放射強制力

放射強制力（または気候強制力^[2]）は、惑星の大気を流れるエネルギーのバランスの変化を定量化するのに使用される概念です。温室効果ガスやエアロゾルの濃度、地表アルベドや太陽放射照度の変化など、さまざまな要因がエネルギーバランスの変化に寄与しています。より専門的な用語では、「気候変動の外部要因の変化による、正味の下向き放射フラックスから上向き放射フラックスを引いたもの（W/m ²で表される）の変化」と定義されています。^{[3] ：2245}これらの外部要因は、気候システム内部のフィードバックや変動性とは区別され、不均衡の方向と大きさにさらに影響を及ぼします。地球上の放射強制力は、対流圏界面と成層圏上部で意味のある評価が行われます。これはワット/平方メートルの単位で定量化され、地球全体の表面積の平均として要約されることがよくあります。

親星および宇宙空間と放射平衡にある惑星は、放射強制力がゼロであることと、惑星の平衡温度によって特徴付けられる。^[4]

放射強制力は、単一の機器で独立して測定できるという意味での物ではありません。むしろ、放射強制力は、より基本的な物理学の原理からその強さを推定できる科学的概念および実体です。科学者は、大気パラメータの変化の測定値を使用して放射強制力を計算します。^{[5] : 1–4}

IPCCは、放射強制力の変化に関する現在の科学的コンセンサスを次のように要約している。「1750年と比較して2019年に人為的放射強制力が2.72 W/m ²増加し、気候システムが温暖化した。この温暖化は主に温室効果ガス濃度の上昇によるもので、エアロゾル濃度の上昇による冷却によって部分的に軽減されている」。^{[1] : 11}

人間の活動による温室効果ガスの大気負荷は、ここ数十年（1950年頃以降）に特に急速に増加しています。二酸化炭素については、1750年以降2020年時点で50%の増加（C/C ₀ = 1.5）が実現しており、これは累積放射強制力の変化（ΔF）が+2.17 W/m ²に相当します。^[6] 排出量の増加経路に変化がないと仮定すると、今後数十年以内に濃度が2倍（C/C ₀ = 2）になると、累積放射強制力の変化（ΔF）が+3.71 W/m ²に相当します。

放射強制力は、さまざまな人為的温室効果ガスの温暖化への影響を時間の経過とともに比較するのに便利な方法です。長寿命でよく混合された温室効果ガスの放射強制力は、産業革命以来、地球の大気中で増加しています。^[6]二酸化炭素は全体の強制力に最も大きな影響を与えますが、メタンとクロロフルオロカーボン（CFC）は時間の経過とともに役割が小さくなります。^{[6] 5つの主要な温室効果ガスは、1750年以来の長寿命温室効果ガスの増加による直接的な放射強制力の約96％を占めています。残りの4％は、15のマイナー}ハロゲン化ガスによるものです。

放射強制力は、 IPCC第6次評価報告書で次のように定義されています。「二酸化炭素（CO2）の濃度、火山性エアロゾルの濃度、太陽の出力の変化など、気候変動の外部要因の変化による、純放射フラックス（下向き放射フラックスから上向き放射フラックスを引いたもの、W/m2で表す_）の変化。^」 [ ^{3] ：2245}

文献では放射強制力にはいくつかの種類が定義されている: ^{[3] : 2245}

• 成層圏調整放射強制力: 「すべての対流圏特性が摂動されていない値に固定され、摂動があった場合は成層圏温度が放射力学的平衡に再調整されることを考慮した場合。」
• 瞬間放射強制力：「成層圏温度の変化が考慮されない場合」。
• 有効な放射強制力：「成層圏と対流圏の両方の調整が考慮された後」。

地球の放射バランス（つまり、吸収エネルギーと放射エネルギーのバランス）によって、地球の平均気温が決まります。このバランスは、地球のエネルギーバランスとも呼ばれます。このバランスは、太陽エネルギーの強度、雲やガスの反射率、さまざまな温室効果ガスや地表による吸収、さまざまな物質による熱放射などの要因によって変化します。このような変化はすべて放射強制力であり、その気候フィードバックとともに、最終的にバランスが変化します。これは、太陽光が地球の表面に当たると継続的に発生し、雲やエアロゾルが形成され、大気ガスの濃度が変動し、季節によって地表被覆が変わります。

正の放射強制力とは、地球が太陽から受け取るエネルギーが宇宙に放射するエネルギーよりも多いことを意味します。このエネルギーの純増加が地球温暖化を引き起こします。逆に、負の放射強制力とは、地球が太陽から受け取るエネルギーより宇宙に失うエネルギーの方が多いことを意味し、これにより冷却（地球の減光）が生じます。

地球大気システムにおけるエネルギーと物質の輸送は、平衡熱力学、より一般的には非平衡熱力学の原理によって規定されています。20 世紀前半、物理学者は放射伝達の包括的な記述を開発し、これを放射平衡にある恒星と惑星の大気に適用し始めました。その後、放射対流平衡 (RCE) の研究が進み、1960 年代から 1970 年代にかけて成熟しました。RCE モデルは、水循環などのエネルギー バランス内のより複雑な物質の流れを考慮し始め、それによって観測結果をより適切に記述するようになりました。

平衡モデルのもう 1 つの応用は、外部から課せられた介入という形の摂動によって状態の変化を推定できることです。RCE の作業では、これを変化に対する強制フィードバック フレームワークにまとめ、GCMの結果と一致する気候感度の結果を生み出しました。この概念フレームワークは、均質な摂動 (実質的には大気圏上端のエネルギー バランスに課せられる) に対して、より遅い応答 (惑星の表面温度の変化と多少相関する) が起こり、システムが新しい平衡状態になると主張しています。放射強制力は、これらの摂動を説明するために使用される用語であり、1980 年代までに文献で広く普及しました。^{[5] : 19–23}

放射強制力の概念は、現在では瞬間放射強制力（IRF）と呼ばれている最初の提案から、放射不均衡と地球温暖化（地球表面平均気温）との関連性をより明確にすることを目的とした他の提案へと進化してきました。例えば、研究者らは2003年に、調整された対流圏と成層圏の強制力を一般循環モデルでどのように使用できるかを説明しました。^[7]

調整放射強制力は、さまざまな計算方法論において、成層圏の温度が放射平衡（放射加熱率がゼロという意味）を達成するように変更された後の不均衡を推定します。この新しい方法論では、成層圏の温度調整に加えて、対流圏で生成される可能性のある調整やフィードバックは推定されません。この目的のために、有効放射強制力と呼ばれる別の定義が導入されました。^[8]一般に、ERFはCMIP6放射強制力分析の推奨事項です^[9]が、温室効果ガスとオゾンがよく混合されている場合など、対流圏の調整とフィードバックが重要ではないと考えられる場合には、成層圏調整方法論が依然として適用されています。^{[10] [11]}放射カーネルアプローチと呼ばれる方法論では、線形近似に基づくオフライン計算で気候フィードバックを推定できます^[12]

放射強制力は、地球のエネルギー不均衡を長期にわたって引き起こすさまざまな自然および人為的要因の強さを定量化するために使用されます。これらの要因が地球を温暖化または寒冷化させる詳細な物理的メカニズムはさまざまです。放射強制力により、1 つの要因の寄与を他の要因と比較することができます。

もう一つの指標である有効放射強制力（ERF）は、長期的な地表温度の反応とは関係のない大気中の急速な調整（いわゆる「高速フィードバック」）の影響を排除します。ERFは、気候変動の要因をより公平な条件で比較し、地球表面温度がさまざまな種類の人為的強制力にどのように反応するかをより一貫して把握できることを意味します。^[14]

放射強制力と気候フィードバックを併用すると、次の式で定常状態（「平衡」とも呼ばれる）の表面温度（Δ T _s）のその後の変化を推定できます。

${\displaystyle \Delta T_{s}=~{\tilde {\lambda }}~\Delta F}$

ここで、 は一般に気候感度パラメータと表記され、単位は通常 K/(W/m ² )、Δ F は放射強制力で W/m ²である。^[15]の推定値は 、単位 (W/m ^{2 )/K の}気候フィードバックパラメータの逆数から得られる。 の推定値では、その期間の CO ₂の増加(強制力 2.0 W/m ^{2の場合、278 ～ 405 ppm) により、1750 年の基準温度より地球温度が約 1.6 K 上昇し、大気中の CO} ₂混合比が産業革命前の値の 2 倍になった場合、現在の温度よりさらに 1.4 K 温暖化することが予測される。これらの計算は両方とも、他の強制力を想定していない。^[16]${\displaystyle {\チルダ {\lambda }}}$${\displaystyle {\チルダ {\lambda }}}$${\displaystyle \lambda}$${\displaystyle {\tilde {\lambda }}\approx 0.8}$

歴史的に、放射強制力は温室効果ガスのような特定の種類の強制力に対して最も優れた予測能力を発揮します。煤のような他の人為的影響に対してはそれほど効果的ではありません。^[14]

地球の地球全体の放射バランスは、惑星が自転し太陽の周りを公転するにつれて、また地球規模の熱異常が陸地、海洋、大気システム内で発生し消散するにつれて変動します（例：ENSO）。^[17]その結果、地球の「瞬間放射強制力」（IRF）も動的であり、全体的な温暖化と寒冷化の状態の間を自然に変動します。これらの自然変動を引き起こす周期的で複雑なプロセスの組み合わせは、通常、数年続く期間を経て元に戻り、平均IRFが正味ゼロになります。このような変動は、人間の活動によるより長期的な（10年間の）強制力の傾向を覆い隠すため、そのような傾向を直接観察することは困難です。^[18]

地球の放射バランスは、1998年以来、NASAの雲と地球の放射エネルギーシステム（CERES）機器によって継続的に監視されています。 ^{[20] [21]}地球の各スキャンは、合計（全天）の瞬間放射バランスの推定を提供します。このデータ記録は、温室効果ガス、エアロゾル、地表などの変化を含む、IRFに対する自然変動と人為的影響の両方を捉えています。記録には、主に温度、表面アルベド、大気水蒸気、雲の地球システムフィードバックによって発生する放射不均衡に対する遅延放射応答も含まれています。^{[22] [23]}

研究者らは、NASAの地球観測システム内のCERES、AIRS、CloudSatなどの衛星ベースの機器からの測定値を使用して、自然変動とシステムフィードバックによる寄与を分析しました。複数年にわたるデータ記録からこれらの寄与を除去することで、大気上端（TOA）IRFの人為的傾向を観察することができます。データ分析は、計算効率が高く、ほとんどの関連するモデリング方法や結果から独立した方法で行われました。したがって、放射強制力は、2003年から2018年にかけて+0.53 W m ⁻²  （±0.11 W m ⁻²）増加したことが直接観測されました。増加の約20％は大気エアロゾル負荷の減少に関連しており、残りの80％のほとんどは温室効果ガスの負荷増加に起因していました。^{[18] [24] [25]}

_{地球規模のCO2}増加による放射不均衡の上昇傾向は、これまでも地上の機器によって観測されている。例えば、そのような測定値は、オクラホマ州とアラスカ州の2か所の大気放射測定（ARM）地点で晴天の状況下で別々に収集されている。 ^[26]それぞれの直接観測では、地表住民が経験した関連する放射（赤外線）加熱は、2010年までの10年間で+0.2 W m ⁻²  （±0.07 W m ^{−2 ）上昇したことが判明した。 [27] [28]この結果は、}長波放射と最も影響力のある強制ガス（CO2 _）のみに焦点を当てていることに加え、大気吸収による緩衝作用により、TOA強制よりも比例して小さくなっている。

放射強制力は、気候システムの外部にあるさまざまな要因への依存性について評価することができます。^{[29]次のセクションで要約されている基本的な推定値は、物質とエネルギーの物理学の}第一原理に従って導出（組み立て）されています。強制力（ΔF）は、地球の全表面と特定の時間間隔にわたる変化として表されます。推定値は、数十年以上にわたる地球規模の気候強制力の文脈で重要になる場合があります。^[5] IPCCのAR6レポートで提示されたガス強制力の推定値は、大気の反応（つまり、有効放射強制力）を介して発生するいわゆる「高速」フィードバック（正または負）を含めるように調整されています。

よく混合された温室効果ガスの場合、各スペクトル線を大気条件で検査する放射伝達コードを使用して、濃度の変化の関数として強制力 ΔF を計算できます。これらの計算は、そのガスに固有の代数式に簡略化できます。

二酸化炭素（CO2 _）の簡略化された一次近似式は次の通りである：^[30]

${\displaystyle \Delta F=5.35\times \ln {(C_{0}+\Delta C) \over C_{0}}~~(\mathrm {W} ~\mathrm {m} ^{-2})\,}$、

ここで、C _{0 は}体積当たりの百万分率 (ppm) で表した基準濃度、ΔC はppm で表した濃度変化です。一部の研究 (気候感度など) では、C _{0 は}人為的な大きな変化が起こる前の濃度とみなされ、1750 年の推定値は 278 ppm です。

人間の活動による温室効果ガスの大気負荷は、ここ数十年（1950年頃以降）に特に急速に増加しています。二酸化炭素については、1750年以降2020年時点で50%の増加（C/C ₀ = 1.5）が実現しており、これは累積放射強制力の変化（デルタF）+2.17 W/m ²に相当します。^[6] 排出量の増加経路に変化がないと仮定すると、今後数十年以内に濃度が2倍（C/C ₀ = 2）になると、累積放射強制力の変化（デルタF）+3.71 W/m ²に相当します。

_CO2と放射強制力の関係は、現在の濃度の約8倍までは対数的である。 ^[31]したがって、濃度が一定に増加すると、温暖化の影響は次第に小さくなる。しかし、高濃度では一次近似は不正確であり、CO2による赤外線の吸収は飽和しない_。 [ ^32]対数スケーリングの背後にあるさまざまなメカニズムが提案されているが、二酸化炭素のスペクトル分布が不可欠であると思われる。^[33]特に、分子内に存在するフェルミ共鳴から生じる関連する15μmバンドの広がり。 ^{[34] [35] [36]}

メタンやNなどの他の微量温室効果ガスには、多少異なる式が適用されます。
₂O（平方根依存）またはCFC （線形）で、係数はIPCC報告書などに載っている。 ^[37] 2016年の研究では、メタンのIPCC式に大幅な改訂が示唆されている。 ^[38]地球の大気で最も影響力のある微量ガスによる強制力は、最近の成長傾向を説明するセクションと、 IPCCの温室効果ガスリストに含まれている。

水蒸気は地球の主要な温室効果ガスであり、現在、大気中のガス強制力の約半分を占めています。その大気全体の濃度はほぼ完全に平均惑星温度に依存し、温度上昇1度（°C）ごとに最大7％増加する可能性があります（クラウジウス・クラペイロンの関係も参照）。^[39]したがって、長い時間スケールでは、水蒸気は二酸化炭素やその他の微量ガスの増加によって引き起こされる放射強制力を増幅するシステムフィードバックとして機能します。^{[40] [41]}

すべての波長を含む太陽放射の強度は全太陽放射照度（TSI）であり、平均すると太陽定数である。これは、地球の年間平均軌道半径1天文単位の距離で、大気圏上部で測定した場合、約1361 W m ^{−2に等しい。 [42]}地球のTSIは、太陽活動と惑星の軌道力学の両方によって変化する。ERB、ACRIM 1-3、VIRGO、TIM [43] [44] を含む複数の衛星ベースの機器は、 1978年以来、精度と^正確さを向上させながら継続的にTSIを測定している。^[45]

地球を球体と近似すると、太陽にさらされる断面積 ( ) は、地球の表面積 ( ) の 4 分の 1 に等しくなります。したがって、地球の大気表面の 1 平方メートルあたりの太陽放射量 ( ) の全球平均および年間平均は、TSI の 4 分の 1 に等しく、ほぼ一定の値になります。 ${\textstyle \pi r^{2}}$${\textstyle 4\pi r^{2}}$${\textstyle I_{0}}$${\textstyle I_{0}=340~~\mathrm {W} ~\mathrm {m} ^{-2}}$

地球は太陽の周りを楕円軌道で回っているため、どの瞬間に受けるTSIも約1321 W m ⁻²（ 7月初旬の遠日点）から1412 W m ⁻²（1月初旬の近日点）の間で変動し、年間で約±3.4%変動します。^{[46]この放射照度の変化は、主に地球の相対的な傾斜方向の年間サイクルから生じる地球の季節的な気象パターンと}気候帯にわずかな影響を及ぼします。^[47]このような繰り返されるサイクルは、数十年にわたる気候変動の文脈において、（定義上）ネットゼロの強制力に寄与します。

平均年間TSIは、典型的な11年の太陽黒点活動周期中に、約1360 W m ⁻²から1362 W m ⁻² （±0.05%）の間で変動します。^[48]太陽黒点の観測は1600年頃から記録されており、11年周期（シュワーベ周期）を変調するより長い振動（グレイスバーグ周期、デブリース/スース周期など）の証拠を示しています。このような複雑な動作にもかかわらず、11年周期の振幅は、この長期観測記録を通じて最も顕著な変動となっています。^[49]

太陽黒点に関連するTSIの変動は、10年規模の気候変動の文脈において、小さいながらもゼロではないネット強制力をもたらします。^{[45]一部の研究では、}小氷期の気候変動に部分的に影響を与えた可能性があることが示唆されており、同時に火山活動や森林伐採も変化しています。^{[50] 20世紀後半以降、平均TSIは}太陽黒点活動の減少傾向に伴いわずかに低下しています。^[51]

太陽放射の変動によって引き起こされる気候強制力は、約 4 万年から 10 万年の期間にわたるミランコビッチ サイクルの間に発生しています。ミランコビッチ サイクルは、地球の軌道離心率 (または楕円率) の長期サイクル、軌道傾斜角 (または軸傾斜) のサイクル、および相対傾斜方向の歳差運動で構成されています。 ^[52]これらのうち、離心率の 10 万年サイクルにより、TSI は約 ±0.2% 変動します。^[53]現在、地球の離心率は最小楕円 (最も円形) に近づいており、平均年間 TSI は非常にゆっくりと減少しています。^[52] シミュレーションでは、地球の軌道ダイナミクスは、これらの変動を含めて少なくとも今後 1,000 万年間は安定したままであることが示されています。 ^[54]

太陽は、約45億年前に形成されて以来、水素燃料の約半分を消費してきました。^[55] TSIは老化プロセス中に1億年ごとに約1％の割合でゆっくりと増加し続けます。このような変化率は測定で検出するには小さすぎ、人間の時間スケールでは重要ではありません。

過去 10 年間の地球の太陽放射の最大変動率 (Δτ) は、添付の表にまとめられています。これまでに説明した各変動は、次の強制力に寄与します。

${\displaystyle \Delta F=~I_{0}\times (1-R)\times \Delta \tau ~~=~238\times \Delta \tau ~~(\mathrm {W} ~\mathrm {m} ^{-2})\,}$、

ここで、R=0.30は地球の反射率である。太陽の日射量の変化から生じる放射および気候強制力は、まだ発見されていない太陽物理学にもかかわらず、今後も小さいままであると予想される。^{[51] [57]}

入射する太陽放射の一部は、雲やエアロゾル、海洋や地形、雪や氷、植生、その他の自然および人工の表面特徴によって反射されます。反射率は地球の結合アルベド（R）として知られ、大気圏上部で評価され、平均年間値は約0.30（30％）です。したがって、地球が吸収する太陽エネルギーの全体の割合は（1−R）または0.70（70％）です。^[58]

大気成分は地球のアルベドの約4分の3を占め、雲だけでその半分を占めています。雲と水蒸気の主な役割は、地球の地殻を覆う液体の水の大部分の存在に関連しています。雲の形成と循環の地球規模のパターンは非常に複雑で、海洋熱流との結合やジェット気流による急速な輸送が関係しています。さらに、地球の北半球と南半球のアルベドは基本的に等しい（0.2％以内）ことが観測されています。陸地の3分の2以上と人口の85％が北半球にあることを考えると、これは注目に値します。^[59]

MODIS、VIIR、CERESを含む複数の衛星ベースの機器は、1998年以来、地球のアルベドを継続的に監視してきました。 ^{[60] 1972年以来利用可能な} ランドサット画像も、いくつかの研究で使用されています。^[61]近年、測定精度が向上し、結果が収束したため、惑星アルベドの最近の10年規模の強制影響について、より確実に評価できるようになりました。^[59]ただし、既存のデータレコードはまだ短すぎて、長期予測をサポートしたり、他の関連する質問に対処したりすることはできません。

惑星アルベドの季節変動は、地球の相対的な傾斜方向の年間サイクルに応じて主に発生する一連のシステムフィードバックとして理解できます。大気の反応とともに、地表の住民にとって最も明らかなのは、植生、雪、海氷の覆いの変化です。地球の平均アルベドの約±0.02（± 7％）の年内変動が年間を通じて観測されており、太陽の分点付近で年に2回、最大値が発生します。^[59] この繰り返しサイクルは、数十年にわたる気候変動の文脈でネットゼロの強制力に貢献します。

地域的なアルベドは、自然現象、人間の行動、システムフィードバックから生じる変化により、年ごとに変化します。たとえば、人間の森林伐採行為は通常、地球の反射率を高めますが、乾燥地帯への貯水や灌漑の導入は反射率を低下させる可能性があります。同様にフィードバックを考慮すると、北極地域の氷の減少はアルベドを低下させ、低緯度から中緯度の砂漠化の拡大はアルベドを上昇させます。

2000年から2012年にかけて、地球のアルベドの全体的な傾向は、CERESによって測定された値の0.1％標準偏差内では識別できませんでした。^[59] 半球同等性に加えて、一部の研究者は、驚くほど小さい年次差を、惑星のアルベドが現在複雑なシステムのフィードバックの作用によって制約されている可能性がある証拠と解釈しています。しかし、歴史的な証拠はまた、大規模な火山噴火などのまれなイベントが数年以上にわたって惑星のアルベドを大幅に乱す可能性があることを示唆しています。^[62]

21 世紀の最初の 10 年間に測定された地球のアルベドの分数変化 ( Δ α ) は、添付の表にまとめられています。TSI と同様に、惑星のアルベド (Δ α )の分数変化による放射強制力は次のとおりです。

${\displaystyle \Delta F=~-I_{0}\times R\times \Delta \alpha ~~=~-102\times \Delta \alpha ~~(\mathrm {W} ~\mathrm {m} ^{ -2})\,}$。

衛星観測によると、近年の自然および人為的な変化にもかかわらず、さまざまな地球システムのフィードバックが惑星のアルベドを安定化させていることが示されている。 ^[60] より長い時間スケールでは、このような外部変化から生じる正味の強制力が小さいままであるかどうかはより不確実である。

IPCCは、放射強制力の変化に関する現在の科学的コンセンサスを次のようにまとめている。「1750年と比較して2019年の人為的放射強制力は2.72 [1.96～3.48] W/m ^2で、気候システムは温暖化している。この温暖化は主に温室効果ガス濃度の上昇によるもので、エアロゾル濃度の上昇による冷却によって部分的に軽減されている」^{[1] : 11}

放射強制力は、さまざまな人為的温室効果ガスの温暖化への影響が時間の経過とともにどのように増大するかを比較するのに便利な方法です。

長寿命でよく混合された温室効果ガスの放射強制力は、産業革命以来、地球の大気中で増加している。^[6]表には、二酸化炭素（CO ₂）、メタン（CH
₄）、亜酸化窒素（N
₂O）、クロロフルオロカーボン（CFC）12および11、^{[検証失敗]}、およびその他のハロゲン化ガス15種。^[65]これらのデータには、メタンや一部のハロゲンの崩壊による間接的な強制力を含む、寿命が短く混合の少ないガスやエアロゾルからの重要な強制力の寄与は含まれていません。また、土地利用や太陽活動の変化も考慮されていません。

これらのデータは、CO2が総放射強制力を支配し、メタンとクロロフルオロカーボン（CFC）が時間の経過とともに総放射強制力に占める割合が比較的小さくなっていることを示しています_。 [ 6 ] 5つ^の主要な温室効果ガスは、1750年以降の長寿命温室効果ガスの増加による直接放射強制力の約96％を占めています。残りの4％は、15のマイナーハロゲン化ガスによるものです。

2016年の総強制力3.027 W m ⁻²と、一般に認められている気候感度パラメータλの値0.8 K /(W m ⁻² )を合わせると、地球温度は2.4 K上昇し、観測された上昇値約1.2 Kよりはるかに大きいことが観察される。^{[66] [検証失敗]}この差の一部は、強制力によって地球温度が定常状態に達するまでの遅れによるものである。残りの差は、負のエアロゾル強制力（粒子状物質の気候効果と比較）、気候感度が一般に認められた値より低いこと、またはそれらの組み合わせによるものである。^[67]

表には「年間温室効果ガス指数」（AGGI）も含まれており、これは適切な地球規模の測定が存在する任意の年における長寿命温室効果ガスによる総直接放射強制力と1990年のそれとの比率として定義されています。 ^{[6] 1990年が選ばれたのは、}京都議定書の基準年だからです。この指数は、二酸化炭素の排出と吸収、メタンと亜酸化窒素の発生源と吸収源、モントリオール議定書に関連するオゾン層破壊化学物質の大気中の量の減少に影響を与える条件の年次変化を測る指標です。およびそれらの代替品（水素化CFC（HCFC）およびハイドロフルオロカーボン（HFC））の増加です。この増加のほとんどはCO2に関連しています_。 2013年のAGGIは1.34でした（1990年以降、直接放射強制力の合計が34％増加したことを示しています）。1990年以降のCO2強制力のみの増加は_約46％でした。CFCの減少により、正味放射強制力の増加はかなり緩和されました。

IPCCの支援の下で実施される気候モデルの相互比較で使用するために作成された代替表であり、温室効果ガスだけでなくすべての強制力が含まれています。^[68]

• 地球の暗化 – 地球表面に届く太陽光の量の減少
• 地球温暖化係数 – 温室効果ガスによって吸収される潜在的熱量

• 米国国立研究会議（2005年）「気候変動の放射強制力：概念の拡張と不確実性への対処」大気科学・気候委員会
• NASA: 大気のエネルギー予算