地球温暖化とその予測

２０２１年４月
気象研究所 応用気象研究部

地球温暖化

地球温暖化とは・・・
人間活動によって二酸化炭素などの温室効果ガスが排出されることにより、地球の平均気温が上昇すること。
 近年の温暖化については疑う余地がない
 人間活動が20世紀半ば以降に観測された温暖化の主な要因であった可能性が極めて高い
IPCC（気候変動に関する政府間パネル）
第５次報告書 [2013年9月発表]

温室効果ガスが全くないと、地球の表面温度は（）度[今は約14度]

地球温暖化

地球温暖化とは・・・
人間活動によって二酸化炭素などの温室効果ガスが排出されることにより、地球の平均気温が上昇すること。
 近年の温暖化については疑う余地がない
 人間活動が20世紀半ば以降に観測された温暖化の主な要因であった可能性が極めて高い
IPCC（気候変動に関する政府間パネル）
第５次報告書 [2013年9月発表]

温室効果ガスが全くないと、地球の表面温度は-19度

温室効果ガスの濃度の変化
二酸化炭素（CO2）メタン（CH4）

一酸化二窒素（N2O）05001000

1500 1750

1800

産業革命
※ppm=10-6 ppb=10-9※1950年代にCO2濃度の観測が、1970年代後半にCH4、N2O濃度の観測が開始

1900

2000年

温室効果ガスの濃度の変化
二酸化炭素（CO2）

最近１００年で急激に増加

メタン（CH4）

一酸化二窒素（N2O）

0500

1000 1500※ppm=10-6 ppb=10-9※1950年代にCO2濃度の観測が、1970年代後半にCH4、N2O濃度の観測が開始

2000

グリーンランド
氷床

氷の中に、昔の空気が閉じ込められている！

南極
氷床
数十万年前までさかのぼることが可能

気温は今、どれくらい上がってきている？

1981-2010年平均からの差（度）

世界平均地上気温100年で？
気象庁

1981-2010年平均

1900
０度～0.5度？
１度～1.5度？

1950

2000
2000 2020（気象庁WEBページ）

0.5度～１度？
1.5度～２度？ ２度以上？
(気象庁)

1981-2010年平均からの差（度）

世界平均地上気温※産業革命前との平均値の比較では+0.85度

100年で+0.75度

+0.50

気象庁

1981-2010年平均

-0.5
-1.0

1900

1950

2000
2000 2020（気象庁WEBページ）

2020年は観測史上1位タイ。近年６年が上位６位を占める(気象庁)

月別の世界平均気温ランキング（世界平均気温 月別）
１月 ①2020年（+0.58℃） ②2016年（+0.52℃） ③2019年（+0.39℃）
２月 ①2016年（+0.62℃） ②2020年（+0.57℃） ③2017年（+0.46℃）
３月 ①2016年（+0.64℃） ②2020年（+0.59℃） ③2017年（+0.48℃）
４月 ①2016年（+0.54℃） ②2020年（+0.47℃） ②2019年（+0.43℃）
５月 ①2020年（+0.41℃） ②2016年（+0.38℃） ②2015年（+0.38℃）
６月 ①2019年（+0.45℃） ②2020年（+0.41℃） ②2016年（+0.41℃）
７月 ①2019年（+0.44℃） ②2016年（+0.43℃） ③2017年（+0.41℃）
８月 ①2015年（+0.46℃） ②2016年（+0.43℃） ③2019年（+0.42℃）
９月 ①2015年（+0.51℃） ②2019年（+0.45℃） ③2020年（+0.44℃）
10月 ①2015年（+0.53℃） ②2019年（+0.42℃） ③2018年（+0.38℃）
11月 ①2015年（+0.54℃） ②2020年（+0.45℃） ③2019年（+0.40℃）
12月 ①2015年（+0.66℃） ②2019年（+0.55℃） ③2018年（+0.36℃）

月別の世界平均気温ランキング（世界平均気温 月別）※2015年以降を色付け

１月 ①2020年（+0.58℃） ②2016年（+0.52℃） ③2019年（+0.39℃）
２月 ①2016年（+0.62℃） ②2020年（+0.57℃） ③2017年（+0.46℃）
３月 ①2016年（+0.64℃） ②2020年（+0.59℃） ③2017年（+0.48℃）
４月 ①2016年（+0.54℃） ②2020年（+0.47℃） ②2019年（+0.43℃）
５月 ①2020年（+0.41℃） ②2016年（+0.38℃） ②2015年（+0.38℃）
６月 ①2019年（+0.45℃） ②2020年（+0.41℃） ②2016年（+0.41℃）
７月 ①2019年（+0.44℃） ②2016年（+0.43℃） ③2017年（+0.41℃）④2020年（+0.39℃）

８月 ①2015年（+0.46℃） ②2016年（+0.43℃） ③2019年（+0.42℃）④2020年（+0.41℃）

９月 ①2015年（+0.51℃） ②2019年（+0.45℃） ③2020年（+0.44℃）
10月 ①2015年（+0.53℃） ②2019年（+0.42℃） ③2018年（+0.38℃）④2020年（+0.34℃）

11月 ①2015年（+0.54℃） ③2020年（+0.45℃） ②2019年（+0.40℃）
12月 ①2015年（+0.66℃） ②2019年（+0.55℃） ③2018年（+0.36℃）

1981-2010年平均からの差（度）日本の地上気温の変化
100年で？度

気象庁

1900

1950

2000 2020

都市化の影響を除くため、大都市を除外（気象庁WEBページ）

1981-2010年平均からの差（度）日本の地上気温の変化+1.0

100年で+1.26度

+0.5

2020年
(1位)

0-0.5
-1.0
-1.5-2.0

気象庁

1900

1950

2000 2020

１位：2020年 ２位：2019年
３位：2016年 ４位：1990年 ５位：2004年 （気象庁WEBページ）

1981-2010年平均からの差（度）日本の地上気温の変化
+1.0

2020年
(1位)

100年で+1.26度

+0.5
0-0.5
-1.0
-1.5
-2.0

気象庁

190019502000 2020

国内歴代最高気温は41.1度(2020年8月17日 静岡県浜松市 2018年7月23日 埼玉県熊谷市)

「＋１度」はたいしたことない？
熱中症で死亡、2010年は1718人
猛暑響き過去最悪に

1981-2010年平均からの差（度）日本の夏平均（6－8月）気温偏差（2011/6/1 日本経済新聞）

2.0

一番暑かった夏1.0

これが+1.4度(2010年)

0.0

ここが平均的な夏もし1.2度低かったら、ほとんど普通の夏の気温になっていた。
1900

1950

2000

1300地点あたりの年間発生日数

時間雨量50mm以上の非常に激しい雨（アメダスの観測点）

10年間に28.9日増加(1300地点あたり)

1980
赤線： 傾向（線形トレンド）
青色：５年移動平均

1990

2000

年

2010

2020

（気候変動監視レポート２０１９）

年最深積雪の変化
東日本の日本海側
1981-2010年平均に対する比（%）

３倍

輪島、相川、新潟、富山、高田、
福井、敦賀
２倍

平年
半分
1981-2010（気候変動監視レポート２０１９）

１００年後の地球はどうなる？

気候を再現・予測するには・・・

気候モデルを使います！
・大気と海を「格子(網目)」で分割
・物理法則をもとに計算

気候モデル

・ 日々の天気予報で使っているものから発展。

気候を再現・予測するには・・・
大気の流れを解く方程式

気候モデル

大学で習う物理と数学、（化学）のかたまり(状態方程式 p=ρRT)

気候を再現・予測するには・・・
基本は、
道のり[L]＝速さ[v] X 時間[t]の考え方で。

雲

秒速20m(風)

気候モデル
1秒後は？
10秒後は？

気候を再現・予測するには・・・
基本は、
道のり[L]＝速さ[v] X 時間[t]の考え方で。

雲

秒速20m(風)気候モデル
1秒後は20m先10秒後は200m先に移動

気候を再現・予測するには・・・
基本は、
道のり[L]＝速さ[v] X 時間[t]いろんな影響受けて、ずっと秒速20mではない

太陽

雲 風は常に加速/減速!
気候モデル
雨

海陸

気候を再現・予測するには・・・
気候モデルで扱っている現象

IPCC第4次報告書(2007)

気候を再現・予測するには・・・
大気の流れを解く方程式

気候モデル

気候を再現・予測するには・・・
大気の流れを解く方程式

スーパーコンピュータ
気候モデル
で計算

気候を再現・予測するには・・・…
do kz = kzst, kzen
do jy = jystlc, jyenlc
do ix = ixstlc - 1, ixenlc
workfx(ix, jy, kz) = umx(ix, jy, kz) * fmap_ss(ix,jy, 2) & ! U& * (vrdx2(ix + 1 + basex1) * u(ix + 1, jy, kz) & ! V& + vrdx2(ix + basex1) * u(ix , jy, kz)) && * vrdx2_r(ix + basex1)
end doend doend doend if!
! "advu" <-- m_1 d(Uu)/dx at (i-1/2,j,k).
do kz = kzst, kzen
do jy = jystlc, jyenlc
do ix = ixstlc_u, ixenlc_u - 1
advu(ix, jy, kz) = fmap_uu(ix, jy, 1) && * (workfx(ix, jy, kz) - workfx(ix - 1, jy, kz)) && * vrdx2(ix + basex1)
end doend doend do…

とにかくプログラミング!

気候モデル

スーパーコンピュータ
で計算

数十万行！

１００年後、地球は、日本は、どうなっていくのか？

将来の気候を予測する
地上気温の変化年

北極日本

オーストラリア©気象庁気象研究所

将来の気候を予測する
気温が上がりやすい地域
◎ 北極域
○ 陸域

地上気温の変化
北極

気温が上がりにくい地域
◎ 海域
○ 熱帯域
©気象庁気象研究所

将来の気候を予測する
気温が上がりやすい地域

地上気温の変化◎ 北極域○ 陸域
北極や大陸では、現在は雪や氷が多く、太陽の光が反射される。
温暖化によって雪や氷が融けると、太陽の光が地面に入り、地球が温まり、温暖化が加速する。

北極

気温が上がりにくい地域
◎ 海域
○ 熱帯域
©気象庁気象研究所

世界平均地上気温の変化予測
IPCC第5次報告書(2013)

世界平均した地上気温の変化（℃）

２１世紀末に現在＋約４℃の気温上昇[1986～2005年を基準、RCP8.5]

温暖化の強い緩和策を講じなかった場合

4.8℃(CO2濃度は現在の約2.5倍)

2.6℃

温暖化の緩和策を講じた場合(CO2濃度は現在の1.1倍以下）（年）

猛暑日（最高気温35度以上）

日本(21世紀末)東京

猛暑日の年間日数の変化

猛暑日日数(≥35度)

１２日(2020年)↓45日？

(20XX年)※現在＋3.8度を仮定
20世紀後半+4.1℃から近年の上昇分（+0.3℃）を考慮（地球温暖化予測情報第９巻）

猛暑日（最高気温35度以上）

日本(21世紀末)東京

猛暑日の年間日数の変化

猛暑日日数(≥35度)

１２日(2020年)
↓45日

47日
(20XX年)※現在＋3.8度を仮定
20世紀後半+4.1℃から近年の上昇分（+0.3℃）を考慮（地球温暖化予測情報第９巻）

日本の雨

非常に激しい雨も増加

青色は増加する地点
短時間強雨（時間５０ミリ以上）の年間発生回数の変化（ ２１世紀末）（回）※変化傾向（増減）が明瞭な地点のみを表示※現在・将来ともにゼロの場合は対象外（地球温暖化予測情報第９巻）全体的には減少
一部で強い雪が増加

日本の雪
冬に降る雪の総量の将来変化

10年に1度の日降雪量（大雪）の将来変化

全国的に減少増加

減少増加

中部地方の内陸部で増加

まとめ◎ 過去100年間の気温上昇
・ 世界の平均 ＋０.７５度
・ 日本の平均 ＋１.２６度☆ 2020年の世界平均気温は観測史上最高タイ。
☆ 2015年以降が1位か6位を独占。

◎ 将来の気候は気候モデルで予測する。
◎ このまま何もしないと、20世紀末に比べて、21世紀末に気温が４度程度上昇する予測。
◎ 温暖化すると、猛暑日が大幅に増加、雪の減少、強い雨や北陸内陸の強い雪の増加。

おわり