306 (地球温暖化；ダウンスケール)

擬似温暖化実験
地球温暖化に伴う気候変動の影響評価と適応策検討を行い,擬似温暖化手法による利点と欠点について述のために,国や地域スケールの気候にどのような変化べている.なお,再解析データの気温や水蒸気量を水が起こるのかを知る必要がある.このような地球規模平一様に上昇させる実験は,Fr1998）らがeietal.(の気候変動が各地域の気候へ与える影響を調べるため先行して実施している.ここで述べる擬似温暖化実験に,ダウンスケールという空間詳細化の手法が採用さは,地球温暖化に伴う各物理量の３次元的な変化を考れる.ダウンスケールは力学的ダウンスケールと統計慮するものであり,ある程度広い領域での地域気候も的ダウンスケールに大別されるが（詳しい説明は稲津扱うことができる.ここで述べる擬似温暖化実験は,・佐藤 2010を参照),ここで解説する擬似温暖化実験

筆者の知る限り,日本で初めて行われた数値実験であは力学的ダウンスケール手法の一つである.一般的なり,同様の手法は海外でも試みられるようになってき地球温暖化予測の力学的ダウンスケールでは,GCMている（たとえば Knut008)
sonetal.2.の6時間ないしは12時間程度の時間間隔の3次元（x,擬似温暖化実験を行う大きな利点は二つある.一つy,z）データを境界値として与えた地域気候モデル

目は,地域スケールの現在気候の再現性の向上であの実験を行う（以降では,このような方法を「GCMる.領域モデルは側面境界を持つため,側面におけるからの直接ダウンスケール」と呼ぶことにする).実

物理量を GCM や再解析データから受け取ることにな

験は現在気候および将来気候についてそれぞれ行わる.GCM からの直接ダウンスケールの場合,現在気れ,両者を比較することで地域スケールの気候変化を候の再現性は GCM による現在気候の再現性に強く依議論することになる.

存することなる.しかし,地域気候予測のように対象

このような GCM からの直接ダウンスケールに代領域が狭くなればなるほど,GCM と観測値との間のわって,Ki007）は次のような手
mura and Kitoh（2誤差は無視できなくなることが多く,ダウンスケール順で行う擬似温暖化実験手法を提案した.(
1）現在気した結果もこのような誤差を含んでいることになる.

候の実験においては,6時間程度の間隔の再解析デー

一方,擬似温暖化実験では,様々な観測データを基にタを境界値とする地域気候モデルの過去再現実験を行作成された再解析データを境界値として採用するたう.(2）将来気候のダウンスケールは,(1）の再解析め,現在気候の再現性は必然的に向上する.また将来データに地球温暖化による大規模場の変化を加えた気候については,GCM によって得られる現在と将来データセットを用意し,これを境界値とする実験を行の差の成分だけを用いるため,GCM が持つバイアスう.ただし,大規模場の変化は,GCM によって予測を除去していることにもなる.

された諸物理量（気温,水蒸気量,気圧,風速など）

GCM からの直接ダウンスケールでは,モデル中のの現在気候と将来気候の差の3次元分布を用いる.最ある特定の1年と実際の年は一対一で対応しないた

後に,現在気候実験（1）と温暖化実験（2）を比較す

め,少なくとも10年程度の実験を行ってからでないることで,国や地域スケールの気候の変化を予測すると,観測データとモデル結果の比較を行うことができことになる.GCM から得る大規模場の変化として,ない.このことから,領域モデルの再現性を評価する月毎の10年〜30年平均値が用いられることが多い.

段階においても,多くの計算が必要となる.一方,擬）では,GCM からの直接ダウンス
Sat
oetal
.(2007

似温暖化手法では,過去の特定年について再現実験をケールと擬似温暖化手法によるダウンスケールの比較行うことになるため,それぞれの年の観測データと実験結果を比較することができる.このことは,気象だ

miPs
eudoglobalwar
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ment.
2010 日本気象学会
2010年 2月

けでなく影響評価の各分野においても有用であると考えられる.
37

112

擬似温暖化実験

二つ目の利点は,データハンドリングが容易なこと

程度の時間平均した変化成分を与えているのみで,日である.上で述べたように,GCM からの直接ダウン々の天気を左右する中緯度の総観規模擾乱や熱帯擾乱

スケールでは高頻度の GCM の３次元出力値が必要とについては現在の気候に基づいている.さらに,極端なるが,このデータは容量が大きく,CMIP などの現象の年々変動や頻度（たとえば極端な渇水年や洪水モデル相互比較プロジェクトでもほとんど提供されての頻度がどのように変化するのか,等）については限いない.したがって,それぞれの研究機関から大容量定的な議論をせざるを得ない.しかし,気候変動に伴のデータを直接提供してもらうことになる.近年,複う極端現象の頻度の変化予測は,社会的なニーズが非数の GCM からそれぞれ直接ダウンスケールを行い,常に大きい.そのため,これらの年々変動も考慮でき予測の不確実性の幅についての情報を示すことが求めるような擬似的な境界値の作成が今後の課題であり,られている.しかし,充分な数の GCM について直接現在,新しい手法の考案とその検証が行われている.

ダウンスケールを実施するためには,複数の機関から

この点については,今後の報告を待ちたい.

膨大なデータを収集する必要があり,国際的な大型プロジェクト以外ではほとんど不可能である.それに対領域気候モデルあるいは領域モデルと呼ぶこともある.

して,擬似温暖化実験で使用する GCM データは低時

Coupl
edModelInter
comparisonProject

間分解能の3次元場のみであり,必要なデータ量は直接ダウンスケールに比べてはるかに小さい.また,上記（2）で与える総観規模場の変化成分として,複数の GCM から得られる予測値のアンサンブル平均を用いれば,複数の GCM による予測を反映した形で,将来の地域気候予測を行うことが可能になるかもしれな
い.Kawas2009）は,７つの GCM からそ
eetal.(
れぞれ擬似温暖化実験でダウンスケールした７通りの予測と,７つの GCM のアンサンブル平均で得た大規模場の偏差を用いる1回の擬似温暖化実験で,梅雨前線の変化傾向がよく似ていることを示している.
このように,擬似温暖化実験では領域モデルによる現在気候の再現性向上や GCM のバイアス除去,デー参考文献Frei,C.
,C.Schar,D.Lut
hiand H.C.Davies,1998：
Heavy precipitati
on processesi
n a warmerclimate.
Geophys.Res.Lett.
,25,1431‑1434.
稲津將,佐藤友徳,2010：大は小を兼ねるのか：ダウンス
ケーリング.
『水循環環境科学』における分野横断的な議論のための入門解説〜ダウンスケーリング・エアロゾ
ル・層積雲・データ同化〜.天気,57,印刷中.

Kawas
e,H.
,T.Yoshikane,M.Hara,B.Ailikun,F.
Ki
mura and T.Yas
unari,2008：Downs
caling oft
he‑climati
cchangei
nt
heMei
yurai
nbandinEas
tAsiaby a pseudo cli
matesi
mulation method.SOLA,4,73‑76.

タハンドリングコストの軽減とその特徴を利用した簡

Kawas
e,H.
,T.Yoshikane,M.Har
a,F.Ki
mur
a,T.
Yas
unar
i,B.Ailikun,H.UedaandT.I
noue,2009：

便なマルチモデルアンサンブルのダウンスケーリンInter
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i
abi
li
t
yoff
ut
ur
echangesi
nt
heBaiuグ,など様々な予測実験が可能となることが分かる.

rai
nband estimat
ed by the pseudo globalwar
ming：101029/
downscalingmethod.J.Geophys.Res.
,doi.

しかし,そもそもこのような簡単な方法で,将来の気候を予測することができるのだろうか？

Kawas
eetal.(2008）では,すでに観測が得られている過去の気候に対して,手法の妥当性を検討している.彼らの実
験では,1960年代を現在,1990
年代を将来と見立てて,1960年代の日々の再解析データと30年間の総観場

2009
JD011803
,i
npr
ess.
Ki
mura,F.andA.Kitoh,2007：Downs
calingbyps
eudo
globalwar
mingmethod.TheFi
nalReportofI
CCAP,
43‑46.
Knutson,T.R.
,J.J.Sirutis,S.T.Gar
ner,G.A.Vecchi
andI.M.Held,2008：Simulatedr
educt
i
oni
nAt
lant
icの平均的な変化成分のみを使用した擬似温暖化実験を

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hur
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行い,過去に起こった梅雨の変化を捉えることに成功している.今後,擬似温暖化手法の妥当性を示すため

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i
ons
.Nat
ur
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ci.
,1,359‑364.
Sato,T.
,F.Ki
muraandA.Ki
toh,2007：Pr
oj
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onofにも,梅雨以外の現象や他の地域においても同様の実

global war
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eci
pi
t
at
i
on over

験を行う必要があるだろう.

Mongoliausi
ngar
egi
onalclimat
emodel.J.Hydrol.
,333,144‑154.

さて,ここまで擬似温暖化手法の長所ばかりを述べてきたが,最後に今後克服すべき問題点について触れる.この手法では,地球温暖化による影響として10
年
38（北海道大学大学院地球環境科学研究院佐藤友徳)〝天気"57.2.