2019.12.7 気象研究所研究成果発表会

地球温暖化によるアジアの降水変化～日本の梅雨はどうなる？～
気象研究所 気候・環境研究部
遠藤 洋和

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気象研究所における研究
２０１９～ 新しい５年計画（４分類・９課題）がスタート！

“課題解決型” 研究Ｃ課題：気候・地球環境変動の要因解明と予測に関する研究

T課題：台風・顕著現象の機構解明と監視予測技術の開発に関する研究

S課題：地震と津波の監視・予測に関する研究2目次
１．20世紀に観測された変化
２．温暖化予測のこれまでの理解
３．モンスーン現象の視点で将来変化を考える
３．０ モンスーンの重要性
３．１ アジアモンスーン
３．２ 梅雨４．まとめ3

20世紀に観測された変化： 地上気温
日本
1.5（℃） 100年あたり1.21℃上昇

世界
1.0(℃)

100年あたり0.73℃上昇

‐1.0
1890年
基準値： 1981～2010年平均

‐1.5
2020年
（気象庁, 2019）

2020年

1890年

「気候システムの温暖化には疑う余地がない」（IPCC第５次評価報告書, 2013） 4

20世紀に観測された変化： 降水[mm]60

年降水量（世界）

年降水量（日本）

500[mm]長期変化傾向なし‐500‐60

2010年

1900年
（IPCC AR5, 2013）

2020年

1890年

大雨：日降水量100mm以上

2.0[日]

大雨日数（日本）

100年あたり約25%増加

将来はどうなる？
0.0（気象庁, 2019）

1900年

2020年 5目次
１．20世紀に観測された変化
２．温暖化予測のこれまでの理解
３．モンスーン現象の視点で将来変化を考える
３．０ モンスーンの重要性
３．１ アジアモンスーン
３．２ 梅雨４．まとめ6気候モデル
 気候システム（大気、海洋、陸面、雪氷など）の中で起こる動きや変化を物理法則に従って数式化した計算プログラム。
 計算プログラムの詳細部分は気候モデルごとに異なるため、予測幅が生じる。

気候システムを構成する要素と相互作用、気候を変化させる要因

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21世紀の将来予測シナリオ
二酸化炭素排出量
高排出シナリオ（RCP8.5）
現時点を超える削減対策を行わない場合（気象庁, 2014）

2000年

世界平均地上気温低排出シナリオ（RCP2.6）
削減対策を十分に行う場合

2100年

21世紀末の上昇量+3.7（+2.6～4.8）℃+1.0（+0.3～1.7）℃（IPCC AR5気象庁訳, 2013）8温暖化に伴う、降水に影響する大規模変化
本研究で注目

これまで注目されてきた① 気温上昇による ② 熱帯大気の安定化
水蒸気量増加③ 陸上で大きな気温上昇

[hPa]
北極

200
赤道
南極

1000
（Seager et al., 2012, JCLI）

南極

赤道

北極→ 平均上昇流の弱化（IPCC AR5, 2013）9温暖化に伴う降水変化
大雨強度： 年最大５日降水量

年降水量の変化

大雨強度の変化（21世紀末、高排出シナリオ）（21世紀末、高排出シナリオ）(IPCC AR5, 2013)

大気中の水蒸気量増加• 湿潤地域の湿潤化、乾燥地域の乾燥化（空間的に集中）• 大雨強度/頻度の増加、降水日の減少（時間的に集中）
10目次
１．20世紀に観測された変化
２．温暖化予測のこれまでの理解
３．モンスーン現象の視点で将来変化を考える
３．０ モンスーンの重要性
３．１ アジアモンスーン
３．２ 梅雨４．まとめ11

アジア気候とモンスーン（季節風） モンスーン（季節風）：季節的に風向が交替する風。大陸・海洋間の温度差から生じる。
 アジアの多くの国は、モンスーンの影響を受けており、年間降水の多くが雨季に集中。

降水量

温度差 → 気圧差 → 風 → 降水[mm/月]

１月 高気圧
（冷）

７月

低気圧
（暖）

陰影： 降水量
矢印： 地表付近（850hPa）の風

低気圧
（暖）

[mm/月]

[m/秒]

高気圧
（冷）

青：北よりの風
橙：南よりの風 12梅雨降水帯と偏西風 日本は中緯度に位置しながらモンスーンの影響下にあり、梅雨はアジアのモンスーンに伴う現象として理解する必要がある。
 梅雨降水帯は、上空の偏西風に沿って形成され、５月から７月にかけて東アジアを北上する。
熱帯で降水活発化 → 上空で高気圧発達 → 偏西風北上

陰影： 降水量
太線： 大気上空（200hPa）の風速（10m/秒毎）[mm/月]

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モンスーン現象の視点から降水の将来変化を理解する
 モンスーンは豊富な水資源をもたらす一方で時に水災害をもたらす。このため、モンスーン地域では降水の将来予測は重要な課題である。
 しかしこれまで、降水の将来変化に関して、モンスーン現象の視点での理解が十分にされてこなかった。

14目次
１．20世紀に観測された変化
２．温暖化予測のこれまでの理解
３．モンスーン現象の視点で将来変化を考える
３．０ モンスーンの重要性
３．１ アジアモンスーン
３．２ 梅雨４．まとめ15

アジアモンスーン地域の降水の将来変化
 平均降水量は増加傾向
 平均降水量の増加率 ＜ 大雨強度の増加率
 低排出シナリオ ＜ 高排出シナリオ
東アジア

南アジア

東アジア

南アジア

平均降⽔量:: +8%(+3〜17%)
⼤⾬強度: +20%(+9〜33%)

[%]

変化率

[%]

[%]

平均降⽔量:: +13%(+7〜18%)⼤⾬強度: +22%(+12〜48%)

各モデルの予測幅
平均降水量

20世紀末に比べた21世紀末の変化率
Pav: 雨季平均降水量
R5d: 雨季最大5日降水量

低排出シナリオ
高排出シナリオ

大雨強度

平均降水量

大雨強度

(Kitoh and Endo@気象研究所, 2016)(IPCC AR5, 2013) 16

モンスーン地域の降水変化の要因
現在

将来
循環弱化

②

水蒸気増加

熱帯大気の安定化①(IPCC AR5気象庁訳, 2013)

降水量変化 ≒ 水蒸気の変化（①） ＋ 風（上昇流）の変化（②）
 平均降水量： 水蒸気（＋＋） ＋ 風（－）
 大雨強度：水蒸気（＋＋）＝ 増加＝ 顕著に増加17

アジアの増加率は特に大きい将来変化率（％）
モンスーン地域の区分

多数モデル予測の中央値（高排出シナリオ）

地域

平均降水量

大雨強度

北米

ｰ6.5
2.4
3.0
2.6
7.8
13.0

6.7
17.5
13.2
16.7
19.5
22.4

インドネシア7.3

15.0

全体（海上含）

5.2

16.0

南米
北アフリカ
モンスーン地域： 雨季と乾季の降水量差が大きな地域

南アフリカ
20世紀末に比べた21世紀末の変化率
大雨強度： 雨季最大５日降水量

東アジア
南アジア
豪州

(Kitoh etal.@気象研究所, 2013, JGR)
(IPCC AR5, 2013)18

なぜアジアでは降水量の増加率が大きいのか？
夏の地表付近の風変化
温暖化すると、モンスーン気流は⼤陸側で強まる→⽔蒸気が流⼊

温暖化実験

モンスーン気流は海上で弱まる[m/s]

陸面のみ昇温させた実験# 大気モデルを用いてCO2のみ増加させた（海面水温固定）実験

アジアでは大陸昇温によるモンスーン強化が重要
⼤陸側のモンスーン気流強化は、⼤陸・海洋間の温度差増加が原因
太線: 現在気候の東西風速
矢印： 風の変化
陰影: 風速の変化(Endo et al.@気象研究所, 2018, SOLA) 19目次
１．20世紀に観測された変化
２．温暖化予測のこれまでの理解
３．モンスーン現象の視点で将来変化を考える
３．０ モンスーンの重要性
３．１ アジアモンスーン
３．２ 梅雨４．まとめ
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日本付近の降水の将来変化（21世紀末、高排出シナリオ）

 平均降水量： 予測幅に比べて変化が小さい。
夏および年は増加傾向。
 大雨強度： 年間を通じて増加傾向。
平均降水量よりも大きな増加率。
平均降水量

大雨強度

大雨強度：季節最大５日降水量

変化率

[%]

世界の気候モデル[%]

気象研究所
高解像度大気モデル

冬

春

夏

秋

年

冬

春

夏

秋年

（作成：伊東瑠衣@気象研究所） 21

梅雨期の降水の将来変化（21世紀末、高排出シナリオ）

 前半（６月）： 梅雨降水帯が強まる
現在より南へ ＝ 北上の遅れ 後半（７月）： シミュレーション結果のばらつきが大きい＝ 不確実性が大きく、まだ明確なことは言えない
気象研究所高解像度大気モデル（60km）
によるアンサンブル予測

６月
平均降水量変化（陰影）現在の梅雨降水帯（7mm/日以上）[mm/日](遠藤@気象研究所, 2019)22

なぜ梅雨降水帯の北上が遅れるのか？
夏の上空の風変化
現在、偏⻄⾵が強い地域

温暖化実験

温暖化すると、上空の偏⻄⾵はやや南へ循環弱化

海面昇温 → 熱帯大気の安定化→ 平均上昇流の弱化→ 上空の高気圧の弱化[m/s]→ 偏西風の北上遅れ→ 梅雨前線の北上遅れ

海面のみ昇温させた
実験

偏⻄⾵の南への移動は、海⾯昇温が原因
太線: 現在気候の東西風速
矢印: 風の変化
陰影: 風速の変化# 大気モデルを用いて海面水温のみ昇温させた（CO2濃度固定）実験(Endo et al.@気象研究所, 2018, SOLA)

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４．まとめ予測される降水の将来変化
 雨季降水量： アジアのモンスーン地域では増加傾向で、増加率は他の地域よりも大きい。
大陸昇温による、地表付近のモンスーン強化

 梅雨： 前半（６月）は梅雨降水帯は強化し、季節的な北上がやや遅れる。
海水温上昇による、上空の偏西風の北上遅れ

 大雨強度： 平均降水量よりも大きな割合で増加する。
増加傾向は既に観測データに現れている。
今後も引き続き、日本を含むアジアの気候変動メカニズムをより良く理解し、より精度の高い将来の予測結果が得られるよう、研究を進めていく。
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ご清聴ありがとうございました。

気象庁マスコット“はれるん”

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