温室効果ガスの増加による地球温暖化のしくみと、観測される二酸化炭素濃度の経年増加・季節変化（北半球の陸上植物の光合成）・地域差の理由を、観測データから判断できる
読み込み中…
右端（太枠）がこの技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
大気中の二酸化炭素などの温室効果ガスが増えると、なぜ地球の気温が上がるのか（地球温暖化）を説明できるようになります。また、観測される二酸化炭素濃度のグラフや表から、毎年少しずつ増える傾向（経年増加）、1 年の中で上下する季節変化、観測地点による季節変化の大きさの違いを読み取り、その理由を判断できるようになります。共通テスト形式の「観測データを読んで正しい文を選ぶ」問題で使います。
前提の技能で学んだように、地表は太陽放射を吸収して温まり、赤外線（地球放射）を出します。大気中の二酸化炭素や水蒸気などの温室効果ガスはこの赤外線を吸収し、その一部を地表に向けて再放射するので、地表は温室効果ガスがないときより暖かく保たれています。温室効果ガスが増えると、大気が吸収して地表へ戻す赤外線が増えるので、宇宙へ出ていく熱が減り、地表付近の気温が上がる方向にエネルギーのつり合いがずれます。これが地球温暖化のしくみです。二酸化炭素濃度は、化石燃料（石炭・石油・天然ガス）の大量消費や森林の伐採によって 18 世紀後半の産業革命以降増え続けており、観測では毎年およそ 2 ppm（近年は 1 年あたり 2〜2.5 ppm 程度）ずつ上がっています（ppm は 100 万分の 1 を表す単位）。
一方、観測された濃度は一直線に増えるのではなく、1 年周期で上下しながら増えています。これは陸上植物の光合成と呼吸（および枯れた植物の分解）のつり合いが季節で変わるためです。北半球の中・高緯度では、春から夏にかけて植物が葉を茂らせて光合成が盛んになり、吸収する二酸化炭素が放出する量を上回るので濃度が下がり、夏の終わりごろ（8〜9 月ごろ）に最も低くなります。秋から冬は光合成が弱まり、呼吸や分解による放出が上回るので濃度が上がり続け、春（4〜5 月ごろ）に最も高くなります。
季節変化の幅には地域差があります。陸地と森林は北半球に多いので、北半球、特に広い森林のある中・高緯度ほど季節変化の幅が大きくなります。陸地が少なく海が広い南半球や、植物のほとんどない南極では、季節変化の幅はとても小さくなります。また、二酸化炭素を大量に出す地域も北半球に多いので、北半球の観測地点の濃度は南半球よりやや高めになります。ただし二酸化炭素は大気の動きで地球全体に運ばれるので、経年増加の傾向は南極を含むどの地点でも同じように見られます。
データを長い期間（数年）で見て、同じ月どうしを比べ、毎年増えている傾向（経年増加）があるかを確かめる。増え方が 1 年あたり 2〜2.5 ppm 程度なら、近年の観測とよく合う。経年増加の原因は、化石燃料の消費や森林の伐採による人間活動の排出と結びつける
1 年の中で濃度が最も高い月と最も低い月を読み取る。北半球では、春（4〜5 月ごろ）に最高、夏の終わり（8〜9 月ごろ）に最低になる
季節変化の理由を、陸上植物の光合成（二酸化炭素を吸収）と呼吸・分解（二酸化炭素を放出）のどちらが上回るかで説明する。春〜夏は光合成が上回って減少、秋〜冬は呼吸・分解が上回って増加
観測地点を比べるときは、近くの陸上植物の量で季節変化の幅を判断する。陸と森林の多い北半球の中・高緯度ほど幅が大きく、南半球や南極では幅が小さい
選択肢の文を一つずつ、読み取った事実と上の理由に照らして正誤を判定する。原因の説明（「冬は燃料消費が増えるから」など）が正しいかどうかにも注意する
次の表は、北半球の中緯度にある観測地点で測定した、大気中の二酸化炭素濃度（月平均値、単位 ppm）である。
| 年 | 1 月 | 2 月 | 3 月 | 4 月 | 5 月 | 6 月 | 7 月 | 8 月 | 9 月 | 10 月 | 11 月 | 12 月 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 年目 | 418.0 | 418.8 | 419.6 | 420.9 | 421.3 | 419.0 | 415.2 | 411.8 | 410.9 | 412.3 | 414.8 | 416.9 |
| 2 年目 | 420.4 | 421.2 | 422.0 | 423.3 | 423.7 | 421.4 | 417.6 | 414.2 | 413.3 | 414.7 | 417.2 | 419.3 |
この表から読み取れることや、その理由について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 1 年の中で濃度が最も低くなるのは冬（12 月〜2 月）であり、これは冬に暖房などで化石燃料の消費が増えるためである。
イ 5 月から 9 月にかけて濃度が下がるのは、この時期に北半球の陸上植物の光合成が盛んになり、二酸化炭素が吸収されるためである。
ウ 同じ月どうしで比べると、2 年目の濃度は 1 年目より低くなっており、二酸化炭素濃度は減少傾向にある。
エ 南極の観測地点で同じ測定を行うと、1 年の中での濃度の変化の幅は、この地点より大きくなると考えられる。
手順 1（経年増加）: 同じ月どうしを比べると、1 月は 、5 月は 、9 月は など、どの月も 2 年目のほうが ppm 高い。濃度は増加傾向にあるので、ウは誤り。なお、1 年で約 2.4 ppm の増加は、説明で述べた「毎年およそ 2 ppm（近年は 2〜2.5 ppm 程度）」の範囲に入っており、矛盾しない。
手順 2（最高・最低の月）: 12 か月すべてを見ると、どちらの年も 5 月が最も高く（1 年目 421.3、2 年目 423.7）、9 月が最も低い（1 年目 410.9、2 年目 413.3）。冬の 12 月〜2 月は 416.9〜421.2 で、9 月よりずっと高い。
手順 3（季節変化の理由）: 5 月から 9 月にかけて濃度が下がるのは、北半球の陸上植物の光合成が盛んになり、吸収する二酸化炭素が呼吸・分解で放出される量を上回るためである。よってイは正しい。アは、表から最低になるのは冬ではなく 9 月なので誤り。また、冬に濃度が上がっていく主な理由は、光合成が弱まり呼吸・分解による放出が上回ることである。
手順 4（地域差）: 南極は陸上植物がほとんどなく、周りは海なので、光合成・呼吸による季節変化の幅はこの地点（1 年目で ppm）よりずっと小さい。よってエは誤り。
手順 5: 以上より、正しいのはイである。
答え: イ
季節変化の原因を化石燃料の消費量の増減（「冬は暖房で排出が増えるから濃度が高い」）としてしまう誤り。正しくは、季節変化の主な原因は陸上植物の光合成と呼吸・分解のつり合いの変化で、北半球では光合成が盛んな春〜夏に減り、8〜9 月ごろに最低になる。
濃度が最も高い時期を冬の真ん中（1 月ごろ）や真夏としてしまう誤り。正しくは、秋から冬にかけて呼吸・分解による放出が光合成による吸収を上回り続けるので濃度は春まで上がり続け、光合成が盛んになる直前の 4〜5 月ごろに最高になる。
南半球や南極でも北半球と同じくらい（またはそれ以上）季節変化するとしてしまう誤り。正しくは、陸地と森林が北半球に多いので季節変化の幅は北半球の中・高緯度で大きく、南半球や南極では小さい。ただし経年増加（毎年およそ 2 ppm、近年は 2〜2.5 ppm 程度の増加）は南極でも同じように見られる。
温室効果ガスが太陽放射（可視光線）をさえぎって温暖化が起こるとしてしまう誤り。正しくは、温室効果ガスは地表が出す赤外線を吸収し、その一部を地表へ再放射するので、宇宙へ出ていく熱が減って地表付近の気温が上がる。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。