Global warming seminar, 18 Nov. 2008

気候変動と人間社会への影響- 科学からの視点
Climate Change and Impact on the Human SocietyView from Science Study

中島 映至 Teruyuki Nakajima
東京大学気候システム研究センター
Center for Climate System Research (CCSR)The University of Tokyo（teruyuki@ccsr.u-tokyo.ac.jp）

謝辞：学術会議地球温暖化等課題別委員会

二酸化炭素の排出

CO2= fossil fuel - forest – ocean
O2 = 1.4 x fossil fuel + 1.1 x forest

CO2
1.4GtC
1.1xforest

fossil fuel
6 GtCforest

1.4xfossil
fuelO2
from Scripps Institute web

CO2: 6GtC/y (1990)
人口 : 57億人

8 GtC/y (2005)
65億人

Land biota

Human activityppmV

大学時代

Charles D. Keeling

Ralph KeelingOcean
1.7 GtC

気候変化要因の放射強制力 (Wm-2) （1750年から2005年）

長寿命温室効果気体
ハロカーボン

人為起原

オゾン

成層圏

対流圏

成層圏水蒸気お地表面反射

全エア
ロゾル

土地利用

雪上の煤

直接効果
雲アルベ
ド効果

自然起原

飛行機雲
太陽出力
人為起原合計IPCC-AR4 (2007)

地表面気温変化 （1900年からのA1Bシナリオ）

Center for Climate System Research, Univ. Tokyo
National Institute for Environmental Studies
Frontier Research Center for Global Change, JAMSTEC

日本の異常気象 (Abnormal weather in Japan)
Abnormally high and low
temperature

Abnormally high andlow precipitation

Days > 100 mm/day

JMA 気候変動監視レポート (2005)

水循環の変化Days w/ Max Temp.>30oC

夏日の増加
Days w/ 100mm/day rain

長引く梅雨前線

強い雨の増加

Kimoto (2005) MIROC exp

極端現象の再現
Jan.,Feb., Mar.
Apr., May, Jun.
Jul., Aug., Sep.
Oct., Nov., Dec.

Max surface wind speed(m/s)(Oouchi et al., 2005)

影響の予測 Projections: climate & impacts
予測：
年間平均河川流量と利用可能な水（2050年）：高緯度及び幾つかの湿潤熱帯地域で+10～+40％、多くの中緯度および乾燥熱帯地域で-10～-30％
サンゴ礁では１℃の水温上昇で82％、2℃では97%が白化
動植物分布範囲の消滅：１℃で～-47％、2℃で-5～-66%、3℃で-7～-74％
1.5～2.5℃以上の気温上昇で、種の30％以上で絶滅リスク。0.05℃/10年の速度以下にするべき。
潜在的食料生産量：地域の平均気温の+１～+3℃では増加、それ以降で減少。ただし、低緯度地域、特に乾季のある熱帯地域：地域の気温が+1～+2℃でも減少。
2080年代までに、海面上昇により、毎年の洪水被害人口が追加的に数百万人増える。
温暖化によりマラリア潜在的地域が拡大
日最高気温が30℃を越すと熱中症患者が増加、35℃を越えると65歳以上で急激に増加（日本）
経済影響：+4℃で、途上国はより多くの損失（IPCC-AR4）、世界平均損失はGDPの1～5%となり得る(IPCC-TAR)、過小評価の可能性あり。
不確実要因：
豪雨や渇水、台風の変化といった異常気象現象に起因する影響予測が不確実
人口、経済活動、土地利用など社会経済的な変化の予測が難しい
地域性が強い国や地域レベルの影響予測、脆弱性評価
種の構成や優占種が急激かつ不連続に変化する生態系レジームシフト
西南極氷床・グリーンランド氷床の融解
海洋の熱塩循環の変化
永久凍土の融解沈黙の春（1962）
レイチェルカーソン

汚染物質の変遷（Pollution）
1880年代鉱山、工場等汚染物質

足尾鉱毒事件、水俣病・・・
1960年代高度成長期

都市域大気汚染物質

四日市喘息、川崎病、日照被害、所沢ダイオキシン

発展途上国における大気汚染問題

1970年代酸性雨、光化学スモッグ

車
窒素酸化物、煤
フロン類

オゾンホール1984/1985年

Courtesy of
Rachel Carson
History Project

1980年代地球規模環境汚染、農業被害、健康被害
その他の温室効果ガス

21世紀

地球温暖化
二酸化炭素

影響の評価とコスト (Impact study)「技術的にはなんでもできる」
影響・適応コストと緩和コストの比較が不十分
越えるのが難しいポテンシャルの山
新しいビジネルと富の移動
I : 種の多様性や自然システムに対するリスク
II : 極端な気象現象によるリスク（洪水、干ばつなど）
III: 影響の地理的範囲（衡平性）
IV: 損害の総和
V : 大規模かつ不連続な自称発生リスク
Stern Review Report (2006)
ニコラス・スターン：
元世界銀行チーフエコノミスト★このままいくと気候変動リスクとコスト： GDPの５～20％％
GDPの５～20★温室効果ガスの排出量を削減すると対応策のコスト： GDPの１％程度
GDPの１％程度

気候の予測不確定性はまだ大きい
社会シナリオ：自然モデル
起原＝１：１
確率密度関数IPCC-AR4 (2007)

スーパーコンピューターの活用推進

GOES

NICAM

計画中の京速コンピューター
今後の課題
雲、エアロゾル
台風、極端現象
凍土、大陸氷床、氷河
海洋熱塩循環など

気候モデルの進化?
Lorenz's butterfly?

気候変動の複雑性
最近の変化：温室効果ガス、エアロゾル、火山活動、太陽

ミランコビッチサイクル（1920）
10万年スケールの変化：
地球軌道＋地殻応答＋CO2

１０万年

降雪

融解
Agung
Krakatau

地形応答

Greenland ice core

海と気候変化

10Ka

20Ka

現在条件

水まき実験
グリーンランドの気温

北大西洋深層水

氷期条件

A. Abe et al.（2007）

海水準の増加

Sea level rise

氷床の消長についてはAR4は極めて慎重 (AR4 very
careful for ice sheet effect)

IPCC-AR4

IPCC-TAR削減の技術的見通し

国際エネルギー機関（ＩＥＡ）による2050年半減目標シナリオの試算（IEA(2008）Energy Technology Perspectives 2008)

温暖化の証明の時代からアセスメントの時代へ
政治リーダー

社会システムのデザイン

施策者

マインドの形成
価値の選択者

社会

例：温暖化シミュレーションに基づく
河川管理施策の作成

例：企業イメージと購買意欲

学術界
可能なメニューの提示
アセスメント
教育

マインドの喚起
マクロな選択例：共同開発、開発分担

ビジネスの創成
市場の開拓

企業
CO2
8Gt/yr
新しいビジネス
富の移動

物質社会

GDP
effort物質社会

ライフスタイルの変革

物質依存型

資源

資源

CO2

結論
様々な時間スケールの気候変動がある。そのシミュレーションが可能になってきた。
人間活動は全球規模の影響を与えている。
「温暖化の証明」の時代から「温暖化のアセスメント」の時代へ。
精度の向上、応用範囲の拡大の必要性。
予測誤差は大きい。人間は容易に間違える。
データによる検証が非常に重要、IPCCは20年。
より詳細なモデルはより良い再現結果を生んでいる。
高分解能モデリングが必要。雲と降水過程、雪氷過程
ローレンツの蝶ははばたくか？
今後膨大な費用、ビジネスチャンスと富の移動
産学：モデルの有効性とその利用；政策・施策の重要性