問題 1
地球を模した二つのモデル大気へ同量の太陽エネルギーを入れた。一方だけ二酸化炭素濃度を高くすると、地表から上向きに放出された赤外線の一部が大気により多く吸収され、地表向きの赤外線も増えた。
この観測が示す温室効果の仕組みとして最も適切なものはどれか。
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地表は受け取ったエネルギーの一部を赤外線として放出する。温室効果ガスは特定波長の赤外線を吸収して各方向へ再放射し、その一部が地表側へ戻るため、温室効果ガスがない場合より地表付近が暖かくなる。オゾン層による紫外線吸収とは別の仕組みである。
問題 2
ある都市では昨日、平年よりかなり低い気温を記録した。一方、同じ測候所の補正済み30年間記録では、年平均気温の上昇傾向が認められている。
昨日の低温と長期傾向の関係について、最も適切な解釈はどれか。
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天気は特定の時刻や日の短期的な大気状態、気候は数十年規模の平均や変動範囲を指す。長期的な上昇傾向があっても日々の変動によって寒い日は起こり得るため、一日の値だけで30年間の傾向を否定できない。逆に、一日の高温だけで気候変動を証明することもできない。
問題 3
ある森林区域について一年間の炭素収支を同じ境界で調べた。光合成により大気から100単位を取り込んだが、植物の呼吸と分解で70単位、火災で40単位を大気へ放出した。その他の移動は無視する。
この一年の森林区域を炭素の吸収源・排出源としてどう評価するのが適切か。
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炭素の吸収源か排出源かは、同じ期間・境界における流入と流出の差で判断する。取り込みは100単位、放出は70＋40＝110単位なので、正味では10単位が大気へ移り、この年は排出源となる。森林は常に吸収源とは限らず、火災や分解を含む収支が重要である。
問題 4
同量の氷を用意し、容器Aでは水に浮かべ、容器Bでは水面より上の網に置いて融けた水が容器へ流れ込むようにした。水温変化と蒸発は無視する。
氷がすべて融けた後の水位変化と、実際の海面上昇との対応として適切なものはどれか。
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浮いている氷は融ける前から自重に相当する水を押しのけているため、Aの水位は直接にはほぼ変わらない。Bは陸上の氷河や氷床に相当し、融けた水が新しく海へ加わるので水位が上がる。実際の全球平均海面上昇には、陸上氷の融解に加えて海水の熱膨張も寄与する。
問題 5
海水槽へ二酸化炭素を継続的に溶かしたところ、水素イオン濃度が上がってpHが低下し、炭酸イオン濃度も低下した。水温や塩分は一定に保った。
この化学変化から、炭酸カルシウムの殻を作る生物について最も妥当に予想できることはどれか。
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海水へ溶けた二酸化炭素は水素イオンを増やし、pHを低下させる。水素イオンは炭酸イオンと反応するため、殻や骨格の炭酸カルシウムに必要な炭酸イオンが少なくなり、石灰化生物へ負担となり得る。海洋酸性化は従来よりpHが下がる変化を指し、海水が必ずpH7未満になるという意味ではない。
問題 6
湖へ窒素とリンを多く含む排水が流入した後、藻類が急増した。数日後に藻類の多くが死に、分解を行う微生物が増えると、深層の溶存酸素が大きく低下して魚が死亡した。
魚の死亡へ至った因果関係として最も適切なものはどれか。
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過剰な窒素・リンは藻類の大量増殖を促す。藻類が死ぬと、微生物が有機物を分解する呼吸過程で溶存酸素を消費し、特に水の混ざりにくい深層では酸欠が起こり得る。栄養塩が酸素原子を直接消すのではなく、生物の増殖と分解を介した連鎖が要点である。
問題 7
分解・排出されにくい同じ汚染物質を測ると、水中0.001、プランクトン0.01、小魚0.1、大型捕食魚1.0という濃度だった。単位はすべて同じである。
この濃度分布を最もよく説明する現象はどれか。
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物質が生物体内に蓄積しやすく分解・排出されにくい場合、捕食者は多数の餌から物質を取り込む。その結果、食物網を上がるほど濃度が高くなる生物濃縮が起こり得る。本問の段階的な濃度上昇はこれに合う。ただし、全ての化学物質が同じように濃縮するわけではない。
問題 8
地域外から導入された種Aは、10年間、小規模な個体群を維持したが、在来種や産業への測定可能な害は確認されなかった。種Bは急速に広がり、在来植物を置き換え、水路を塞いで経済的損失も生じさせた。
示された情報だけに基づき、侵略的外来種と判断するのが最も適切なのはどれか。
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外来種であることと侵略的であることは同じではない。Bは本来の分布域外から導入され、急速に拡散して在来種の置換と経済的損失を生じさせているため、侵略的外来種の条件に合う。Aは外来種ではあるが、提示情報から害が確認されていないため、外来であることだけを根拠に侵略的とは断定できない。
問題 9
同じ総面積の保護地を二通りに配置した。区域Aは道路で分断された複数の孤立区画、区域Bは野生生物用の回廊で区画同士を接続した。対象動物はBで区画間を移動し、配偶相手を見つける割合も高かった。
この結果から回廊について最も適切にいえることはどれか。
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生息地の分断は餌や配偶相手への移動、集団間の交流を妨げることがある。本問では回廊のあるBで実際に移動と配偶相手を見つける割合が増えており、連結性改善と整合する。ただし、回廊の有効性は対象種、幅、位置、安全性などに左右され、全ての種へ同じ効果を保証するものではない。
問題 10
海氷に覆われた海域で氷が減ると、明るい氷面の代わりに暗い海面が露出した。観測では、露出した海面のほうが太陽エネルギーを多く吸収し、水温が上がった。
その後の海氷変化を自己強化し得る過程はどれか。
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海氷は明るく反射率が高いが、暗い海面は太陽エネルギーをより多く吸収する。海氷が減って海面が露出すると吸収と昇温が増え、それが追加の融解を促すため、最初の変化を強める正のフィードバックとなる。ここで『正』は望ましいという意味ではなく、変化を増幅するという意味である。