神奈川地学会講演会資料
2022/03/06

気候変動と災害−地球温暖化を背景として
NPO 法⼈シティ・ウォッチ・スクエア
林陽⽣（はやしようせい）

１．地球温暖化とは今や環境が⼤きく変動し、私たちの⽣活に様々な負の影響が及ぶ時代、すなわち「地球温暖化時代」になった。気象観測の整備が進んだ 18 世紀以降に全球平均気温が求められるようになり、⼆酸化炭素など温室効果ガスの濃度測定が実施された結果、地球温暖化が認識されるようになった。⽤語「地球温暖化」を最初に使⽤したのは、⽶国⼈気象学者ブロッカー
で、「気候変動：我々は顕著な地球温暖化の危機に瀕しているのか？」という論⽂（W.S.
Broecker, 1975）を Science 誌に発表した１）。これが今から半世紀ほど前のことである。
現在の流れを作ったのは IPCC である。IPCC が設⽴されたのは 1988 年だが、それ以前はというと、⼈間活動による⼆酸化炭素濃度の上昇が地球温暖化を引き起こす可能性が疑われてはいたものの、論争にはなるが明確な証拠が⽰されないために議論が噛み合わない期間が続いていた。ここで重要なことは、地球温暖化の原因物質である温室効果ガスが選択的に⾚外線を吸収・放出する理論が、スエーデンの物理学者アレニウスによって 1896 年にすでに明らかになっていた点である。つまり⻑く続いた論争の種は、気温上昇の物理が不明だったのではなく、全球年平均気温の合理的な算出⼿法が⽰されると同時に、⼤気中の⼆酸化炭素濃度の定点観測が実施されたことが新たな認識への⼿がかりになった。
その認識の道は平坦ではなかった。実際に気温上昇が観測されても単なる⾃然の揺らぎの⼀部ではないかという疑いが⽣じて当然である。地球温暖化の問題は、世界中で⾏われる最新かつ客観性・信頼性の⾼い研究成果を集約することで初めて端緒をつかむことができる。
この役割を担う⽬的で IPCC が⽴ち上げられたのである。
ここで地球温暖化が固有する社会学的な意味の源流を探ると、マルサス「⼈⼝論」（1798）、
カーソン「沈黙の春」（1962）、メドウズ「成⻑の限界」（1972）、⽶国ホワイトハウス「⻄暦2000 年の地球」（1980）、国際連合環境と開発に関する世界委員会「地球の未来を守るために」（1987）など、多様な環境問題に⾏き着く。それらは、⼈⼝、⾷糧、公害、開発といった⼈間活動を象徴するアクティビティーへの問い掛けである。こう考えると、現代⼈の⽣活史の最初から現在までの全般が環境問題をはらみ、今や地球温暖化は私達にとり最もラディカルな問題になった。
２．科学史のアイロニー

地球温暖化の要因が⼈間活動によると考えられるに⾄り、温室効果ガスの排出削減が重要な問題になった頃に、温暖化防⽌の上で好ましくない国際的合意が形成された。それが、オ1

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ゾン層破壊を防⽌するためのモントリオール議定書である。この国際協定は、オゾン層破壊物質であるフロン類の使⽤を禁⽌することが⽬的で、IPCC が設⽴される前年の 1987 年に採択されて 1989 年に発効した。京都議定書（1997 年採択、2005 年発効）と⽐較すると、約 10 年早い国際的協定の発動であった。
モントリオール議定書は、それまで使⽤されていたフロン類の代わりに代替えフロンの使⽤を義務付けた。代替えフロンの普及が進むのと並⾏し、⼀つの問題が取り上げられた。問題の核⼼は、代替えフロンが⾮常に⼤きい地球温暖化係数を⽰す物質を含んでいることだった２）。その⼤きさは、⼆酸化炭素を１とした場合の約 15000 倍である。ちなみに、京都議定書で⼆酸化炭素と並び排出規制の対象となったメタンの地球温暖化係数は約 25 倍、同じく亜酸化窒素は約 300 倍であることを考えると、いかに⼤きな数値かがわかる。オゾン層破壊も地球温暖化も、⼈類が乗り越えなければならない巨⼤な壁である点は同じだ。この⼆つの議定書の不可避性は、いかに⼈間が利便性を求める社会を作りあげてきたかを意味している。
３．ヒートアイランドとの差異

⼈⼝が集中する都市域では都市気候が成⽴する。そのうち最もよく知られているのがヒートアイランド（都市温度の上昇）だ。この都市域の気温が周辺より⾼まる現象は、⼀般に寒候期の夜間に顕著に現れる。これまでの研究で、同⼀の都市であっても天候、季節、時刻、また都市の発展段階（⼈⼝）などで気温上昇の規模が異なることが知られている。ここで⼀つ付け加えると、都市の温度が周辺より低くなるクールアイランドが形成されることもあり、これら多様な特性を総合して都市気候として扱う。
さて、地球温暖化を単なる気温上昇と捉えると、ヒートアイランドと区別がつかない。両者は⼈間活動に起因することは同じだが、発⽣機構は異なる。本質的な違いは次の通りだ。
ヒートアイランドは、都市域の⼈⼝排熱量が郊外に⽐べて多いこと、道路⾯や建物表⾯の熱収⽀特性により貯熱量が多いことが主要な要因で起こる。もし、気象観測点が都市域に位置していたらどうだろう。ヒートアイランドの分だけ平均気温が⾼まり、⾒かけ上地球温暖化が促進したことになる。この誤認は、地球温暖化防⽌や都市環境改善などのそれぞれの対策を考える場合に⼤きな障害である。
そもそも全球年平均気温の計算からヒートアイランド効果を排除するためには、どのような⽅法があるのか。都市化の影響は⼟地利⽤変化の影響に集約されつつ、1980 年代末から2000 年の前半にかけ多くの学術雑誌上で激しい論争となった。そこで IPCC は、2007 年に発表した第 4 次評価報告書の中で⼀定の結論を⽰した３）。それによると、都市の影響は現在通⽤している地球温暖化のデータから⼗分に除去されてているというもので、簡潔に表現す
ると、海洋も含めた全球の⾯積のうち都市が占める⾯積は⾮常に狭く、また従来の研究が注2

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意深く⼟地利⽤変化の影響のないと考えられる気温データを選別して使⽤しているため、都市温度の影響は無視して問題ないというものだった。具体的には、その当時にほぼ 0.76℃/100 年の割合で全球平均気温が上昇したが、ヒートアイランドによる気温上昇の割合は 1オーダー⼩さいので無視できるというものだった。
ところで、⽇本で地球温暖化がどれほど進⾏しているかは重要だが、⽐較的⼈⼝が密集し⼟地の改変が進んでいるなかで、どのような⽅法で年平均気温を求めているかが知りたくなるだろう。この点について興味のある⽅は、気象庁のホームページをご覧いただきたい４）。
４．異常気象の認識

気候学者吉野正敏は、気候とは「地球上において 1 年を周期として繰り返す⼤気の状態である」と簡潔に定義した。気候を代表する「気候値」という⽤語も使われるが、世界気象機
関（WMO）は、⻄暦年の 1 の位が 1 の年から続く 30 年間の平均値をもって気候値と定義し、10 年ごとに更新した数値を⽤いる。気候値は「平年値」ともいう。
異常気象は、過去に経験した現象から⼤きく外れた気象現象のことで、激しい⾬や暴⾵等の寿命数時間の気象、数ヶ⽉も続く極端な冷夏・暖冬、それ以上⻑期間継続する⼲ばつなどさまざまなスケールの現象を含む。気象庁では、気温や降⽔量などの異常を判断する場合、原則として「ある場所（地域）・ある時期（週、⽉、季節）において 30 年に１回以下で発⽣する現象」を異常気象と定義している。気候値、平年値と同様 30 年が区切りになっている。
ここで、現象の変動性と災害との関係を確認するために図１を⾒てみよう。このグラフはアフリカ、サヘル地帯の年降⽔量の時系列記録である。サハラ砂漠の南限に当たるサヘル地帯では、1970 年代から 1980 年代に⼤規模な⼲ばつが発⽣し環境難⺠がうまれ、重⼤2 97:/ -8: 3-5/

2 9-53/ .
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3 -833 . 8:1/ 035/ 93708:
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な環境問題として取り上げられた歴史がある。ここでは⼲ばつの実態ではなく、降⽔量の時系列記録に現れた変動に注⽬する。
⾚は年降⽔量を、⻘は 10 年移動平均値を⽰している。年降⽔量の年々変動は⼤きく、期間を通した変動幅はさらに⼤きい。実際に起こった⼲ばつは、年々の降⽔量ではなく 10 年平均値の降⽔量でよく説明できた。このように、固有の時間スケールを介して気候変動と災害が連関する点が重要である。⿊は⻑期トレンドを⽰し、より⻑期の変動成分を持つ現象と関係している。
５．必然的に増加する降⽔量

ところで地球温暖化が進めば、気温上昇とともに降⽔量が増し⽇射量が減少することが、どの⼤循環モデルでも予測されており、北半球の⾼緯度地域で顕著に現れる。降⽔量が増える理由は次の通りだ。気温上昇により空気中に含まれるうる⽔蒸気量が増し、これが駆動⼒となり⽔⾯から蒸発が促進される。⽔蒸気は上空に輸送され雲を形成して⾬を降らせる。この機構は、クラジウス・クラペイロン式という物理法則で⽀配されている。⼤循環モデルには、この物理法則が組み込まれている。重要なのは、モデルの予測結果が実態とよく符合することである。
上述した、⾼緯度地帯ほど⼤きな影響が現れる理由は、次のように説明できる。すなわち、気温上昇は、⾼緯度地帯に多く分布する雪氷の⾯積を縮⼩させる結果、本来雪氷⾯で反射されていた⽇射エネルギーが地中へ伝播する。これは地球表⾯の熱収⽀の課程で⾮常に⼤きな変化をもたらす。地⾯に接した空気は暖められて、さらなる気温上昇を引き起こすことになる。この現象をアイス・アルベドフィードパックと呼び、地球温暖化にとって正のフィードバックとして働く。アイス・アルベドフィードバックは、当初からモデルに組み込まれている。
類似な現象として、極地周辺に凍⼟地帯が分布しているが、急激な気温上昇で凍⼟が融解して⽔溜りができると、湿潤になった⼟壌中のメタン菌が活性化してメタンガスを放出する。
メタンガスは強⼒な温室効果ガスなので、もう⼀つの正のフィードバックとして気温上昇を促進させる。こうして雪ダルマ式に気温が上昇することになる。
６．⼤気の川

地球温暖化とともに降⽔量は増加するが、どこでどの程度の変化が現れるのか。幾つか事例を⾒てみる。始めに、昨年の本講演会で相原延光⽒が触れた 2021 年 8 ⽉上旬に⻄⽇本を中⼼に発⽣した⼤規模な⽔害５）に注⽬してみる。この時、猛烈な⾬が⻄南⽇本にもたらされ、神奈川県では⼭北町や松⽥町で１時間⾬量 100 ミリ以上を記録した。筑波⼤の釜江陽⼀⽒の解析によると、⽇本列島の上空に⼤量の⽔蒸気が流れ込む「⼤気の川」と呼ばれる現4神奈川地学会講演会資料
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象が発⽣していた６）。画像解析の結果を図２に⽰す。⽔蒸気量の分布を⽰したもので、⽩破線で囲った部分（原図に加筆）が「⼤気の川」である。
⾮常に⽔蒸気量の多い帯が、南シナ海、東シナ海から九州、東北地⽅まで覆っている。九州北部に流れこむ⽔蒸気は、中国⼤陸側からの流れと⽇本の南海上からの流れが合流したもので、⽇本列島の広範囲で⾮常に強い⾬をもたらしAた。この⼤気の川は、⻑さが約 2000 キ

2:8 1 27/0.

/ロにおよぶ⼤規模なもので、線状降⽔帯の発⽣要因としても注⽬されている。地球温暖化が進めば、こうした気象状態の発⽣頻度が増すことが指摘されている。
７．線状降⽔帯が引き起こした関東・東北豪⾬

2015 年 9 ⽉ 9 ⽇ 10 時に台⾵ 18 号が愛知県知多半島に上陸し、⽇本海に進んだ後に温帯低気圧に変わった。ちょうどこの時、ひとあし先に⽇本列島南海上に移動していた台⾵ 17号の影響で発達した⾬雲が、関東平野上空で台⾵ 18 号の⾬域と合流する状態になった。その結果、南北に連なる線状降⽔帯が⻄から東に少しずつ移動しながら⻤怒川流域上空に約13 時間停滞した。9 ⽉ 10 ⽇には、栃⽊県と茨城県に⼤⾬特別警報が発令され、周辺の 16 地点で 24時間降⽔量が観測史上最多を更新した。栃⽊県五⼗⾥で 551 ミリ、今⼀で 541 ミリ、⿅沼で 444 ミ
リ、栃⽊で 356.5 ミリ、茨城県古河で 247 ミリなどである。
茨城県常総市では⻤怒川の堤防が決壊し、住宅地などの浸⽔域は 40 km2 に達した。決壊箇所は利根川との合流点から約 20 キロ上流、いわゆる下流域だった。避難の遅れにより多くの住⺠が孤⽴して約 4300 ⼈が救助の対象になり、常総市では 2 名が死亡した。
これまで関東地⽅では、河川の流向が線状降⽔) 2.0< 4 4>-=76> -8 =410 mm9! 8 4 0:00~ 9!124 0 :00
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帯の⾛向と⼀致するような地理的位置関係になることは無かったと⾔える。地球温暖化とともに台5

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⾵発⽣が多い海域はフィリピン沖からその東⽅の太平洋上に移動することが指摘されており、台⾵経路が東編して関東地⽅を南から北へ移動するケースが増えることで、利根川や⻤怒川、⼩⾙川などの河川流域に沿って線状降⽔帯が発⽣することが考えられる。こうして、
関東・東北豪⾬と類似の災害が頻発する懸念がある。
なぜ降⽔量が甚⼤だった⽇光市周辺の上流部でなく⺠家が集合した下流域で堤防が決壊したかについては、NPO 法⼈ CWS 会員の泉耕⼆⽒が河川地形学の視点で斬新な解析を⾏った結果を報告している７）。興味ある⽅は、末尾の参考資料を参照して頂きたい。
８．集中豪⾬の⽤語が適⽤された諫早豪⾬時代を遡って、まだ集中豪⾬という⽤語が⼗分知られていない頃に、諫早豪⾬が発⽣した。梅⾬末期にあたる 1957
年 7 ⽉ 24 ⽇に、関東沖から九州南部、⻩海南部に梅⾬前線が南下し、25 ⽇に前線上の⻩海南部に低気圧が発⽣して東に進みながら前線⾃体が北上した。このため、済州島から九州⻄部にかけて雷を伴った強い降⾬が発⽣した。諫早市では 25 ⽇から 26 ⽇にかけ⼤村市、島原市、対岸の熊本県の北部を結ぶ東⻄帯状の地域に、集中して豪⾬が発⽣した。
雲仙岳の北斜⾯にあたる現在の雲仙市では、⽇降⽔量が当時の⽇本記録となる 1109mm を記録したが、南へ約20km 離れた島原半島南端に位置する現在の南島原市ではわずか 86mm と 1000mm 以上の差が現れ、典型的な局地的豪⾬だった。死者・⾏⽅不明者合計 539 名、床上・床下

7552

9:5 .021 51 .2 1

5 55150/

浸⽔ 3400 ⼾あまりの⼤規模な災害をもたらした。
このころは集中豪⾬という⽤語がまだ⼀般には定着していなかったが、同種の災害は以前から九州北部地域を中⼼に警戒の対象になっていた。最近では、2017 年 7 ⽉ 4 ⽇に発⽣した九州北部豪⾬や 2018 年 7 ⽉９⽇の⻄⽇本豪⾬も、梅⾬末期に前線に沿って線状降⽔帯が発⽣したことにより起こった。また線状降⽔帯は、バックビルディング現象８）によって発⽣することが指摘されている。
９．まとめ

地球温暖化が進めば将来の異常気象あるいはそれによる災害が起こる、という表現には注意が必要で、因果関係を意味していると捉えるは軽率である。なぜなら、地球温暖化は⻑期間の観測データの解析から⽰されるので、過去を振り返って初めて認識される。すなわち、
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異常⾼温や異常低温、それも地域により様々な特徴を持った気温変動が起こった結構、観測データを統計してみると⻑期トレンドとして気温上昇が起こっていた、というのが実態でありその意味では相関関係に他ならない。⼀⽅、⼆酸化炭素など温室効果ガスの放出が続いており、温室効果そのものが強まっているのは事実で、このこととの関係はどう考えればよいのだろうか。
擬⼈的な表現だが、地球は、エネルギーの平衡状態を維持する機構を働かせ、⾚道⼀帯に⼊射する熱エネルギーを極地域に輸送し、最終的に宇宙空間に放射する。これを担っているのが⼤気循環と海洋循環である。平常時は、こうして地球全体を⼀定の状態に保っている。
まさにその結果形成されるのが気候だ。しかし、過剰な熱エネルギーが付加されるとそれを平衡化させるために平常から乱れた循環が⽣じる。これが異常気象を引き起こす。
地球温暖化と異常気象の関係は、このような考えを基礎として成り⽴っている。異常気象がどこにどのように発現するかの予測は簡単ではないが、最近の研究ではアンサンブル平均やイベント・アトリビューション９）の⼿法を取り⼊れた予測が可能になってきた。新しい研
究⼿法の開発に⽬が離せない。
参考資料
1.

W. S. Broecker (1975): Climate change: Are we on the brink of a pronounced global warming? Science 189,460‒463.

2.

モントリオール議定書と京都議定書「2 つの国際制度の狭間に落ちた気候変動対策：フロン対策」：
https://www.nies.go.jp/event/cop/cop19/20131118.html

3.

気候変動に関する政府間パネル第４次評価報告書第１作業部会の報告政策決定者向け要約：
https://www.data.jma.go.jp/cpdinfo/ipcc/ar4/ipcc_ar4_wg1_spm_Jpn.pdf

4.

気象庁「⽇本の平均気温偏差の算出⽅法」：https://www.data.jma.go.jp/cpdinfo/temp/clc_jpn.html

5.

相原延光（2021）：令和 3 年後半の天候を振り返る．2021 年 12 ⽉９⽇開催防災講演会資料

6.

⼤気の川：https://www.asahi.com/articles/ASN7H7F6MN7CULBJ003.html

7.

泉

耕⼆（2016）：⾃然災害から何を読み取るか？−2015 年 9 ⽉⻤怒川の氾濫・可動形態に学ぶ−．

NPO・CWS レポート, 13p
8.

バックビルディング：https://weathernews.jp/s/topics/201707/070145/

9.

イベント・アトリビューション：
https://www.data.jma.go.jp/gmd/extreme/kaigi/2015/0223_teirei/h26gidai2-2.pdf

その他の関連サイト
https://physics.ucf.edu/~britt/Climate/Reading3-Shifting rain band.pdf
https://www.nikkei-science.com/english_read/bn201106_2.html

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