Mechanistic Ecological Feedbacks in DICE 2023: Physical Divergence and Welfare Sensitivity
本研究は、メカニズムに基づいた永久凍土融解のフィードバックをDICE 2023モデルに組み込むことで予測される世界気温が大幅に上昇する一方で、標準的な被害関数および割引慣行の下では結果として生じる厚生損失は無視できる程度であること、そして、このモデルにおける生態学的フィードバックに対する不感性は、物理的な気候ダイナミクスそのものではなく、その被害および割引パラメータにおける構造的な仮定に起因していることを示している。
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気候変動の物語は、しばしば人類の産業と自然界との間の戦いとして語られますが、その表面下では、より深く複雑な物語が展開しています。それは地球そのものに関わる問題であり、地球は私たちが熱を加えている間、単に受動的に座っているわけではありません。むしろ、地球には独自の内部システムが存在し、温暖化に対して、さらなる温室効果ガスを放出することで反応し、問題が自らを増幅させるサイクルを作り出すことができます。科学者たちは、これらの自己強化的なループを「フィードバック」と呼んでいます。最も懸念される例の一つは、数千年にわたって膨大な量の古代の炭素を閉じ込めてきた凍土（永久凍土）の融解です。気温が上昇すると、この地面が溶け、閉じ込められていた炭素が再び大気中に放出されます。これがさらなる温暖化を引き起こし、それがさらに地面を溶かすという連鎖が生じるのです。将来に備えるため、経済学者や気候科学者は、これらの物理的な変化が世界経済にどのように影響するかを予測しようとする高度なコンピュータモデルを使用しています。これらのモデルは、明日起こりうる災厄を避けるために、今日どれだけの費用を排出削減に投じるべきかを政策立案者が決定するための主要なツールとなっています。しかし、もしモデルが地球の自然システムがどのように反応するかを正確に捉えられていない場合、そのモデルが与える経済的な助言は、危険なほど間違ったものになる可能性があります。
バーモント大学とジョージ・メイソン大学の研究チームは、DICE 2023として知られる、最も広く使用されているモデルの一つに限界を試みることにしました。このモデルは、排出を削減するコストと、気温上昇によって引き起こされる被害とのバランスを取りながら、世界経済が気候変動に対処するための最も効率的な経路を見つけ出すように設計されています。研究者たちは、このモデルが地球の炭素循環の扱いにおいて単純すぎるのではないかと疑いました。標準的なバージョンでは、モデルは地球の炭素吸収能力を、温暖化に対して滑らかに反応する単一の均質なプロセスとして扱っています。研究者たちは、この簡略化された見方を、大気、植物、土壌、海洋という実際の物理的な構成要素へと分解した、より詳細でメカニズムに基づいた表現に置き換えました。また、凍土がゆっくりと進行する融解や、凍った地面が崩壊する際に起こり得る突然かつ壊滅的な炭素放出をシミュレートするための特定のルールも追加しました。これらの、より現実的なバージョンのモデルを実行することで、彼らは、温暖化する地球の物理的な現実が、モデルが導き出す経済的な結論を変化させるかどうかを確認しようとしたのです。
研究者がシミュレーションを実行した際、新しいモデルにおける物理的な世界は、標準的なバージョンとは大きく異なる挙動を示しました。詳細な炭素循環と永久凍土のダイナミクスを含むモデルは、元のモデルが予測したものよりも地球が著しく高温になることを示しました。標準的なモデルは、世界の気温がピークに達した後、2300年までに低下し始めると示唆していましたが、永久凍土を含む新しいモデルでは、気温は高止まりし、数世紀後も産業革命前と比較して摂氏2度近く高い状態が続くことを示しました。これは、人間による産業活動からの排出が減少した後も、融解する永久凍土が炭素を大気中に送り込み続けたためです。地球は本質的に反撃しており、人間の政策では容易に止めることのできない方法で、蓄えられた熱を放出し続けていたのです。研究者たちは、この余剰の温暖化が主に、持続的な熱のエンジンとして機能する融解する永久凍土によって引き起こされている一方で、高い炭素レベルによって植物がより速く成長するといった他の自然プロセスは、システムを冷却しようとはするものの、融解を止めるほど強力ではないことを明らかにしました。
これらの劇的な物理的差異にもかかわらず、経済的な結果は驚くほど静かなものでした。研究者が総経済厚生（今後400年間の人類の幸福の総和）を計算したところ、新しい、より高温のシナリオは、標準的なモデルと比較して、ごくわずかな減少しか示しませんでした。その差は極めて小さく、無視できるほどの、数パーセントにも満たないものでした。この結果は、追加の熱が経済にとってそれほど重要ではないことを示唆しているようで、物理的な現実を考えると直感に反するように感じられました。研究者たちは、問題は物理学にあるのではなく、モデルに組み込まれた経済的なルールにあることに気づきました。標準的なモデルは、熱がどれだけのダメージを与えるかを計算するために特定の公式を使用しており、この公式は、予測される温暖化の量に対して比較的低いコストを示すように調整されています。研究者がこの公式を、より最近の高水準な気候ダメージの推定に基づくものに置き換えると、経済的な景色は瞬時に変わりました。突如として、厚生の損失ははるかに大きくなり、物理的なフィードバックの影響が明確になったのです。
この研究は、気候変動の物理的な現実と、それを管理するために使用される経済的ツールとの間の決定的な乖離を明らかにしています。研究者たちは、モデルが余剰の熱に対して鈍感である理由は、熱が無害だからではなく、その熱を評価する数学的なルールが寛容すぎたためであることを発見しました。標準的なモデルは、最悪の影響を実質的に「平滑化」しており、融解する永久凍土による追加の温暖化を、軽微な経済的変動のように見せてしまいます。しかし、研究者がより深刻な経済的影響を反映したダメージ推定値を使用したところ、追加の温暖化は、地球自身のフィードバックループによって、主要な経済的脅威となりました。このことは、これらのモデルに依存している現在の政策提言が、事態の緊急性を過小評価している可能性があることを示唆しています。物理的なティッピング・ポイント（臨界点）は現実であり危険ですが、現在の経済モデルは、それらを可視化する必要がある意思決定者にとって、それらが見えないように設計されているのです。
また、この研究結果は、これらのリスクのタイミングについても浮き彫りにしています。融解する永久凍土による余剰の熱は、ゆっくりと進む脅威です。それは私たちが今日放出する排出によって引き起こされますが、その最悪の経済的影響は数世紀後に感じられる可能性があります。経済モデルは遠い未来の価値を割り引く傾向があるため、これらの長期的な危険を無視しがちです。研究者たちは、モデルが未来を評価する方法を変更すれば、これらの物理的なティッピング・ポイントを回避することの重要性が一気に浮上することを証明しました。研究は、気候モデルをより物理的に正確にすることは、それだけでは不十分であると結論付けています。正しい政策提言を得るためには、物理的な熱を人間のコストへと翻訳する経済的な公式も修正しなければなりません。もしそうでなければ、私たちは、地球がより高温でより破壊的な現実を静かに確定させている間に、自分たちは安全であると思い込むような未来を設計してしまうリスクを負うことになるのです。
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