小氷期（1300-1850年）と呼ばれる寒い時期には太陽活動は低レベルであったことです。重要な科学的課題は、気候に対する太陽の影響を定量化することであり、11年間の太陽周期にわたって、地球のシステムに入るエネルギーは1.0-1.5 W/m2のオーダーであることがわかっています。これは、太陽放射照度だけから予想されるものよりもほぼ1桁大きいです。
太陽と気候の関連を説明するために、3つの主要な理論が提唱されています：
・太陽の紫外線の変化
・雲量に対する大気電場の影響
・太陽変調された銀河宇宙線（星間空間から始まり、私たちの大気で終わるエネルギー粒子）によって生成された雲の変化。
可能性のあるメカニズムを理解するために多大な努力が払われており、現時点では、地球の雲量の宇宙線変調は、太陽の影響の大きさを説明する上でかなり有望であるように思われます。この理論は、太陽活動が完新世の気候に重大な影響を及ぼしたことを示唆しています。この理解は、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の公式コンセンサス（1750年から2011年までの太陽放射強制力の変化は約0.05 W/m2であると推定され、これは約2.3 W/m2と推定されている温室効果ガスの効果と比較して完全に無視できる（訳注1））とは対照的です。しかし、大気太陽増幅メカニズム＜an atmospheric solar-amplification mechanism＞の存在は、二酸化炭素に対する推定気候感度に影響を及ぼし、推定気候感度は現在考えられているよりもはるかに低いことを示唆しています。
要するに、太陽活動が気候に与える影響は、公式のコンセンサスが示唆するよりもはるかに大きいのです。 したがって、これは科学界が取り組む必要のある重要な科学的問題です。
1 はじめに
太陽は、大気と海洋のダイナミクス、そして最終的には地球上の生命に関与するほぼすべてのエネルギーを提供します。しかし、私たちの地球の気候で観測された変化に関しては、太陽の役割は一律に合意されてはいません。それにもかかわらず、気候科学では、太陽活動の影響は総太陽放射照度（TSI）のわずかな変動に限定され、気候への影響はわずかであるという公式のコンセンサスが形成されています。気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の第I作業部会が典型的な例です。その報告書は、1750年から2011年までの太陽活動による気候への放射強制力を約0.05 W/m2と推定しています。この値は、放射強制力が約2.3 W/m2と推定される人為起源温室効果ガスの変化と比較して完全に無視できます1（訳注1）。
この報告書の目的は、太陽活動が気候に与える影響に関連する研究のレビューを提供することです。上記のコンセンサスに反して、太陽が完新世の期間にわたって気候に大きな影響を及ぼし、太陽活動が低い期間と高い期間の間で1-2K程度温度が変化したという豊富な経験的証拠があります。変動はコンセンサスと矛盾しており、太陽活動と地球の気候との間の現実的で確かな関係を告げています。問題は、太陽と気候のつながりの原因となるメカニズムは何かということです。わかりやすい結果は、11年間の太陽周期にわたる海洋に入るエネルギー（対応するTSIの変動（～0.2 W/m2）よりもほぼ1桁大きい（～1-1.5 W/m2））によって与えられます。太陽活動は、TSI以外のメカニズムによって、TSIの変動に比べて何らかの形で増幅されています。
これらの変化には他にも考えられる要因があります。太陽活動はTSI以外のコンポーネントにも現れます。いくつか例を挙げると、これらには、その磁場の大きな相対的変化、太陽風（磁場を運ぶ荷電粒子の流れ）の強さ、地球の大気中の宇宙線イオン化の変調、および紫外線（UV）放射の量が含まれます。これらはすべて「太陽活動」と呼ばれるものの一部であり、気候にも影響を与えることが示唆されています。特に、観測された気候の変化を説明することができ、理論、実験、観測によって裏付けられているメカニズムが特定されていることが示されます。
この報告書は、地球の気候に対する太陽の影響に関連するすべての公開された論文を網羅的に表すことを意図したものではなく、太陽活動と気候との関連に関する現在の知識を明確に示すことを目的としています。太陽が気候に与える影響の包括的なレビューは以前に発表されましたが2、それから8年経っています。それ以来、太陽活動と気候を結びつけるメカニズムについて重要な進歩が見られました。技術資料はこの報告書に含まれませんが、興味のある読者がさらに情報を見つけることができるように、この分野の文献を参照しています。
2 太陽の時間変化
太陽活動
太陽の科学的研究からの教訓の1つは、太陽が非常に動的であり、数秒から数千年までのタイムスケールで変化を示すことです。太陽活動は、太陽の差動回転と太陽プラズマの対流によって生成される磁場によって引き起こされます。太陽赤道は極よりも速く回転します。赤道の周期は約25日ですが、極では約38日です。この違いにより、磁気双極子場が巻き上げられます。磁力線の反発力と密度の低さにより、磁力線はついには太陽の表面（光球）を貫き、「黒点」と呼ばれるもの生じます。これらの領域は、磁場が対流を阻害し、周囲の領域よりも低温であるため、暗く見えます。黒点に加えて、「白斑」と呼ばれる明るい領域があります。これは、周囲の光球よりもわずかに高温である、太陽の表面上の粒状構造です（図1参照）。黒点の基本的な変動は約11年の活動周期であり、これは太陽磁気双極子場の準周期的な逆転から生じます。太陽周期ごとに、黒点の数は「太陽極大期」として知られるピークまで増加します。次に、数年間の高活動の後、太陽は「太陽極小期」として知られる期間、低活動を示します。
図1：太陽活動が活発な時期の太陽黒点（赤黒点）よりも高温の白斑（白斑）の見栄えを良くするために、色が変更されています。黒点に関連する暗い領域は温度が低くなる傾向がありますが、明るい領域は温度が増加する傾向があり、太陽フラックスは地球に到達します。出典：NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio.
より長いタイムスケール（数十年から数千年）では、11年の太陽黒点周期を調整する太陽活動の不規則な変動があります。図2に示すように、たとえば、中世と20世紀の後半には、11年周期のピークが著しく強かったのに対し、マウンダー極小期（1645-1715）とダルトン極小期（1645-1715）には低いか、ほとんど見られませんでした。ここでの活動の記録は、望遠鏡を使用した黒点の観測に基づいています。この記録は1610年にガリレオ・ガリレイによって開始され、それ以来、多くの観測者によって観測が行われ、400年以上の継続的な記録が得られています。
もちろん、この記録には、観測装置の変更や黒点の数え方の変更による観測の偏りが含まれており、特に記録の初期部分では不確実性につながっています。図2は、この問題を示しています。黒点群数の3つの再構成が示されています。2つの再構成（ピンクとグレーの曲線）は、20世紀の終わりに向けて太陽活動が経年的に増加するという考えを支持していることがわかります3 5 6。しかし、3番目の再構成（青い曲線）は、18世紀と19世紀に大幅かつ体系的に高くなることにより、他の2つから逸脱しています4。この不一致は解決されていませんが、これから見ていくように、宇宙線起源核種の変化の記録は、20世紀の終わりまで磁気太陽活動を増加させるという考えを支持しています。図2：黒点群の記録の3つの再構成黒点群数は、黒点群の数です。黒点群は、個々の黒点に分解する必要がないため、これまで観察が容易でした。11年の準期間は、より長いタイムスケールで調整されていることに注意してください。3つの再構築のうち2つは、マウンダー極小期以降の太陽活動の経年的な増加を示しています。出典：Hoyt and Schatten, covering 1610-1995,3 Svalgaard and Schatten, covering 1610-2015,4 and Usoskin et al., 1749-1995.5
宇宙線の太陽変調
太陽活動は、宇宙線（銀河宇宙線とも呼ばれる）を変調します。これらは、星間物質（太陽系外）を起源とする非常にエネルギーの高い粒子です。宇宙線は超新星（激しい爆発で寿命を終える星）からの衝撃波面によって加速されるとき、エネルギーを得ます。宇宙線が太陽系に入ると、太陽圏、太陽風によって運ばれる太陽の磁場によって支配される空間の領域を透過しなければなりません。ここで、宇宙線粒子は磁気変動によって散乱されます。これは、宇宙線粒子の大部分から太陽圏の内部を遮蔽するプロセスです。
宇宙線は主に陽子（90％）とアルファ粒子（9％）で構成され、より重い構成要素もわずかにあります。それらのエネルギーは、数百万電子ボルト（eV）から1020eVの範囲で、粒子のエネルギーが増加するにつれて、より少なくなります。宇宙線は、一次宇宙線スペクトルの低エネルギー部分の変動を検出できる地上の中性子モニターを介して記録できます。大気の最上部で検出できる最低エネルギーは、地磁気の緯度に依存し、地磁気極の近くのステーションでの0.01 GeV（1 GeV = 109 eV）から地磁気赤道の近くの約15GeVの範囲です。
宇宙線の体系的な観測機器による監視は、1950年以降に中性子モニターを使用して開始されました。図3は、1951年から2006年までの正規化された宇宙線の変動と、同じ期間の黒点の変動を示しています7。宇宙線の強度は、太陽黒点周期と反比例の関係を示します。これは、惑星間物質内の太陽風の磁気構造によって引き起こされます。これは、太陽活動が活発な期間に宇宙線に対してより大きな遮蔽効果をもたらします。図3：機器で観測した期間（1951-2018）の宇宙線と黒点の変動出典：Cosmic rays per McCracken and Beer,8 sunspots per Climax neutron monitor,7 extended after 2006 by the author using data from the Oulo monitor.
中性子モニターが利用可能になる前の時期の宇宙線の変動に関する情報を入手することも可能です。エネルギーのある宇宙線が大気の原子と衝突すると、新しい元素が生成されます。これらの元素は「宇宙線起源核種」と呼ばれます。例としては、ベリリウム10、炭素14、塩素36があります。宇宙線束が高い場合、宇宙線起源核種の生成も高くなり、宇宙線束が低い場合はその逆になります。したがって、宇宙線起源核種の量の変動は、宇宙線束の変動に関する情報を提供します。たとえば、ベリリウム10（10Be）は、宇宙線によって地球の大気圏の高い場所で生成されます。その後、10Be原子は小さなエアロゾル（空中に浮かぶ分子クラスター）に付着する可能性があり、雪片に組み込まれることもあります。これらが解けない場所、たとえばグリーンランドの氷床に落ちた場合は、氷床コアを取り、年代測定された氷の各層の10Be原子の含有量を測定することにより、10Be生成の記録を作成し、それによって過去の宇宙線束の間接的な測定が得られます。
図4：10Beで再構成した1391年以降の宇宙線変動長い時間スケールで宇宙線は着実に減少し、この期間に、宇宙線の変調に関与する太陽磁気活動が増加したことを示しています。出典：Cosmic rays: McCracken and Beer; 8 sunspot group record, Hoyt et al.3 6
図4は、そのような記録を示しています：1391年まで遡る宇宙線の再構成；1951年以降は観測機器による記録が使用されています8。この図は、1610年以降の黒点群数も示しています。重なり合う期間の太陽活動と宇宙線の間には明確な逆相関があることに注意してください。ただし、微妙な違いがあります。たとえば、マウンダー極小期（1645-1715）には黒点がほとんどありませんでしたが、マウンダー極小期の終わり（1690-1715）には、残りの期間と比較して宇宙線束が最も高くなっています。
宇宙線起源核種は、最大10,000年前まで宇宙線の変動を再構築するために使用でき、そのような間接的な再構築は、宇宙線または太陽活動の「プロキシ」と呼ばれます。より長いタイムスケールでは、地球の磁場の変化を補正する必要があるかもしれません8。
再構築された太陽放射照度
総太陽放射照度（TSI）は、地球の大気の最上部で太陽から到達する統合された放射エネルギーを表し、地球が受け取るほぼすべてのエネルギーを表します。したがって、それは地球の気候における重要なパラメータです。1978年以来、TSIの直接観測は地球周回衛星から得られてきました。ただし、これらは古くなり、時々交換する必要があるため、連続した時系列を提供するには、それぞれの記録を相互調整する必要がありま 9。データのギャップと機器の劣化により、必要な正確なキャリブレーションは広く合意されてはいません9-11。
重要な問題は、11年周期を超えてTSIデータに傾向があるかどうかに関するものです。これは、長いタイムスケールでのTSI変化の推定、ひいては気候に影響を与える可能性があります。衛星データは、TSIが太陽周期全体で0.05-0.07％程度変動することを示していま9-11。大気の最上部では、この変動は約1365 W/m2の太陽定数のうち約1 W/m2になります。地球の表面では、形状とアルベドを考慮すると、わずか0.2 W/m2です。
より長いタイムスケールでは、多くの太陽プロキシを使用して、衛星周期を超えてTSIを再構築することに関心がありました。通常、TSIは、太陽の3つの異なる領域（明るい白斑、暗い黒点、および「静穏太陽」として知られる他の領域）からの放射輝度の合計として表されます。白斑と黒点の過去の観測は、最初の2つの成分の推定を促進する可能性がありますが、静穏太陽の過去の活動を推定する方法がないため、一定レベルの放射照度を想定するのが一般的です。大多数の再構築では、全体的な経年太陽放射出力にわずかな変化しか見られません。マウンダー極小期以降、TSIは約1 W/m2増加したと考えられています。これは、地球の表面で0.18 W/m2に相当します。これは気候に影響を与えるには小さすぎます12 13。
対照的に、いくつかのTSI再構成は、マウンダー極小期（0.4％、または約6 W/m2）以降のはるかに大きなTSI増加を示唆しています14 15。これらの再構成は、静穏太陽放射照度が時間とともに大幅に変化したという仮説に基づいています。静穏領域からの放射照度は、宇宙線を変調する太陽磁場によってパラメータ化され、TSIに大きな変動が生じる可能性があると想定されています。しかし、静穏太陽からの放射照度の大きな変動の提案は厳しく疑問視されています16 17。たとえば、20世紀にわたるTSI変動のテストは、1914年から1996年の期間をカバーする太陽円盤のCaK分光ヘリオグラムを使用して実行されました。ヘリオグラムは、期間中の磁気ネットワークの変動がほとんどないことを示しました。これは、大きなTSI変動と一致しない観測です18 19。
太陽活動が今後数十年にわたって減少し続ける場合、TSIの変動をよりよく制限することが可能かもしれません。
3 太陽活動と地球上の気候との相関関係
多くの経験的研究は、数十年あるいはそれ以上のタイムスケールで、気候と太陽活動のプロキシ測定値との間に明確な相関関係があることを示しています。1970年代に、John Eddyは、前の千年紀にわたる太陽活動とヨーロッパの気候との相関関係に気づきました20 。たとえば、小氷期（1300-1850年）は、太陽が特に不活発なときに起こった寒い時期でした。一方、中世の温暖期（1000-1200年）は、太陽が活動的なときに発生しました。
図5aは、過去1000年間の温度変化の最近の再構築を示しています。いくつかの気温記録が（1961年から1990年の平均気温と）比較されています：図5：過去1千年にわたる温度と宇宙線の変動(b)のグラフは逆の目盛りであることに注意してください；高い宇宙線束は低温に関連しています。出典は本文を参照してください。
・北半球の気温の2つのマルチ・プロキシ再構築21 22（訳注2）
・掘削孔温度に基づく地球の気温再構築23
・過去150年間の計器による記録24
図5bは、以下に基づく宇宙線の再構成を示しています：
・年輪の14C計測1
・以下の10Be濃度
－南極大陸の複数の氷床コア25
－グリーンランドの氷床コア26
図5の(a)と(b)は、温度の変化と宇宙線の変化（太陽活動によって引き起こされる）の間に顕著な相関関係があることを示しています。実際に、(b)の温度曲線に明示されたすべての太陽活動極小期（訳注：オールド極小期～ドルトン極小期）を見ることができます。宇宙線プロットの軸が反転しているため、高い宇宙線束は低温に対応し、低い宇宙線束は高温に対応することに注意してください。
太陽と気候のつながりが世界的に見られることを示す一つの方法は、世界的な掘削孔データに基づいて温度の再構築を調べることです（図5a、灰色の曲線）。地面への熱の拡散が遅いため、掘削孔の深さで測定された温度プロファイルには、過去の表面温度に関する情報が含まれています23。これらのデータから、中世の温暖期の最高気温は1960-1990年の基準レベルと同じかわずかに低く、小氷期の最低気温はそれより約1K低いことがわかります。
宇宙線の変化と気候の密接な相関関係は、過去1000年だけにとどまらず、数千年の記録にも見られます。図6は、6200年前から9600年前までの期間をカバーする記録を示しています：図6：温度プロキシと太陽活動プロキシの間の顕著な相関関係オマーンの洞窟の石筍のδ18Oに基づく温度、モンスーンの降雨を反映している。Δ14Cに基づく太陽活動。出典：Neff et al. 27
・オマーンの洞窟からの石筍の18Oレベルの変化、熱帯循環とモンスーン降雨量の変動のプロキシ
・宇宙線起源14Cの変化、太陽活動のプロキシ27。
2つの系列の相関は顕著です。オマーンと中国の洞窟からの他の石筍の研究は、アジアのモンスーンが完新世の全期間にわたる太陽活動と相関していることを示しました28-30。
太陽活動が気候に与える影響は社会にも影響を与えることも認識されるべきです。この例は、中国の洞窟に由来するモンスーンの1810年-の記録に見ることができます。これは太陽活動の14C記録と密接に関連しており31、モンスーンが弱かった時期（小氷期の期間と唐、元、明の最後の数十年間の期間）が大衆の不安によって特徴づけられていることを示しています。対照的に、モンスーンが強かったとき、食糧生産と人口は増加しました。南米のマヤ文明の崩壊は、太陽活動の変化に起因する干ばつによって引き起こされたと考えられています32 33。ヨーロッパでは、中世の温暖期と小氷期も人口に深刻な影響を及ぼしました34 35。
北大西洋の完新世の気候の関する別の印象的な結果は、いわゆる「氷運搬破片＜ice rafted debris＞」を通して記録された、太陽活動と気候を比較したBond et al.36からのものです。氷が北大西洋上を移動すると、氷は解け、（氷に含まれていた）小さな破片が底に沈みます。海底から掘削されたコアは、時間の関数としてそのような粒子の数の測定値を与えることができ、これらの測定値は、流氷とそれによる気候の変化を反映しています。図7は、過去12,000年間の氷運搬破片の変化と、宇宙線の太陽変調の変化のプロキシである宇宙線起源14Cの変化を示しています。ここでも、密接な相関関係が見られます。
他の多くの研究は、太陽活動と気候の間の密接な相関関係に関する上記の発見を支持しています。したがって、完新世（最近の約10,000年）の太陽活動が気候に重大な影響を及ぼしたことはほぼ確実です。図7：北大西洋気候の変動（紀元前10000年から西暦2000年）（訳注3）63-から150-mmのサイズ範囲のリシックグレイン＜lithic grains＞の%で表される氷運搬破片。年輪からの14C。Bond et al.36を修正して使用。
最後に、太陽活動と気候の間の相関関係が観察されたのは完新世の期間だけではありません。最終氷期最盛期（20,000年前）まで時間枠を延長すると、別の明確な相関関係が明らかになります37。したがって、相関関係がすべてのタイムスケールに存在すると推論するのには十分な理由があります。
4 太陽活動と気候の関係を定量化する
これまでのところ、長い時間スケール（数世紀から数千年）にわたって太陽活動と気候の間に強い相関関係があることが示されています。ただし、これは、効果がどのように発生するか、またはその大きさについては何も述べていません。幸いなことに、11年間の太陽周期にわたって海洋に投入されるエネルギーを推定することにより、太陽変動の影響を定量化することが可能です。このエネルギーにより、水中に小さな温度変化が生じ、水が膨張します。したがって、海面の潮位計の記録は、太陽変動の記録を私たちに与えることができます38。
図8：海面と太陽活動潮位計データからの海面。短いタイムスケールでは、海面の変化率は（熱膨張による）海洋の熱量の変化を反映します。したがって、太陽周期全体で海洋の熱量に大きな変化があると結論付けることができます。この熱量測定は、太陽放射強制力を定量化するために使用できます38。
図8は、1920年から2000年の期間における海面の変化率と太陽放射照度の再構築を示しています。2つの曲線の間には密接な相関関係が見られ、エネルギーが11年の太陽周期とほぼ同相で海洋に流入することを示唆しています。観測された海洋の膨張は、太陽周期にわたって海洋に入る約1.5 W/m2のピーク強制力に対応します。
この結果を裏付ける他の独立したデータセットがあります39：
・海洋熱量測定
・海面水温測定
・衛星で観測された海面の変動。
これらのデータセットを図9に示します。11年のサイクルにわたって、それらに伴う太陽の強制力も1.0-1.5 W/m2のオーダーです。この強制力は、太陽周期全体の太陽放射照度の変化によって説明される可能性がありますが、図9からわかるように、TSIの変化は約0.2 W/m2であり、観測を説明するにはほぼ1桁小さすぎます。したがって、増幅メカニズムが動作している必要があります38。増幅の必要性の簡単な導出は、付録に記載されています。図9：太陽周期にわたって海洋に入るエネルギーの推定値TSIは、観測された強制力を説明するためには、ほぼ1桁小さい値です。出典：ΔhSat from Howard et al. 39, clouds from Svensmark (1998)40. Figure adapted from Shaviv (2008)38.
したがって、太陽は太陽周期に大きな影響を与えると結論付けます。実際、日射量の変化だけで予想されるよりも約5-7倍大きくなっています。
5 太陽活動と気候を結びつける可能性のあるメカニズム
太陽－気候リンクの大きさを説明する多くの提案がありました。ここでは、これらの中で最も重要なものに焦点を当てます。
総太陽放射照度と温度
最も簡単な説明は、TSI（総太陽放射照度）の変動が気候変動を説明するのに十分な大きさであるかどうかです。ただし、前のセクションで示したように、TSIの変化は小さすぎて、太陽周期で地球のシステムに入るエネルギーを説明できません。
もちろん、より長いタイムスケールでは、TSIの変動がさらに大きくなる可能性があります。1 W/m2のマウンダー極小期以降の強制力の変化は、表面形状とアルベドを調整すると、地球の温度の変化は0.1Kのオーダーである必要があります2。この期間の実際の温度変化の最良の推定値は掘削孔測定値23からのものです（図5参照）。これらは、1 Kのオーダーの変化を示唆しています。この提案は、グリーンランドの気温の再構築によっても裏付けられています（図示せず）41。ただし、TSIの大きな変動（～0.4％）が想定される場合、温度の変化は4 W/m2 = 0.7 Kになります。ただし、セクション2.3で説明したように、このような大きなTSIの変動はありそうにありません。
太陽周期にわたって観測された1.0-1.5 W/m2の強制力に戻ると（セクション4参照）、太陽活動を増幅する間接的なメカニズムが存在するに違いないことは明らかです。
UVの変化と温度
太陽周期全体でのTSIの変動は小さいですが（0.1％程度）、UVスペクトルには大きな相対変動が存在する可能性があります。たとえば、
・120-121 nmの波長範囲では、変化は約40%
・250-300 nmの波長範囲では、変化は約1%
・600-700 nmの波長範囲では、変化は約0.1%です42。
この変動する紫外線エネルギーは成層圏で吸収され、成層圏を加熱し、これが大気循環の変化につながる可能性があり、その後、対流圏を通って地表に伝播する可能性があることが示唆されています43。しかし、全球循環モデルは、表面温度への正味の影響は実際にはTSIの変化による影響よりも小さいことを示唆しており44 45、対流圏の応答は多くの場合重要ではないように見えます46。したがって、このメカニズムだけで、太陽周期にわたって海洋に入る1 W/m2の変化を示す観測を説明できる可能性は低いです（セクション4参照）。
宇宙線、雲、気候
もう一つの可能性のあるメカニズムには、宇宙線の太陽変調と、これが雲量に与える影響が含まれます40 50-52。雲は地球のエネルギー収支に大きな影響を与えるため（雲の正味の効果は地球を約20-30 W/m2冷却することです）、雲の体系的な変化は地球のエネルギー収支、ひいては気候に大きな影響を及ぼします。
1996年に、地球の大気に入射する銀河宇宙線の強度が、全球雲量の変動と密接に相関していることが発表されました。このつながりが、太陽活動の変動と気候との間に観察された相関関係の原因である可能性があることが示唆されました。図10は、衛星によって測定された宇宙線と低層雲の相関関係を示しています。11年間の雲量変動に関連するエネルギー収支の変化は1.1±0.3 W/m2推定されており53、これはTSI変動に対応する変化より1桁大きいです。
宇宙線と雲の間の提案されたリンクが現実である場合、地球の大気中の宇宙線によるイオン化と雲の形成をリンクする微視的物理メカニズムがなければなりません。提唱されたアイデアはエアロゾルの形成に関連しています3。エアロゾルの大部分は微量ガスから大気中で直接形成されます。50-100 nmのサイズに達するまで、継続的なガス凝縮と衝突によって成長し、このサイズのエアロゾルは「雲凝縮核＜Cloud Condensation Nuclei＞」（CCN）と呼ばれます。CCNサイズのエアロゾルは雲の形成に重要です。なぜなら、地球の大気中に雲の液滴を形成するために、水蒸気は凝縮する表面を必要とするからです。適切な表面はCCNによって提供されます。図10：低高度の雲量と地球に到達する宇宙線束との相関関係47固有のキャリブレーションの問題があるため、複数年にわたる雲の測定は困難です。この図で使用されているデータは、1994年にある問題のためにすでに再調整されていますが48、このデータセットの継続的な難しさは、長期的な傾向がもはや信頼できないことを示唆しています49。
図11：北太平洋の低層雲
図11は、北太平洋の衛星写真で、雲が少ないシーンを示しています。白い縞模様は船の航跡であり、エンジンからの排気ガスによって引き起こされ、空中にCCNが追加されます。この追加されたCCNは雲の微視的物理を変化させ、その結果、雲の液滴数密度が増加し（雲が白くなり）、より多くの太陽光が反射して宇宙に戻ります。これらの船の軌道は宇宙線によって引き起こされたものではありませんが、画像は、CCNの体系的な変化が地球のエネルギー収支にとって重要であることを示しています。
宇宙線がCCNの数にどのように影響するかを説明するには、メカニズムが必要です。これは図12に要約されています。最初に、太陽の変動は、太陽の磁場を運ぶ太陽風の変化として現れます。次に、太陽風は宇宙線束を変調します。宇宙線束は、大気のイオン化（正イオンと負イオンの生成）の原因となります。これらの荷電粒子は、大気中の微量ガスからの新しい小さなエアロゾルの形成と安定化を助けます。最も重要な微量ガスの1つは硫酸であり、これは光化学によって大気中で自然に生成されます。図12：太陽活動の変動を気候変動にリンクする物理メカニズム要約すると、リンクは次のとおりです：（a）より活発な太陽、（b）より強い太陽風、（c）より少ない宇宙線、（d）より少ない大気イオン化、（e）より少ない核形成とより遅い成長、（f）より少ないCCN 、（g）より少ない液滴の雲、（h）より低い反射力、（i）より少ない太陽光の反射、より暖かい地球。
2006年に、宇宙線が小さなエアロゾル（1-2 nm）の初期形成（「核形成」）を助けることが実験的に示され、イオン化を増加させることにより、核形成エアロゾルの数密度も増加することがわかりました54。これらの結果は、後にジュネーブのCERNでのCLOUDコラボレーション実験によって確認されました55。
しばらくの間、小さなエアロゾル（サイズが約3 nm）の増加は、自動的にCCN（50-100 nm）の数の増加につながると考えられていました。しかし、「最先端の」エアロゾル・シミュレーションからの数値結果は、これが当てはまらないことを示唆しました56。エアロゾル核形成の大きな変化（1-2 nm）でさえ、CCNの数の増加をもたらさないように見えました。この否定的な結果の説明は、追加のエアロゾルが利用可能なガスの「競争」の増加につながり、CCNサイズに達する前に、成長が遅くなり、小さなエアロゾルが大きなエアロゾルに組み込まれる可能性が高くなるというものでした。
これらの数値結果は、その後実験的にテストされています57。最初に、実験では、イオンが存在しない場合に大気中で何が起こるかをシミュレートしました。図13aは、分子クラスターが、どうして直径50nmを超えるかなりの数のCCNを提供するのに十分に成長できないのかを示しています。
これは、既存の理論が予測していることです。しかし、宇宙線の影響をシミュレートするために、チャンバー内の空気が電離放射線にさらされると（図13b）、クラスターは、水滴が形成されて雲を作るのに役立つサイズまではるかに速く成長します。この結果は、数値モデリングの結果と矛盾しており、イオンメカニズムの重要な部分が理論から欠落していることを示しています。図13：CCNへのエアロゾル成長の実験的テスト
（a）イオン化なし；（b）イオン化あり。Svensmark (2012)57を修正して使用
このように、イオンがエアロゾルのCCNサイズへの成長を助けるという証拠がありますが、どのようにですか？ 答えはごく最近、理論的および実験的に発見されました。答えは、エアロゾルの成長へのこれまで無視されてきた、イオンの質量からの貢献を含めることです。イオンは大気中で比較的不足していますが、イオンとエアロゾルの間の電磁相互作用は、不足を補い、イオンとエアロゾルの間の融合をはるかに可能にすることができます。イオン化レベルが低い場合でも、エアロゾルの成長率の約5％はイオンによるものです。近くに超新星が発生した場合、イオン化ははるかに大きくなる可能性があり、イオン効果が成長率の50％以上の原因となる可能性があります。これは、雲と地球の温度に大きな影響を及ぼします58。
これらの結果は、観察によっても裏付けられています。まれに、「コロナ質量放出」として知られる太陽の「爆発」により、プラズマ雲が地球を通過し、宇宙線束が突然減少し、1、2週間続きます。このようなイベントは「フォーブッシュ減少」と呼ばれ、宇宙線と雲の間のリンクをテストするのに理想的です。最強のフォーブッシュ減少を見つけ、3つの独立した雲衛星データセットとエアロゾル用の1つのデータセットを使用すると、フォーブッシュ減少に対する雲とエアロゾルの明確な応答が見られます。図14は、宇宙線の最小値付近の日に雲で観測されたさまざまな信号（青い曲線）とともに、5つの最も強いフォーブッシュ減少（赤い曲線）の合計を示しています。2つの曲線の最小値の位置の違いは、エアロゾルが雲凝縮核に成長するのにかかる時間によるものです。これらの結果は、太陽活動から宇宙線、エアロゾル（CCN）、雲に至るまでの連鎖全体が地球の大気中で活動していることを示唆しています59 60。さらに、それらは、宇宙線－雲リンクが太陽周期にわたって観測された強制力の約1 W/m2の大きさを説明できることを示しています。
図14：フォーブッシュ減少前後の雲パラメータの変化1990年から2005年までの5つの最も強いイベントを平均した日平均の変化59。データは、宇宙線束の減少が雲の特性の変化につながることを示しています。
*オングストローム指数は、大気中のエアロゾルの密度を測定します。
地球の電気回路の変化
太陽と気候のつながりを説明するために、他のアイデアが提案されています。1つのアイデアは、電離層と地球の表面との間の電位差によって引き起こされる地球の電場と関係があります。この電位差は雷雨によって維持され、電位差を放電する大気イオンの好天時の流れをもたらします。大気中のイオンは主に宇宙線によって生成されますが、電気回路は太陽風の変化にも反応します。電流の変化は、たとえば雲粒の凝固点に影響を与えることによって、雲の微視的物理に影響を与えるということが提案されています61。しかし、雲の特性に対する電場の影響を裏付けるいくつかの観察結果があります。HarrisonとAmbaum62は、英国のある場所での大気の電位の変化を研究し、観測結果を下降する長波放射と拡散短波フラックスと相互相関させました。彼らのデータは相互相関の2分の時間遅延を示しており、これが雲の特性に影響を与える電場の証拠であることを示唆しています。
6 将来の太陽活動
太陽活動の変化を予測することは、私たちの現在の能力を超えています。次の太陽周期の大きさを予測することさえ非常に不確実です。一例として、太陽周期24の太陽黒点の最大数（11年周期の現在の場合）について105の予測が行われました。予測は統計的または物理的なダイナモ・モデルに基づいており、予測のコレクションは正規分布に近い形式で、平均と分散は106±31でした63。しかし、このイベントで、サイクル24の観測された最大値は小さく、ほぼ82でした。この失敗は、太陽活動を予測しようとしている人々が直面している問題の典型です。
太陽周期24の間に最大82の年平均太陽黒点があり、太陽活動は1世紀の中で今が最低です。対照的に、1950年から1995年の期間は、おそらく1000年で最も高い太陽活動を示しました。黒点と宇宙線起源核種の両方が太陽活動が非常に変動する可能性があることを示しているので、これは決して驚きではありません。興味深い問題は、将来の太陽活動がどれほど低くなるかということです。太陽活動がマウンダー極小期のように壮大な最小値に向かって移動している、あるいは、おそらくダルトン極小期のようなそれほど深刻ではないという提案がすでにあります（図2参照）。極小期は決して珍しいことではありません。それらは完新世の間に7-9回発生した可能性があります（例えば、図7参照）。したがって、太陽が現在新しい極小期に移行しているのか、それとも太陽活動が少ない期間に移行しているのかを検討し、地球の気候への影響について考えるのは興味深いことです。もちろん、これは太陽活動を気候に結びつける実際の物理メカニズムに依存します。
太陽活動の将来の影響を予測することを目的とした多くのモデリング結果がありました。小さなTSI変動が想定される場合、予測される影響はもちろん小さく、重要ではありません46。TSIが0.25％低下すると仮定すると、モデルの結果は、2100年の予測気温はわずか0.2-0.3 Kの低下を示しています65 66。しかし、単純なエネルギーバランス計算に基づく少なくとも1つの予測は、気温がさらに大幅に1 K低下し、新しい小氷期につながることを示唆しています。この計算は0.5 %というTSIの大きな変化67に基づいています（セクション2のTSIの変動の説明参照）。
IPCCの人為起源温室効果ガス排出シナリオに対して、可能性のある小氷期の影響も研究されています。
7 考察
太陽活動と気候との密接な相関関係を示す多くの研究に基づいて、太陽活動は気候変動にとって重要であると言っても過言ではありません（セクション3参照）。特に、完新世（過去1万年）を調べた多くの研究は、図6と図7に示すように、太陽変動と気候の間の顕著な一致を示しています。したがって、今日の主な科学的問題は、気候に対する太陽の影響を定量化して理解することです。
世紀から数千年の時間スケールで観測された気候変動は、大気中の二酸化炭素レベルに反映されていないことに注意する必要があります：氷床コアのデータによると、これらは比較的一定しています68。したがって、二酸化炭素濃度の変動がこれらのタイムスケールでの気候変動に影響を及ぼした可能性は低いです。
太陽活動の影響
TSIのわずかな変化（0.1％程度）のみを含む気候モデルは、気候変動への太陽の寄与が小さく、人為起源温室効果ガス、エアロゾル、および火山が最近および将来の気候変動の主な原因であることを示唆しています。Michael Mannらによるものなど、過去1千年間の気温の再構築22 69や、同じ期間について実行された気候モデルは、小氷期の痕跡をほとんどまたはまったく示さないため（図5参照）、当然のことながら小さな太陽TSI強制力と一貫性があります。しかし、中世の温暖期と小氷期の間の小さな変化（0.1-0.2 K）での気温の再構築は、他の多くの気候の再構築と一致していません23 34 41 70-76。たとえば、掘削孔を使用した温度の再構築は、地表で発生する温度変化の直接的な物理的記録であるため、利用可能な最も堅牢な古気候指標です。Huangらの研究は、すべての大陸（南極大陸を除く）の何百もの掘削孔に基づいており、中世の温暖期と小氷期の間の温度差が1.0-1.5 Kであることを示す強力な証拠を示しています（図5参照）23。さらに、マンの温度再構成22 69は著しく疑問視されています77-81（訳注2）。完新世にわたって繰り返し見られるように、太陽活動が高い期間と低い期間の間の1.0-1.5 Kのオーダーの温度変化（図7参照）は、これら（訳注：Mannらの再構築と気候モデル）の研究で示唆された限られた変化よりもはるかに可能性が高いようです。
これは、長いタイムスケールでより大きなTSI変動があること、および/または大気中で動作している間接的な太陽メカニズムがあることを示唆しています。TSIの変動のコンセンサス値は約0.1％と小さいようであり、もしこれが真であれば、TSIの変動は観測された気候変動を説明できません16。対照的に、気候変動にとって重要となる、0.4％程度のはるかに大きな変動を示唆するTSI再構築があります14 15。セクション2で説明したように、このような大きな変化があるかもしれないと考える根拠は、静かな太陽からの放射照度が時間とともに大幅に変化する可能性です。ただし、これは現在、観察による裏付けのない仮説です。将来の観察により、TSIの変動が制限されることが期待されます。
太陽活動は過去の気候に大きな影響を与えてきたので、20世紀の太陽活動の増加が観測された温度上昇にも影響を与えたに違いないと考えるのはあまり議論の余地がないはずです。太陽が20世紀の気温上昇に大きな影響を与えた場合、気候感度は低い側にある必要があります。ZiskinaとShaviv82は、単純なモデルを使用して、人為起源（温室効果ガスとエアロゾル）と太陽の寄与を含む、観測された温度へ適合させることにより、20世紀にわたる関連する強制力を推定しました。その結果、20世紀の太陽強制力は0.8±0.4 W/m2、気候感度は0.25±0.09 K /（Wm-2）になります。これらの数値は、1750年から2011年までの太陽活動による気候へのIPCC推定放射強制力の約0.05 W/m2および0.9±0.3K /（Wm-2）の気候感度と比較されるべきです1。したがって、太陽の役割が大きくなると、将来の気候変動への影響が大きくなります。そのような結果は、気候への太陽の影響についてのさらなる研究を正当化するはずです。
TSIが衛星によって測定された現代（1978年以降）では、状況はより制限されており、太陽周期全体で0.1％の変化があるという確実な観測証拠が得られています。太陽周期で海洋に入るエネルギーは、TSIの0.1％の変化よりも5-7倍大きいことがわかります38。これは、2つのことを意味します：
・海洋に入るエネルギーへの太陽の寄与は、TSIだけの場合よりもほぼ1桁大きい38 83
・太陽活動を増幅できるメカニズムが必要です（セクション4参照）。
いくつかの増幅メカニズムが提案されています。
太陽UVメカニズム
1つのメカニズムは、太陽スペクトルのUV部分の変化に基づいています。太陽極大期の間、UVスペクトルのエネルギーは太陽極小期の間よりも数パーセント高くなる可能性があります。UVの増加は成層圏で吸収され、成層圏は暖かくなります。これにより、成層圏の動的循環が変化し、エネルギーが対流圏に輸送され、そこで表面温度に影響を与える可能性があります43。 UVメカニズムは、広範な数値モデリングによってテストされており44 45、対流圏への影響は弱すぎて、太陽周期全体で観測された地球の放射収支の変化を説明できないことがわかっています。UVメカニズムは、物理学が理解されているという意味で、太陽の増幅を説明するために提唱された最も成熟した理論です。
宇宙線雲メカニズム
もう一つの可能性のあるメカニズムは、宇宙線の太陽変調による地球の雲量の変化です50-52。1996年の衛星観測では、太陽周期にわたる宇宙線の変化に合わせて、地球の雲量が約2％変化したことが示されました。このような変動は、約1 W/m2の放射強制力の変化に対応します。これは、海洋に入るエネルギーの観測された変化と一致します（図9参照）。基本的な考え方は、大気中の宇宙線イオン化が、雲滴とそれによる雲の形成に必要なCCNへの小さなエアロゾルの形成54 55と成長にとって重要であるということです58。CCNの数密度を変更すると、雲の微視的物理が変化し、それによって放射特性と雲の寿命の両方が変化します（図12参照）。
現在、宇宙線－雲リンクをサポートする理論的、実験的、観測的証拠がありますが57 58、11年のタイムスケールでの雲の変化の衛星観測は、固有のキャリブレーションの問題のために完全に信頼できるわけではありません。しかし、理論を支持して、太陽活動から宇宙線イオン化、エアロゾル、雲へのリンク全体が、1週間のタイムスケールでのフォーブッシュ減少に関連して観察されました59 60。より強いフォーブッシュ減少に応じた宇宙線の変動は、11年間の太陽周期で見られる変動と同様のサイズであり、雲量の変化は約2％になります60。
雲の変動は、気候システムの最も困難で不確実な特徴の一つであるため、宇宙線とその雲への影響により、この領域の重要な新しい理解が追加されます。小さなエアロゾルの核形成に対するイオン化の影響を大きな数値モデル56 84 85に含める試みがなされてきましたが、重要な物理的プロセスが欠落しています58。
上記のすべての観測には不確実性がありますが、それらはまとめて一貫した画像を提供し、地球の雲量に対するイオン化の影響を示しています。これは、気候と地球の温度に強く影響する可能性があります。それにもかかわらず、気候への宇宙線のリンクの考えは疑問視されています86-89。それでも議論を引き起こす可能性があります。しかし、観察と実験からより多くのデータが得られるにつれて、リンクの根拠はますます強くなるばかりです。たとえば、宇宙線－気候リンクが現実のものである場合、太陽活動とは関係のないものも含め、宇宙線束の変動は気候の変化にもつながります。地質学的なタイムスケールにわたって、宇宙線束の大きな変動は、太陽系の周りの銀河環境の変化から生じます。これらの長いタイムスケールでの宇宙線束4と気候5の再構築の比較は、理論が予測するように、過去5億年にわたって、宇宙線束が高かった期間6に氷河期が発生したことを示しています90-93。銀河面に出入りする太陽系の動きでさえ、気候記録で観察することができます94 95。
電界メカニズム
地球の気候に対する電気回路の影響も、気候の可能性のある推進力として示唆されています。地球規模の大気電気回路とその雲物理学との相互作用（したがって宇宙線効果）は気候科学の興味深い分野ですが、その重要性を評価するには、観測と実験が必要です61 96 97。
8 結 論
過去20年間で、地球の気候における太陽の役割を理解する上で多くの進歩が見られました。特に、過去10,000年間の太陽活動が低い状態と高い状態の間の頻繁な変化は、経験的な気候記録にはっきりと見られます。これらの気候変動の中で最もよく知られているのは、中世の温暖期（950-1250年）と小氷期（1300-1850年）で、それぞれ太陽活動の高い状態と低い状態に関連しています。2つの期間の間の温度変化は1.0-1.5 Kのオーダーです。これは、太陽活動が気候に大きな影響を与えたことを示しています。上記の記述は、20世紀の太陽の強制力をわずか0.05 W/m2と推定しているIPCCとは正反対です。IPCCの推定は気候効果を得るには小さすぎます。したがって、IPCCの推定には中世の温暖期と小氷期の気候の違いについて説明がないという難問が残されています。IPCCの結果は、総太陽放射照度を極めてわずかな変化に限定することによって得られたものです。
太陽活動が気候に影響を与えることができる他のメカニズムがあります。一つのメカニズムは、太陽の紫外線放射の変化に基づいています。しかし、結論としては、紫外線の変化の影響は弱すぎて、太陽周期で海洋に入るエネルギーを説明できないようです。対照的に、雲量に影響を与える宇宙線イオン化による太陽活動の増幅は、観測された変化を説明する可能性があります。このメカニズムは現在、理論、実験、および観察によってサポートされています。フォーブッシュ減少に関連した宇宙線束の突然の変化により、太陽活動からイオン化の変化、エアロゾル、そして雲の変化まで、理論の連鎖に沿った各段階の変化を見ることができます。
さらに、宇宙線が放射収支に与える影響は、TSIの変化よりも1桁大きいことがわかります。宇宙線と気候の関係に対する追加のサポートは、数百万年、さらには数十億年のタイムスケールで見られる注目に値する合意です。その間、宇宙線束は太陽系の恒星環境の変化によって支配されます。言い換えれば、それは太陽活動から独立しています。これは、宇宙線と雲を含む微視的物理メカニズムが地球の大気中で機能しているという結論につながり、このメカニズムは、太陽活動に関連して観測された気候変動の重要な部分を説明する可能性を秘めています。
未解決の問題は、総太陽放射照度の経年変化がどれほど大きいかということです。現在の推定値は0.1％から0.5％の外れ値推定値の範囲です；後者は気候変動にとって重要でしょう。一方、TSIの変動が小さいということは、TSIが気候変動の原因ではないことを意味するでしょう。おそらく、将来の観測により、TSIの変動をより適切に制限できるようになるでしょう。
気候科学は一般的に、現在、高度に政治化されており、多くの特別な関心が関わっています。したがって、気候における太陽の役割に関する上記の結論が強く論争されていることは驚くべきことではありません。中心的な問題は、太陽が完新世に大きな影響を与えた場合、20世紀の温暖化にも大きな影響を与えたはずであり、その結果、二酸化炭素に対する気候感度が低くなるということです。観測された太陽活動の低下は、近年観測された温暖化の減速の原因でもあります。
言うまでもなく、太陽活動と気候を結びつける物理メカニズムについてのさらなる研究が必要です。太陽の影響の問題が解決されたふりをするのは無意味です。自然起源または人為起源の変化に対する気候感度を決定する際の唯一の最大の不確実性は雲の影響であり、気候に対する太陽の影響の研究はこの分野の理解に大きく貢献します。そのような努力は、これが真に重要な科学的問題であることを認め、その調査に十分な研究資金を割り当てることによってのみ可能です。
9 付録：簡単な海洋モデルの計算
次の簡単な計算は、TSIの変動が小さすぎて、11年周期で観測された海水温の変動を説明できない理由を示しています。より包括的な処理については、Shaviv（2008）38を参照してください。
地球の大気の上部の太陽定数は、次のように測定されています：
このエネルギーは、地球の表面全体に分散する必要があります
ここで、α ≈ 0.3は、氷、雲、陸、および海洋からの地球平均アルベドです。太陽周期にわたって、太陽からの放射照度は、1.4 W/m2に相当する約0.1％変化します。上記と同じ変数を使用すると、表面での変化は次のようになります：
これはピークからピークへの変化です。太陽周期全体の振幅は次のようになります
これは太陽放射照度の変化による太陽周期にわたって平均して海に入るエネルギーの変化です。ここで、単純なモデル83を使用して、11年間の周期的な太陽放射照度信号によって引き起こされる予想温度変化ΔTを推定します：
ここで、ΔTは温度の変化、Kは深海と大気へのエネルギー損失の散逸タイムスケールです。Hは海洋の混合層の平均深さ、Cpは一定圧力での水の熱容量、最後にρは水の密度です（図15参照）。混合層では水が十分に混合されていると仮定します。したがって、温度は単一の数値ΔTで表すことができます。
上記の式をFourier変換によって解くと、次の式が得られます（ΔT=ΔTωexp（iω）を挿入します）：図15：海洋の混合層の概略図
ΔSは、海洋に入るエネルギーの変動です。Hは混合層の高さで、ここでは50mに設定されています。
上記の式は、放射照度の太陽周期変動に対する温度応答の振幅も示しており、位相シフトθは、散逸スケールKおよびωに次の様に関連しています
したがって、位相シフトを観察すると、散逸スケールKが得られます。関連する定数は次のとおり：
これらの値を式（6）に挿入すると次の振幅が得られます
太陽信号と温度応答の間の位相シフトは約30°になります。
しかし、観測によれば、太陽周期中の温度変化の振幅は0.05-0.08 Kの範囲にあります（図16参照）。
以上のように、観測された太陽信号は、太陽放射照度のみの変化の約5-7倍です。したがって、基本的な問題は、太陽信号を何が増幅するのかということです。図16：温度とTSIの相関関係上図：40年間にわたる温度変化の観測。太陽信号の振幅が0.05-0.08 Kのオーダーであることに注意してください。下図：TSIの再構築。ここで、左側の軸は大気の上部での変化であり、右側は海面でのエネルギーです。振幅が0.1 W/m2のオーダーであることに注意してください。図はWhite et al83を修正して使用。
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訳注
（訳注1）「（IPCCの報告書では）、1750年から2011年までの太陽活動による気候への放射強制力を約0.05 W/m2と推定しています。この値は、放射強制力が約2.3 W/m2と推定される人為起源温室効果ガスの変化と比較して完全に無視できます。」
放射強制力とは、地球を加熱する力（マイナスの場合は地球を冷却する力）で、単位のW/m2を見ればわかるとおり、地球表面を1平方メートル当り何W（ワット）で加熱するかです。IPCC（気候変動に関する政府間パネル）とそれを支持する気候学者は、気候モデルというソフトとスーパーコンピュータを使って膨大な計算をして21世紀末の気温を予測しています。でも、高気圧や低気圧、夏や冬などその時々その場所ごとの気象は平均化され、結局は、地球表面を1平方メートル当り何Wで加熱すると、世界平均気温は何℃上がるのかという中学理科並みの計算なのです。
地球の気温や生物の活動はすべて太陽からの膨大なエネルギーに頼っています。ところが、IPCCによれば太陽活動の放射強制力は約0.05 W/m2（1平方メートル当りわずか約0.05W）という極めて小さな値です。何故でしょうか？ IPCCは工業化前（西暦1750年）と現在の差のみを考えているからです。1750年の太陽と比較して、2011年の太陽は約0.05 W/m2だけ追加的に加熱しているということで、これは人為起源温室効果ガスの大きな放射強制力と比較すれば無視できることになります。
IPCCによる人為起源温室効果ガスの放射強制力は2.3 W/m2、つまり、1750年の自然起源の温室効果ガスだけの地球と比較して、2011年は人為起源温室効果ガスが2.3 W/m2だけ追加的に加熱していることになります。今後、人為起源温室効果ガスがさらに増えれば、1平方メートル当りを加熱するW数がさらに大きくなり、気候モデルが21世紀末の極めて大きな気温上昇を予測します。
IPCCは1990年の第1次報告書（下図参照）で人為起源地球温暖化を確信するとともに枠組条約の必要性を主張し、そのわずか2年後の1992年に気候変動枠組条約（前文に人為起源温暖化、その悪影響、先進国の削減の必要性、途上国の開発との調整を記載）を締結させ、その後の報告書でそれを正当化し続けました。それに影響を受けた政治運動により、先進国は人為起源温室効果ガスの排出をゼロに減らすことを約束させられ、一方、途上国（中国を含む）は開発のための人為起源温室効果ガスの排出を容認されています。
2021年4月の気候変動サミットでの中国の約束は「26-30年の石炭消費量を21-25年の水準から段階的に削減する方針」、つまり、21－25年まで増やして、それから段階的に減らすという極めて有利な約束です。そして、次の図のように、途上国と見なされている中国がダントツの世界最大の人為起源温室効果ガス排出国（参考：中国だけCO2削減すれば良いだけとわかる）なのです。中国は気候変動枠組条約に後から加入したので中国が意図したわけではありませんが、欧米の気候学者たちが国連を動かしIPCCを設立させ、IPCCが各国に気候変動枠組条約を締結させ、政治家や人々を煽り、その結果として、中国が世界覇権をとるために最適な「環境」をつくり出してしまったのです。
これに対して、スベンスマルク氏らは、太陽活動の放射強制力はもっと大きいと考えており、それを気候モデルに組み込めば、その分、人為起源温室効果ガスの放射強制力を現在の値より小さい値に設定し直さなければならないことになります。そうなれば、先進国が人為起源温室効果ガスの排出をゼロに減らさなくても、気候モデルは21世紀末のさほど上昇しない気温を予測するかもしれません。しかし、これは気候変動枠組条約の前文で締約国が憂慮し、認め、確認したことに反することなので、IPCCは絶対にやりません。人為起源地球温暖化とは気候変動枠組条約の前文を「公理」とした学問なのです。
以上のようにIPCCの報告書は気候変動枠組条約の前文に記載された人為起源地球温暖化とその悪影響を正当化するための報告書ですが、日本にとって幸運なことに、IPCC第4～6次報告書の著者の一人である杉山大志氏が次の動画で、IPCCに造反して真実を語ってくれています。杉山氏のデータに基づいた説明は説得力があると思います。
「地球温暖化のファクトフルネス」
①観測データの統計、「災害の激甚化」はフェイク
②温暖化対策の費用対効果、CO2削減は割に合わない！
③世界の社会統計、世界は住みよくなっている、温暖化による破局の兆しなどない
④温暖化予測、不確かで悪影響は誇張されている
⑤グリーン成長？ CO2ゼロは経済を破綻させる
⑥グリーン・バブル、何が起きているのか、いつどのように崩壊するのか
（訳注2）図5aの茶色の曲線だけ小氷期に気温低下が見られません。これは参考文献22からでデータです。この文献の筆頭著者はME Mann氏で、IPCC第3次報告書で有名になったホッケースティック曲線（次の図）を作成したマイケル・E・マン氏であると考えられます。
図5aの茶色の曲線はこのホッケースティック曲線（名前の由来はホッケーの競技で使われるスティックに形が似ているから）とほぼ同じです。この曲線は、自然起源の温度低下（小氷期）がなく、20世紀に入ると急激に温暖化したことを示しており、人為起源温暖化説を唱えるIPCCにとって極めて都合のよいものなので第3次報告書に採用されたのだと思います。しかし、このホッケースティック曲線（小氷期なし）は、図5aの他の曲線（小氷期あり）とは全く違っており、また、「ホッケーストック曲線にまつわる問題点」が指摘されています。
（訳注3）図7には誤記があるように思います。この図は年輪からの14C（茶色）と流氷（紺色）のグラフです。左側の縦軸の説明は「海洋堆積（%）＜Ocean stacked (%)＞」、つまり流氷のプロキシ、右側の縦軸の説明は「流氷（千分率）＜Drift ice (per mil)＞」です。これでは左右の説明が同じものになってしまいます。「樹木年輪中14Cと太陽活動と宇宙線」という論文の14～15頁には「14C…は，宇宙線強度が大きい時期ほど生成量が増加し，その結果，樹木…に高い濃度で蓄積される。したがって，樹木年輪中の14C濃度…は，過去の宇宙線強度を記録していると考えられる。」と記載され、17頁の図6では縦軸の説明が「Δ14C（‰ ）」です。なので、図７の右側の縦軸の説明は「Δ14C（千分率）」が正しいのではないかと思います。また、図７の下の説明には「…リシックグレインの%で表される氷運搬破片」と「%」が記載されているので、左側の縦軸の説明は「海洋堆積（%）」でよいと思います。結局、図７は宇宙線（茶色）が多いと流氷（紺色）が多い（温度が低い）ことを示していることになります。
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