Radiation and Climate Change during the Instrumental Observation Period
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Date
2025
Publication Type
Journal Article
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Abstract
For investigating climate changes, the use of meteorologically observed data was delayed. The reason for this delay was partly due to the belief that observational records were of too short duration, and the ranges of the change too small to detect climate changes. During the last half a century, meteorological records started to be used, especially for temperature and precipitation. The use of radiation was further delayed, owing to the belief that radiation is a stable component, lacking in temporal changes. Radiation, like other climatic elements, has measurable variations, whose ranges are sufficiently large to play a role in climate changes. The present article reviews the way in which shortwave (solar) global radiation was integrated into the research of climate changes. The developing process toward a realistic radiation balance of the atmosphere and the earth’s surface was presented. The earlier faulty belief that the atmosphere absorbs only about 17% of the primary radiation from the space, giving unnaturally large solar radiation to the earth’s surface has been systematically explained and the way to remedy this error is presented. Further, the solar global radiation was found to change in a decadal time scale as much as 8 Wm⁻². The first Global Brightening was experienced in early middle 20ᵗʰ century, followed by the Global Dimming of the thirty years from 1960 to 1990, which was followed by a steep recovery to present. Aerosol was found as the main cause for the variation in solar radiation. These changes significantly affected other earth’s surface processes, such as temperature and glacier mass balance. These discoveries were accomplished by the direct observation of radiation at the earth’s surface.
気候変動の研究に関して気象観測データが使用されるのは遅れた。おもな理由は気候変動の幅は小さく探知するには観測期間が短すぎるという思いであった。20世紀後半になってやっと計測された気温と降水が多く使用されるようになった。放射の測定値が使われるようになるのはさらに遅れる。放射は安定した量であり，あまり変化しないという信念とも言うべき考えが強かったからである。実際には放射はかなり変動する現象であり，観測機器はそれを探知する精度をもっていたのである。本論文はまず太陽放射が気候変動研究の対象として取り上げられて発展してきた過程を追う。はじめに，平均的な放射収支が正確に理解されてゆく発展から述べる。放射収支の把握はそれほど不正確なものであった。その一例は太陽放射の大気内での吸収率はきわめて小さく，透過度は大きい。太陽から地球に到達する太陽放射は僅か17％しか吸収されない，したがって地表での太陽放射は比較的大きい，というものであった。こうした誤解がどのような過程を通して補正されてきたかを述べる。さらに，地表での太陽放射束は一旬年ほどに8 Wm−2ほども変動することがわかってきた。最初のGlobal Brighteningと言われる太陽放射上昇期が20世紀前半の中頃に現れ，続いて1960年から1990年の30年間にはGlobal Dimmingと言われる減少期があったことが明らかにされた。その後現在まで第二の太陽放射上昇期と呼ばれるかなり急峻な増加期に入っている。原因は大気中のエアロゾールによるところが大きく，気温や氷河の消長など地表現象に大きな影響を及ぼしている。これら基本的現象の発見は地表での長年の精度の高い観測によるところが大きい。
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134 (4)
Pages / Article No.
401 - 410
Publisher
Tokyo Geographical Society
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Subject
energy balance; radiation; climate change; BSRN; WRR