温室効果ガスとは？

温室効果ガス（おんしつこうかガス、GHG）とは、大気圏にあって、地表から放射された赤外線の一部を吸収することにより温室効果をもたらす気体の総称である。対流圏オゾン、二酸化炭素、メタンなどが該当する。近年、大気中の濃度を増しているものもあり、地球温暖化の主な原因とされている。京都議定書における排出量削減対象となっていて、環境省において年間排出量などが把握されている物質としては、二酸化炭素(CO2)､メタン(CH4)､亜酸化窒素(N2O)（＝一酸化二窒素）､ハイドロフルオロカーボン類(HFCs)､パーフルオロカーボン類(PFCs)､六フッ化硫黄(SF6)の6種類がある。最新のIPCC第4次評価報告書では、人為的に排出されている温室効果ガスの中では二酸化炭素の影響量が最も大きいと見積もられている。従って、その場合に温暖化防止に向けての適切な対応が電力消費を抑えることであるのは明白なのである。これに対する懐疑論も見られるが、多くは反論されている。水蒸気も温室効果を有するものの、蒸発と降雨を通じて、熱を宇宙空間へ向かって輸送する働きも同時に有する。全体的には上記のような物質が気候変動の引き金となり、水蒸気はその効果を増幅するとされる。この水蒸気の働きの一部だけを捉えて温暖化に対する懐疑論を主張する者もいる。

温室効果ガスの概要

温室効果ガスは、主に二酸化炭素、メタン、ハロカーボンなどのことである。これら温室効果ガスは、太陽から流入する可視光の日射エネルギーを透過させて地表面を暖め、地表から放射される波長の長い赤外線を吸収しやすい性質を有している（温室効果）。そのため温室効果ガスが増加すると、地球に入る太陽放射エネルギーと地球から出る地球放射エネルギーとのバランスが崩れ、バランスが取れるようになるまで気温が上昇し、地球温暖化が進むと考えられている。実際、温室効果ガスは現在の地球を平均約14°Cの「温室」状態に保っており、それが存在しなければ地球の温度は現在よりも約30°C低くなり、高等な生物が存在することが不可能になると考えられている。温室効果ガスごとに地球温暖化への影響力は異なり、放射強制力で表される。二酸化炭素やメタンは環境中での寿命が長く影響力も大きいとされる一方、水蒸気のように相反する効果を併せ持つものもある。水蒸気とオゾンを除いたほぼすべての温室効果ガスは、炭素原子を含む物質であり、温室効果ガスの濃度を考える上で、地球上での炭素循環のシステムを理解することが重要とされる。また複数の温室効果ガスを合算して取り扱う際は、二酸化炭素または炭素の量に換算する場合が多い。

温室効果ガスの排出と大気中の濃度

化石燃料の燃焼、セメント製造時の石灰石（およびドロマイト等）の焼成プロセス、土地利用の変化などによって、毎年約73億トン（2004年、炭素換算ベース。2000年、オークリッジ国立研究所による二酸化炭素換算の推計では230億トン。）の二酸化炭素が人為的に地球の大気中に排出されている。炭素循環全体を見ると、毎年約2,100億トンの二酸化炭素が自然界から排出され、約2,138億トンの二酸化炭素が自然界に吸収されている。この差分が人為的な排出の吸収分で、人為的な排出量のおよそ半分（35億トン）程度の二酸化炭素が、毎年大気中に増えていると考えられている。大気中の濃度は、1750年の産業革命が始まってから、二酸化炭素は31%、メタンは149%分増加（2001年、WDCGGによる）している。これは、氷床コアから得られた信頼できるデータが得られている過去65万年の間のどの時期よりも高い。二酸化炭素がこれよりも高い値を示すのは、間接的なデータであるが4千万年前までさかのぼるとされている。二酸化炭素濃度を最も長期にわたって実際に計測しているのは、マウナ・ロアの観測からであり、1958年に始まった。マウナ・ロアのデータでは年間平均値は315ppmから単調的に増加し（キーリングのカーブ）、2003年には濃度は376ppmに達しているが、南極でもほぼ同様の変化を見せている。火山など自然要因の増加も考えられるが、IPCC第4次評価報告書ではその影響量は人為的なものに比べて少ないとされている。これに対して異論を唱える者もいるが、学術的に広く認められてはいない。

日本の排出量

日本における温室効果ガスの排出量は、2007年度は前年度よりも2.3%増加して過去最高を記録し、二酸化炭素に換算して13億7400万トンになっている。これは京都議定書の基準年(1990年)に対して8.7%の増加となっており、2008年 - 2012年の平均値として約束した-6%を達成するには現状よりも最低9.3%の削減が必要になっている。世界の排出量に対しては約5%を占めている。また一人あたりの排出量では2005年時点で4位である。