地球温暖化がもたらす極端気象の増加
木本 昌秀
東京大学大気海洋研究所

CTL:Cartridge Tape Library system
Magnetic Disk system
PN Cabinets(320)

Electromagnetic Shield
IN Cabinets (65)
Double Floor for cables

Air Conditioning system

Power Supply system
Seismic Isolation system

１．序2018年夏

日本財団

２．地球温暖化は進行中である

日本の気候：長期傾向
年平均気温

年降水量

猛暑日日数

日降水量200㎜以上の日数

気象庁資料

東京の夏季日最高気温ヒストグラム
近年（赤）と20世紀初頭（青）温暖化の兆候が顕著になりつつある。

INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE
Working Group I: The Physical Science Basis of Climate Change
Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability
Working Group III: Mitigation of Climate Change

Nobel Peace Prize
2007

SYR:132pages

WGI:1535pages

WGII:1820pages

Total of830< Lead Authors
1000< Contributing Authors
2000< Reviewers
30000<papers reviewed

WGIII:1454pages

気候システムに対する人間の影響は明白である。
(IPCC 2013, Fig. SPM.6)

地球の気温、温室効果、炭素循環

将来予測
21世紀末における世界平
均地上気温の変化は、
RCP2.6シナリオを除く全てのRCPシナリオで1850～1900年に対して1.5℃を上回る可能性が高い。

With substantial
mitigation

Without additional
mitigation

The Choices We Make Will Create Different Outcomes(IPCC 2013, Fig. SPM.7a, SPM.8a)

３．温暖化を止めるにはゼロエミッション実現が必要！

1.5℃, 2℃?
IPCC SR1.5(Oct2018)

温暖化を止める：「緩和」• パリ協定 第4条1項– “…今世紀後半に温室効果ガスの人為 的な排出と吸収のバランスを達成するよう、世界の排出ピークをできるだけ早期に迎え、…急激に削減する。”
ΔT目標

昇温量 (˚C)

気温上昇量(IPCC 2013, Fig. SPM.10)

ΔT
将来

CO2排出量

現在

累積排出量

現在

将来

“カーボンバジェット”
CO2累積排出量

カーボンバジェット：温度目標の下で許容される排出量

ゼロエミッション!

2017年度電源別発受電量内訳
2014

日本2015/06/12)より作成
出典：経済産業省資源エネルギー庁「電力調査統計」(参照：2018/07/20)（自然エネルギー財団HP）

４．地球温暖化は極端気象を増加させる

Some of the changes in extreme weather and climate events

温暖化に伴い、極端気象の増加が予測されている
observed since about 1950 have been linked to human influence

AR5 WGI SPM

IPCC AR5 Synthesis Report

異常気象レポート2014(気象庁）

温暖化に伴い、極端気象の増加が予測されている実況もこれを裏付け：• 2008年7月都賀川鉄砲水、•同 8月豊島区下水増水☆「ゲリラ豪雨」• 2013年10月大島土砂災害• 2013年7月、11月秋田土砂災害• 2014年8月広島土砂災害• 2015年9月鬼怒川決壊等々々• 平成
30(2018)年7月豪雨
cf. 温暖化適応計画閣議決定（H27.11.27）
国交省「水災害分野における気候変動適応策のあり方について」（H27.8.28）
国連防災会議仙台宣言(H27.3.18)
気候変動適応法成立(H30.6.6)

気候変動監視レポート2017(気象庁）

コンピュータによる地球温暖化の予測

RCP8.5“Business as usual”
シナリオ

RCP8.5“Business as usual”
シナリオ

地表気温降水量

気候の「極端化」
平均
年平均地表気温の変化(1986-2005から2081-2100）

年降水量の変化(1986-2005から2081-2100）

水循環は複雑!

IPCC AR5 WG1

極端現象‘rich-get richer’ メカニズム

HAPPI Project
HAPPI=Half a degree of Additional warming;
Projections, Prognosis and Impacts

Fig. courtesy of H. Shiogama

「異常気象」とは．．．
その地点、季節として出現度数が小さく平常的には現れない現象または状態。統計的には30
年に１回以下の出現率の現象。

（気象庁)

正規分布
2/3「異常」気象は異常ではない。

1/30

1.83

「平均」降水量の変化「局地的」降水量の変化

Δq
ΔT

渡部他(2018; 報道発表資料)

大気冷却量の変化で決まる：ΔP/P～2-3%/℃

暖かい空気ほど水蒸気をたくさん含む
水蒸気量の増加～降水量の増加～7%/℃

気象庁資料

降水頻度の変化
モデル

無降水日増加19002000
Year

少雨日減少

2100 1900

2000

2100

多雨日増加

1900

2000

space/
time

2100

観測

藤部文昭（２００５）

http://hydro.iis.u-tokyo.ac.jp/

26

年最大日降水量，東京
X年確率降水量（年最大日降水量）
100
95

94.8

降水量mm/day

90

89.2

85

84.1

80

79.5

82.1

77.7

70

69.4
66.6

65

20C
21C

• 同じ生起確率ならば強度は1割増し

75.4
73.2

75

87.7

• 同じ強度なら確率ぐんと下がる

60.9

60
0

100

200

300

400

500

600

年 （再現期間）
Return Period（齊田渉、2004）

地球温暖化と台風

Higher resolution

４．極端気象イベントへの温暖化の寄与

Event Attributionとは？
2013年日本の猛暑地球温暖化のせいか？
いいえ、しかし、温暖化の寄与もあったと考えられる
さらに、温暖化によって、同様の、もしくは、より極端な現象の起こるリスクはYY%増加していると考えられる(Fig. courtesy of M. Mori)たとえばなし「喫煙は健康によくない。寿命を縮めることにもなる」とは言える。
ところが、「喫煙者のWatanabeさんが肺がんで亡くなった。喫煙が彼の命を縮めたのである」と言うことは（可能性は高いと思うが）むつかしい。どうすれば立証できる？

沢山の”Watanabeさん（喫煙者）” を集めて、そのうち何人が肺がんで亡くなったかを調べて、喫煙の”リスク”を見積もりましょう。
Slide courtesy of M. Watanabe

人間活動が発生確率を高めていた例

平年

気温偏差（℃）観測(Watanabe et al. 2013, SOLA)

NAT
ALL

気温偏差（℃）

人間活動の寄与が検出できなかった例

観測確率密度

2013年6-7月南日本熱波

NAT2
NAT1

ALL

気温偏差（℃）(Imada et al. submitted to BAMS)(Shiogama et al. 2013, ASL)

(Shiogama et al. in prep)

その他・・・
 2010 年パキスタン
豪雨
 2011/2012年冬季の海氷減少とユーラシアの寒波 2015年8月上旬の日本の持続的猛暑2012年6-7月南日本豪雨

確率密度

NAT(2010)

2010年南アマゾン旱魃

観測ALL(2010)2013年6-7月米国南西部熱波

確率密度

確率密度

2010年ロシア熱波

NATALL観測

31
豪雨をもたらした気圧配置パターンの強さ(Imada et al. 2013, BAMS)
Slide courtesy of Y. Imada

地球温暖化の“停滞”？

温暖化のはずなのに最近は寒冬続き．．．？

内部変動成分の寄与
47%
38%
27%

Mori et al. (2014; Nature Geosci)
Watanabe et al. (2014; Nature CC)

Risk-based vs. Event-based Approaches
温暖化の影響：• リスクの増加• 「かさ上げ」効果

Otto (2017)

気候変動の「リスク」

気候変動リスクとそれを構成する要素（IPCC2014）に基づき作成）
IPCC（2014）Climate Change 2014. Impacts, Adaptation and Vulnerability
国立環境研究所

気候変動への「適応」～リスク管理
影響

リスク
Exceedingthreshold?

Max power

生起確率

気候変数の変化

気温

リスクを認識することがまず第一!

＊概念図

５．極端気象リスクの予測？

長期予報

アンサンブル予報

実況予測

１か月予測の例（気象庁）

冬の一か月予報例

実況地表気温偏差

西日本１－２月

東日本2－3月

来週の予報を利用しよう
近年の1か月予報検証（東日本850hPa気温）
異常天候早期警戒情報
Jul 2014

Nov 2014

MarMar2015
182015

Aug 2014

Dec 2014

Apr 2015

Sep 2014

Jan 2015

May 2015

台風活動の季節予報も近々可能に？
Oct2014
Feb 2015

Jun 2015

気象情報のよりよい利用に向けて(1)← ↓ 飲料←アパレル↓ 農業気象情報のよりよい利用に向けて(2)

気象ビジネス推進コンソーシアム
会員数：416 (2018-10-03)
新規気象ビジネス創出WG：98社
人材育成WG: 52社「気象ビジネス推進コンソーシアム」は、産業界と気象サービスのマッチングや気象データの高度利用を進める上での課題解決を行うことを目的として、 産学官の関係者が一堂に会する対話の場です。今後、先進的気象ビジネスモデルの創出や、気象ビジネスを推進するための人材育成等の環境整備等の取組を通じて、社会・経済活動の生産性を向上できるように活動していきます。(気象庁HP)

2017年3月 7日：設立・総会・フォーラム
2018年2月13日：WXBC総会・フォーラム
2019年2月28日：WXBC総会・フォーラム（予定）セミナー多数開催 https://www.wxbc.jp/

極端気象ポテンシャルの予測？

database for Policy Decision making
for Future climate change A common scenario for policy decision making in Japan Highly reliable information from huge ensemble of climate model simulation
High-res global and regional database

Daily Precipitation [mm](60km)

Mizuta et al. (2017; BAMS)(20km)

Present-Day
60yrs x 100

Tokyo

4℃ warming
60yrs x 90

+4℃ Future
Climate Projection

FuturePast
Return Period [Year]

Applicable to various
climate change assessments

http://www.miroc-gcm.jp/~pub/d4PDF/

ACE (Accumulated Cyclone Energy)

ACE (annual)Corr = 0.82

𝐴𝐶𝐸 = 10𝑣

𝑘𝑡

∝ Number × Duration × Strength
Domain: WNPAC(100E-180E,0-60N)

Obs
Model EM
1σ spread

SST regressed against ACEACENUM DURMAX

0.82

0.67

0.88

0.69

NUM 0.92

0.58

0.38

0.10

DUR

0.95

0.86

0.76

0.79

MAX0.86

0.71

0.86

0.47

ACE

Obs

ModelCorrelation Coefficients

６．直近予測～リードタイムの確保

気象庁

平成30年7月豪雨
国土交通省 「川の防災情報」
Xバンドレーダ雨量分布

水蒸気ライダー（気象研究所）

ひまわり8号（気象庁；三菱電機）

Shipboard GPS
Phased Array Radar (NICT)GPM: Global Precipitation Measurement「ばらまき」型センサー（明星電気HP）

気象研究所研究チーム（代表：斉藤和雄）
による2012年つくば竜巻、2014年広島豪雨の再現実験

↑ HPCI戦略プログラム分野3HPよりスーパーコンピュータ「京」広報誌「京算百景」Vol.12→

ExamplesZ
気象庁1か月予報（東日本850hPa気温）

B

03 Dec 2009 InitialZ
10 Dec 2009 Initial

BKimoto, Mukougawa and Yoden (1992)

アンサンブル全メンバーの台風進路予測例
2004年台風第23号の場合10/12 12Z初期値
10/14 12Z初期値
10/16 12Z初期値（高知上陸８日前）（高知上陸６日前）（高知上陸４日前）

西進と北進に二分

南西諸島で転向

日本上陸予想アンサンブルを用いた感度解析

まとめ• 地球温暖化が進行中• 温暖化に伴い極端気象が増加する– 気温はますます高く– 豪雨は激しく、台風も強化• 温暖化への適応本格化– リスクマネージメント• 防災対策はますます肝要に– これまでの経験に頼らない– 最後は自分で判断– よりよい予測は命を救う• 温暖化抑止には「ゼロエミッション」が必要！