新用語解：（気候フィードバック；放射強制力；気候感度)

強制要素の efficacy（エフィカシー)釜江

陽 一 ・吉森正 和

大気中の CO 濃度が２倍に増えて平衡に達した時する政府間パネル第五次評価報告書でも，ECS の不の全球平均地上気温上昇値は，平衡気候感度（Equi-確実性の幅は依然として大きいままである（1.5−

librium Climate Sensitivity（ECS)，吉森ほか 2012）

4.5℃；Collins et al. 2014）．このような ECS の差をと呼ばれ，様々な研究手法によりその推定が進められ説明する一つの要素として，強制要素のエフィカシーている．ECS を推定する手法には，主に①数十年か（efficacy，Hansen et al. 2005；Yoshimori andら100年程度の時間スケールで，計器により直接的にBroccoli 2008）が注目されている．

観測されている気温や放射強制力等の推定量から求め強制要素（温室効果気体，エアロゾル，土地利用）

る方法，②火山噴火や エ ル ニーニョ・ラ ニーニャなのエフィカシーは，CO 以外の放射強制力とそれによ

ど，年々スケールの大きな変動から求める方法，③気る気温上昇量との比を，CO のものと比較した値に候モデルに放射強制を与えたときの気温上昇量から推よって定義される．CO 濃度の上昇によって放射強制定する方法，④古環境の代替指標や，それをもとにし力が働き（F ），それによって地上気温が全球平均たモデリングの結果を利用した古気候学的なアプロー

値で ΔT

チ，な ど が 存 在 す る（例 え ば Knutti and Hegerl

F と ΔT の比を CO のものと比べた，2008）．いずれの推定にも大きな不確実性の幅が存在するが，その中でも19世紀以降の観測データをもとにだけ上昇したとき，特定の強制要素によるE ＝（ΔT /F ）/（ΔT/F ）(1)

推定した ECS は，他の手法で求められた ECS よりもで求められる比 E を，その強制要素のエフィカシー

低い値をとる場合がある．Otto et al.（2013）とと呼ぶ（Hansen et al. 2005）．E が１より大きけれ

Lewis and Curry（2014）はそれぞれ，19世紀後半かば，Fら21世紀初期にかけての地上気温の観測データと，放ΔT は ΔT

射強制力，海洋熱吸収の推定量をもとに，ECS とそが既知であっても，観測された ΔT から換算して求の ５−95％信 頼 区 間 を，1.9℃（0.9−5.0），1.6℃められる ΔT（1.1−4.1）と推定した．これは，最新の気候モデル

る．と同じ大きさの F が働いても，それによるよりも大きくなる．すなわち，F と F（ECS）は E の値によって左右されから得られる ECS（23種類のモデルで2.1−4.7℃のShindell（2014）は，複数の気候モデルによって行範囲；IPCC 2014）の値よりも低めであり，様々な古われた，19世紀以降の各強制要素（温室効果気体と自気候の時代を対象にした ECS の推定（2.2−4.8℃；然起源強制要素）の寄与を切り分ける実験の結果を用

Rohling et al. 2012）よりも低い．このように，推定いて，オゾンとエアロゾルのエフィカシーは１より大手法によって大きな開きがあることで，気候変動に関きい（約1.5）と見 積 もった．Kummer and Dessler（2014）は，エ ア ロ ゾ ル と オ ゾ ン の エ フィカ シーを（連絡責任著者）Youichi KAMAE，国立環境研究所．kamae.yoichi＠nies.go.jp
M asakazu YOSHIMORI，北海道大学大学院地球環境科学研究院．
Ⓒ 2014 日本気象学会
2014年 12月

1.33と仮定すると，20世紀の観測をもとにした ECSの 推 定 幅 が，エ フィカ シーを １ と し て 扱った と き（1.6−4.1℃）に比べて，他の手法による推定幅とよく一致する（1.9−6.8℃）ことを指摘した．
強制要素によってエフィカシーが１以外の値を取る
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強制要素の efficacy（エフィカシー)要因として，強制要素の①三次元的な空間分布の違い，②放射吸収スペクトル分布の違い，が挙げられる（Hansen et al. 2005）．空間的一様性の高い CO に比べ，エアロゾルや対流圏オゾンは北半球に集中している．大陸と海洋，雪氷圏の分布の非一様性により，全球で平均した放射強制力が同じでも，その分布によって，生じる気温上昇量は異なる（第１図）．Shindelland Faluvegi（2009）は，放射強制を与える緯度帯を変え，熱帯域よりも北半球中・高緯度に放射強制を与えたほうが，全球平均地上気温の上昇量が大きくなることを示した．また，鉛直分布の違いもエフィカシー

第１図に影響する．CO は対流圏と成層圏を通してよく混合されている一方で，鉛直分布に偏りのある強制要素の場合，CO と比べて雲や温度減率フィードバックの大きさが異なることで，地上気温の上昇量およびエフィカシーが変わる（Hansen et al. 1997, 2005；Yoshimori and Broccoli 2008）．また，強制要素によって，水蒸気や他の温室効果気体との吸収帯の重なり具合が放射強制の空間的非一様性によってエフィカシーが１からずれることを示した
概念図．低緯度のみに放射強制が加わった場合（a）よりも，陸地が多く，大きな雪氷アルベドフィードバックを伴う北半球中高緯度に放射強制（全球平均した放射強制力は a と同じ）が加わった 場合（b）のほうが，全球平均地上気温の上 昇 は 大 き く な る（ΔT ＞ ΔT ）．
Shindell and Faluvegi（2009）の 結 果をもとに作成．

異なることも，エフィカシーに差が生じる要因になる（気温が上昇して水蒸気量が増えたとき，水蒸気との重なりが多い強制要素ほど地表を暖める効果は小さごとの異なる役割，さらには特定の緯度帯ごとの役割

い；Hansen et al. 2005）．の違いを定量化することは，気候工学や気候変化の検加えて，吸収性黒色炭素の場合，対流圏の気温プロ出と要因特定，大気化学，古気候学，雲と気候フィー

ファイルが変わることで雲量が変わり（対流圏調節），ドバックなど，様々な研究コミュニティ間に共通しその放射効果によってエフィカシーが変わることが指た，重要度の高い研究課題である．さらには，地上気摘されている．吸収性エアロゾルはその放射効果によ

温の上昇だけでなく，降水を含めた水循環への影響もり対流圏を暖め（直接効果），相対湿度を低下させる指摘されており（例えば Shiogama et al. 2010），気ことにより雲を減らす働きがある一方で，加熱するこ

候変化の様々な側面においてエフィカシーの影響は無とで下層からの対流を抑制し，結果として下層の雲量視することができない．

を増やす効果もある（準直接効果）．Hansen et al.

近年，ECS の不確実性の大きな要因として挙げら（2005）では，吸収性黒色炭素の準直接効果によってれる雲フィードバック（釜江ほか 2014）について，雲量が増え，地表に届く放射量が減り，エフィカシー

そのプロセスに注目した場合，高い ECS のほうがよが小さな値を取ることが報告されている．ただし，吸り信頼性が高いとする研究結果が多く発表されている

収性黒色炭素の鉛直分布の仮定によって，地表の昇温（Fasullo and Trenberth 2012；Sherwood et al.

効果は大きく変わりうる．温室効果気体やエアロゾル

2014）．一方で，近年は地上気温の上昇が緩やかな時による加熱・冷却効果（放射強制力とエフィカシー）期が続いている（渡部 2014）．過渡的な気温上昇の評を正しく評価するには，気体濃度・数濃度の三次元的価には，海洋熱吸収や内部変動に対する理解が不可欠な分布と，その放射スペクトルをなるべく精確に取りであるが，その一環で，エフィカシーの不確実性が果扱うことが重要である．

たす役割についても理解を深めることが重要であろ

特定の強制要素のエフィカシーが１以外の値を持ちう．

うることは，様々な示唆を含んでいる．例えば，気候システムへの強制と応答を簡易なボックスモデルのエ参 考

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