パウル・ヨゼフ・クルッツェン(オランダ語発音: [ pʌul ˈjoːzəf ˈkrʏtsə(n) ]、1933年12月3日 - 2021年1月28日)[ 1 ] [ 2 ]は、オランダの気象学者、大気化学者でした。[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 1995年、大気化学の研究、特に大気オゾンの生成と分解の研究への貢献により、マリオ・モリーナ、フランク・シャーウッド・ローランドとともにノーベル化学賞を受賞しました。オゾン層と気候変動の研究に加えて、人類の活動が地球に劇的な影響を与える第四紀の新たな時代として提案された「人新世」という用語を普及させました。彼はまた、森林火災の煙、産業排気ガス、石油火災などの発生源を含む大規模な大気汚染に起因する潜在的な気候への影響を説明するために、 「核の冬」という概念を提唱した最初の科学者の一人でもあった。
クルッツェンはアムステルダムで、アンナ(グルク)とヨーゼフ・クルッツェンの息子として生まれた。[ 7 ] 1940年9月、ドイツがオランダに侵攻したのと同じ年に、クルッツェンは小学校に入学した。小学校がドイツ軍に占領された後、彼のクラスはあちこち移動した。戦争の最後の数ヶ月間、彼は飢餓や病気で何人かの同級生が亡くなる「飢餓の冬」を経験した。 [ 8 ] 1946年、特別な支援を受けて小学校を卒業し、高等市民学校( Hogere Burgerschool)に進学した。そこで、国際感覚のある両親の助けを借りて、フランス語、英語、ドイツ語を流暢に話せるようになった。[ 8 ]この学校では言語に加えて自然科学にも力を入れ、1951年に卒業したが、試験の結果は大学の奨学金を得る資格には達しなかった。[ 8 ]代わりに、彼は費用の安い高等専門学校で土木工学を学び、1954年にアムステルダムの橋梁建設局に就職した。[ 8 ] 兵役を終えた後、1958年に数年前に出会ったフィンランドの大学生テルトゥ・ソイニネンと結婚し、ストックホルムから北へ200kmの小さな町イェヴレに移り住み、建設局に就職した。[ 8 ] ストックホルム大学気象学部のコンピュータプログラマーの広告を見て応募し、採用され、1959年7月に妻と生まれたばかりの娘イロナとともにストックホルムに移った。[ 8 ]
1920年代、ノルウェーの気象学者は気象分析に流体力学を使い始め、1959年までにストックホルム大学気象研究所は数値モデリングを用いた気象研究の最前線に立つようになった。[ 8 ]これらの理論は、最初の気象衛星であるTIROS からの画像によって1960年に検証された。
当時、ストックホルム大学にはBESK(バイナリ電子シーケンス計算機)とその後継機であるFacit EDBという世界最速のコンピュータが備えられていた。クルッツェンは、天気予報のための初期の数値モデルのプログラミングと応用に関わっており、自身でも熱帯低気圧モデルを開発した。[ 8 ]
大学でプログラマーとして働きながら、彼は他の講義も受講することができ、1963年に数学、統計学、気象学を組み合わせた論文で博士課程に応募した。[ 8 ]
博士論文のためにサイクロンモデルを拡張するつもりだったが、1965年頃、成層圏、中間圏、下部熱圏における酸素同素体(原子状酸素、分子状酸素、オゾン)の分布に関する数値モデルについて、米国の科学者たちから協力を求められた。これには成層圏化学とオゾンの光化学の研究が含まれていた。1968年に授与された博士論文「成層圏におけるオゾンの「乾燥」および「湿潤」光化学理論に現れるパラメータの決定」では、窒素酸化物(NOx)を研究すべきであると示唆した。[ 8 ]
彼の論文は高く評価され、欧州宇宙機関( ESA)の前身である欧州宇宙研究機関(ESRO)の委託を受けて、オックスフォード大学クラレンドン研究所の博士研究員に就任するに至った。[ 8 ]
クルッツェンは主に大気化学の研究を行った。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]彼はオゾン層破壊の研究で最もよく知られている。1970年[ 15 ]、彼は土壌細菌によって生成される安定した長寿命ガスである亜酸化窒素(N2O )の地球表面からの排出が成層圏の酸化窒素(NO)の量に影響を与える可能性があることを指摘した。クルッツェンは、亜酸化窒素は成層圏に到達するのに十分な長さがあり、そこでNOに変換されることを示した。クルッツェンは次に、肥料の使用の増加が自然なバックグラウンドよりも亜酸化窒素の排出量の増加につながり、それが成層圏のNOの量の増加につながる可能性があると指摘した。したがって、人間の活動は成層圏オゾン層に影響を与える可能性がある。翌年、クルッツェンと(それぞれ独立して)ハロルド・ジョンストンは、当時提案されていた超音速輸送機(SST)(数百機のボーイング2707)が成層圏下部を飛行することで、NO排出物がオゾン層を破壊する可能性があると示唆したが、より最近の分析では、これは大きな懸念事項ではないと反論されている。[ 16 ]
1974年、クルッツェンはカリフォルニア大学アーバイン校の化学教授フランク・S・ローランドとメキシコ出身の博士研究員マリオ・J・モリーナによる科学論文の出版前草稿を受け取った。それはクロロフルオロメタンがオゾン層に及ぼす可能性のある破壊的影響に関するものだった。クルッツェンは直ちにこの影響のモデルを開発し、これらの化学物質が現在のペースで使用され続けるとオゾン層が深刻に破壊されると予測した。 [ 8 ]
クルッツェンは、自身の主な研究テーマを「成層圏および対流圏の化学、および生物地球化学的サイクルと気候におけるそれらの役割」としている。[ 17 ] 1980年から、ドイツのマインツにあるマックス・プランク化学研究所の大気化学部門[ 18 ]、カリフォルニア大学サンディエゴ校のスクリップス海洋研究所[ 19 ] 、韓国のソウル大学[ 20 ]で研究を行った。また、ジョージア工科大学の非常勤教授を長年務め、スウェーデンのストックホルム大学気象学部の研究教授でもあった。[ 21 ] 1997年から2002年までは、ユトレヒト大学物理天文学部の大気科学教授を務めた。[ 22 ]
彼は、ルイジアナ州議会に宛てた70人以上のノーベル賞受賞科学者による書簡に共同署名し、同州の創造論法であるルイジアナ科学教育法の廃止を支持した。[ 23 ] 2003年には、ヒューマニスト宣言に署名した22人のノーベル賞受賞者の1人となった。[ 24 ]
2021年現在クルッツェンのh指数は、 Google Scholarによると151 [ 25 ] 、 Scopusによると110でした。[ 26 ]彼の死後、マックス・プランク協会の会長であるマルティン・ストラットマンは、クルッツェンの研究がオゾン層破壊物質の禁止につながり、ノーベル賞の基礎研究が直接世界的な政治的決定につながった前例のない例であると述べました。[ 27 ]
クルッツェンの研究テーマの一つは人新世であった。[ 28 ] [ 29 ] 2000年、IGBPニュースレター41号において、クルッツェンとユージン・F・ストーマーは、地質学と生態学における人類の中心的な役割を強調するために、現在の地質時代を表す用語として人新世を用いることを提案した。その始まりに関して、彼らは次のように述べている。
「人新世」の開始時期をより具体的に定めるのはやや恣意的であるように思われるが、我々は18世紀後半を提案する。ただし、他の提案も可能であることは承知している(完新世全体を含めたいと考える人もいるかもしれない)。しかし、この時期を選んだのは、過去2世紀の間に、人間の活動による地球規模の影響が明らかに顕著になったからである。この時期は、氷河の氷床コアから得られたデータによって、特にCO2とCH4といったいくつかの「温室効果ガス」の大気中濃度の上昇が始まったことが示されている時期である。このような開始時期は、1784年のジェームズ・ワットによる蒸気機関の発明とも一致する。[ 30 ]
インディペンデント紙の科学編集者スティーブ・コナーは、クルッツェンは人為的な温室効果ガスを制限しようとする政治的な試みはあまりにも情けないので、抜本的な緊急対策が必要だと考えていると書いている。2006年8月号の学術誌「クライマティック・チェンジ」に掲載された論争的な科学論文の中で、彼は地球温暖化が制御不能になった場合、「脱出ルート」が必要だと述べている。 [ 31 ]
クルッツェンは、上層大気に硫黄粒子を放出し、下層大気には太陽光と熱を宇宙に反射する他の粒子を放出することで地球の気候を人工的に冷却するなど、気候工学的な解決策を提唱した。この人工冷却方法が実際に機能すれば、人間の活動によって引き起こされる温室効果ガスの蓄積の影響の一部を軽減し、地球の健全性と居住可能性を延ばす可能性がある。[ 32 ]
2008年1月、クルッツェンは、バイオ燃料の生産時に亜酸化窒素(N₂O )が排出されるため、バイオ燃料は代替する化石燃料よりも地球温暖化に大きく寄与するという研究結果を発表した。[ 33 ]
クルッツェンは核の冬の理論を推進したリーダーでもあった。ジョン・W・バークスと共に、このテーマを紹介する最初の出版物「核戦争後の大気:真昼の薄明」(1982年)を執筆した。[ 34 ]彼らは、森林や都市部、工業地帯、石油貯蔵施設での火災から発生する大量の煤煙が中層および高層対流圏にまで達し、気候に及ぼす潜在的な影響について理論化した。彼らは、黒煙による太陽光の吸収が地表の暗闇と強い冷却、そして高高度の大気の加熱につながり、その結果、人類の大部分の農業生産を脅かす異常な気象および気候条件が生じる可能性があると結論付けた。[ 35 ]
1991年1月にボルチモア・サン紙に掲載された記事の中で、クルッツェンは核の冬の同僚たちと共に、クウェートの石油火災による気候への影響は「重大な」核の冬のような影響、つまり氷点下の気温による大陸規模の影響をもたらすだろうと仮説を立てた。 [ 36 ]
クルッツェン、マリオ・J・モリーナ、F・シャーウッド・ローランドは、 1995年に「大気化学、特にオゾンの生成と分解に関する研究」によりノーベル化学賞を受賞しました。 [ 3 ]クルッツェンのその他の栄誉には、以下のようなものがあります。
1956年、クルッツェンはテルトゥ・ソイニネンと出会い、数年後の1958年2月に結婚した。同年12月、夫妻には娘が生まれた。1964年3月には、夫妻にもう一人娘が生まれた。[ 3 ]
クルッツェンは2021年1月28日に87歳で亡くなった。[ 45 ]