プロジェクト課題

温暖化の長期予測と適応支援
背景・目的
2 0 0 7 年の IPCC 第 4 次評価報告書を契機に、温暖化対策（排出削減と適応）は社会の主要な関心事の一つとなった。しかしながら、温暖化予測の不確実性は依然として大きく、対策の立案・実施に向けて、予測情報の信頼性向上が求められている。
本課題では、まず、温暖化予測の不確実性の低減と定量化を図る。同時に、国および国際的な排出削減議論に資するため、最新の科学的知見に立脚しつつ、エネルギー供給の実情と将来性を踏まえた様々な排出削減経路を提案する。さらに、全球規模の予測結果から地域スケールの詳細な情報を導出し（ダウンスケーリング）、電力設備等への影響が大きい極端現象（台風、豪雨等）の温暖化に伴う変化を評価する。

主な成果
1．温暖化予測モデルの高度化
温室効果ガスの排出量と気候変化の関係を解明し、将来予測の不確実性を把握するために、米国大気研究センター（NCAR）との共同研究を通じて、従来の温暖化予測モデルである大気海洋結合モデルに炭素循環過程を組み込んだ「地球システムモデル」の導入を進めている。海洋炭素循環については、動植物プランクトン等を直接的に表現した海洋生態系モデルを導入し、海洋による CO 2 吸収の再現性を向上させた（図 1、図 2）［V 0 9 0 0 6］。同時に、微量栄養素である鉄が生態系による CO 2 吸収に及ぼす影響の評価、および、鉄循環過程の改良を行った。また、海洋生態系モデルのさらなる改良のため、海洋酸性化に対する植物プランクトンの応答を解明する実験を進めており、天然プランクトン群集を用いた船上実験手法を開発した［V 0 9 0 0 5］。陸域生態系については、植生活動と植生分布の変化を計算する動的植生モデルを用いて温暖化実験を行い、温暖化とこれに伴う降水量変化、および、大気中 CO 2 濃度の増加が陸上植物による CO 2 吸収と大気・陸面間の水熱収支に及ぼす影響を評価した。
2．簡易気候予測ツールの開発
当研究所が開発した簡易的な炭素循環・気候応答モデルを基にして、操作性・利便性を向上させたウェブアプリケーション SEEPLUS を開発した（図 3、図 4）［V 0 9 0 1 6］。
これは、世界全体の CO 2 排出量から大気中濃度や全球平均の気温変化等を計算する簡易予測ツールであり、気候変化の時間遅れや予測の不確実性など、重要ではあるが現在の排出削減議論では軽視されがちな科学的知見を分かりやすく表示する機能を有する。本ツールは当研究所のウェブサイトで公開するとともに、将来的には、社会経済モデルと結合した温暖化対策支援ツールに発展させ、様々な排出削減経路の検討に活用する。
その他の報告書 ［V0 9 0 1 5］52

環境・エネルギー利用技術
環境・エネルギー利用技術
環境・エネルギー利用技術
環境・エネルギー利用技術(a)(a)海洋物質循環モデル
海洋物質循環モデル(a)
海洋物質循環モデル(b)(b)海洋生態系モデル
海洋生態系モデル(b)
海洋生態系モデル

図 1 図図従来の海洋物質循環モデル（a）と新規導入した海洋生態系モデル（b）
従来の海洋物質循環モデル(a)と新規導入した海洋生態系モデル(b)図111従来の海洋物質循環モデル(a)と新規導入した海洋生態系モデル(b)従来の海洋物質循環モデル(a)と新規導入した海洋生態系モデル(b)海洋生態系モデルではプランクトンを幾つかの種類に分け、その生産や競合関係を直接的に取り扱う。
海洋生態系モデルではプランクトンを幾つかの種類に分け、その生産や競合関係を直接的に取り扱う。
海洋生態系モデルではプランクトンを幾つかの種類に分け、その生産や競合関係を直接的に取り扱う。
海洋生態系モデルではプランクトンを幾つかの種類に分け、その生産や競合関係を直接的に取り扱う。
入力枠
入力枠
入力枠

atm
atm
μatm

出力枠
出力枠（時間変化）（時間変化）

出力枠 （確率情報）
出力枠
出力枠 （確率情報）（確率情報）

出力枠
出力枠（空間分布）（空間分布）
出力枠（空間分布）

出力枠 （時間変化）
図222生物生産による海洋表層
生物生産による海洋表層CO
CO
分圧の季節変動幅
図図2
生物生産による海洋表層CO
22分圧の季節変動幅
2分圧の季節変動幅
図
生物生産による海洋表層CO
2 分圧の季節変動幅
図3
簡易気候予測ツールSEEPLUSSEEPLUSのイメージのイメージ
図 3 簡易気候予測ツール
簡易気候予測ツールSEEPLUSのイメージ（海洋生態系モデルによる計算結果）
図 3図 3簡易気候予測ツール
SEEPLUSのイメージ（海洋生態系モデルによる計算結果）（海洋生態系モデルによる計算結果）（海洋生態系モデルによる計算結果）
排出量または濃度を入力し、全球平均の気候変
COCO
2 2排出量または濃度を入力し、全球平均の気候変
CO
生態系を直接的に考慮しない従来モデルでは再現さ2 排出量または濃度を入力し、全球平均の気候変
2 排出量または濃度を入力し、全球平均の気候変生態系を直接的に考慮しない従来モデルでは再現されな生態系を直接的に考慮しない従来モデルでは再現されな CO
生態系を直接的に考慮しない従来モデルでは再現されな化、気候変化の空間パターン、予測の不確実性を考慮化、気候変化の空間パターン、予測の不確実性を考慮れなかった北太平洋亜寒帯における生物生産の影響化、気候変化の空間パターン、予測の不確実性を考慮かった北太平洋亜寒帯における生物生産の影響を再現かった北太平洋亜寒帯における生物生産の影響を再現 化、気候変化の空間パターン、予測の不確実性を考かった北太平洋亜寒帯における生物生産の影響を再現
した確率情報等を表示することができる。
した確率情報等を表示することができる。
を再現することが可能となった。
慮した確率情報等を表示することができる。
した確率情報等を表示することができる。
することが可能となった。
することが可能となった。
することが可能となった。
3.0

ケースA
ケースB
ケースC

122.5

気温上昇（℃）
気温上昇（℃）
気温上昇（℃）

CO
排出量（GtC/年）
CO
CO222排出量（GtC/年）
排出量（GtC/年）

14108641.5

1.00.520
19 5 02.0

20002050

2 10 0

西暦
西暦
西暦

2 15 02200

2250

0.0
19 5 020002050

2 10 0

西暦
西暦
西暦

2 15 022002250

図4 4簡易気候予測ツール
簡易気候予測ツールSEEPLUSSEEPLUSによる排出経路検討の一例
による排出経路検討の一例図
図による排出経路検討の一例
4 簡易気候予測ツール
簡易気候予測ツールSEEPLUSSEEPLUSによる排出経路検討の一例
安定化濃度や許容排出量を考慮して設計された排出経路（CO安定化濃度や許容排出量を考慮して設計された排出経路（CO排出量の時間変化経路、左図）の例と、その排22 排出量の時間変化経路、左図）の例と、その排安定化濃度や許容排出量を考慮して設計された排出経路（CO安定化濃度や許容排出量を考慮して設計された排出経路（CO2 排出量の時間変化経路、左図）の例と、その排2 排出量の時間変化経路、左図）の例と、その出経路に対応する気温変化（右図）。気温変化は、気候感度（CO出経路に対応する気温変化（右図）。気温変化は、気候感度（CO3℃、CO3℃、CO以外の温室2 倍増時の平衡昇温）を2 倍増時の平衡昇温）を2 3℃、CO2 以外の温室出経路に対応する気温変化（右図）。気温変化は、気候感度（CO3℃、CO排出経路に対応する気温変化（右図）。気温変化は、気候感度（CO2 倍増時の平衡昇温）を2 以外の温室2 倍増時の平衡昇温）を2 以外の効果ガスの寄与を現在の半分程度と仮定して計算。
効果ガスの寄与を現在の半分程度と仮定して計算。
効果ガスの寄与を現在の半分程度と仮定して計算。
温室効果ガスの寄与を現在の半分程度と仮定して計算。

222

53