2022 年 1 ⽉ 18 ⽇
報道関係者各位
国⽴⼤学法⼈筑波⼤学
気象庁気象研究所

地球温暖化により「⼤気の川」由来の「経験したことのない⼤⾬」が増える
近年、⽇本では毎年のように広い範囲で豪⾬が発⽣しています。このような豪⾬は、「⼤気の川」と呼ばれる⼤規模な⽔蒸気の流れ込みが⽣じた際に引き起こされることがあります。また、豪⾬の発⽣頻度や強度は、地球温暖化の進⾏によって増していくと考えられています。本研究では、東アジアを対象とした解像度の⾼い気候モデルを⽤い、⽇本で発⽣する豪⾬の発⽣頻度と強度の地球温暖化による変化と、これにおける⼤気の川の役割を明らかにしました。
多量のシミュレーションの結果、⽇本では地球温暖化によって豪⾬の発⽣頻度と強度が増すとともに、現在は確認されないような「経験したことのない⼤⾬」が⽣じることが分かりました。その多くは、⼤気の川が通過することで引き起こされることが明らかになりました。特に、地球温暖化が進むと、台⾵の接近が少ない春季に、これまで春季には⽣じたことのない豪⾬が⽣じ、その約 9 割が⼤気の川によって⽣じると⾒積もられました。
⼤気の川が豪⾬をもたらす要因であることは、欧州や北⽶⻄岸では以前から知られていましたが、近年、⽇本を始めとする東アジアでも、同様の現象が⽣じていることが指摘されています。本研究により、地球温暖化の進⾏に伴い、⼤気の川は東アジアにより頻繁に、より強い豪⾬をもたらす可能性が⽰
唆されました。
台⾵とは異なり、⼤気の川がもたらす豪⾬は、同じ場所で数⽇間続く場合があります。⼤気の川の活動とそれによる豪⾬の特性の理解を深めることは、激甚化する災害への対策にも貢献できると期待されます。

研究代表者
筑波⼤学⽣命環境系
釜江 陽⼀ 助教
気象研究所
川瀬 宏明 主任研究官!
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研究の背景近年、⽇本では、平成 30 年 7 ⽉豪⾬、令和 2 年 7 ⽉豪⾬、令和３年 8 ⽉の記録的な⼤⾬のように、広範囲に被害をもたらす豪⾬が頻繁に発⽣しています。最近の研究により、⽇本を始めとする東アジアで豪⾬災害を引き起こす要因の⼀つとして、熱帯から中緯度へと⽔蒸気が川のように流れ込む「⼤気の川注１）」と呼ばれる現象が指摘されています（図 1）。これまで、⼤気の川が北⽶⻄岸や欧州に上陸した際に、豪⾬を引き起こすことが注⽬されてきましたが、欧⽶以外の地域で⼤気の川が⽣じるメカニズムや、地球温暖化が進⾏したときの⼤気の川の活動の変化に関する理解は進んでいませんでした。本研究チームでは、
これまで、東アジアにおける過去 60 年間にわたる⽇々の⼤気の川の振る舞いを調査し、降⾬強度のデータと⽐較することで、⼤気の川が東アジアにもたらす豪⾬の発⽣頻度と強度を明らかにするとともに、⼤気⼤循環モデルを⽤いた⼤規模アンサンブル実験 d4PDF 注２）を通して、地球温暖化が進⾏すると、⼤気の川がより頻繁に東アジアを通過するようになることを明らかにしています。今回、それらの成果を踏まえ、東アジアを対象とした⾼解像度の地域気候モデルを⽤いた解析により、⼤気の川がもたらす豪⾬の特性が、地球温暖化によってどのように変化するかを調査しました。
研究内容と成果
まず、⽔平解像度 20km の地域気候モデルによる現在気候再現実験の結果から、⽇本各地の各⽉における降⾬強度の上位 0.1%に相当する⾬を「豪⾬」と定義し、その発⽣頻度を、現在気候と地球温暖化時とで⽐較しました。その結果、⽇本では、地球温暖化が進⾏し現在よりも気温が 4℃上昇した気候において、豪⾬の発⽣頻度が、春季に約 3.1 倍（図 2 左）、夏季に約 2.4 倍に増えるという結果が得られました。
⼤気の川が通過すると、標⾼の⾼い⼭地の南⻄斜⾯で、南⻄からの⽔蒸気の流れがぶつかり、強い⾬が降ることが知られています。そこで、⼭地の南⻄斜⾯を対象に、⼤気の川が通過した際の降⾬強度を検証したところ、増えた豪⾬事例のうちのそれぞれ約 77%（図 2 右）、約 46%が、⼤気の川によって⽣じていることを⾒いだしました。これは、現在気候における⼤気の川によって⽣じる豪⾬の割合を上回るものです。
⽇本アルプスにおける、上空を通過する⽔蒸気の流れの強さと降⾬強度の関係を、現在気候と地球温暖化時とで⽐較したところ、地球温暖化時には、現在気候では確認されないような、強い⽔蒸気の流れと豪⾬、つまり「経験したことのない⼤⾬」が⽣じており（図 3 左、中央）、その⼤部分が、⼤気の川が通過しているときに⽣じていることが分かりました（図 3 右）
。特に、台⾵が接近することが少ない春季には、「経験したことのない⼤⾬」のうち⼤気の川によるものの割合は約 89%にも上りました。
これらのことから、今後、地球温暖化の進⾏に伴い、災害につながり得る「経験したことのない⼤⾬」が増えると考えられ、そのような豪⾬の発⽣に、⼤気の川が重要な役割を果たすことが、世界で初めて明らかになりました。
今後の展開
本研究では、豪⾬の発⽣に「⼤気の川」が関わるかどうかの観点のみから解析を⾏いましたが、近年は、「⼤気の川」と「台⾵」や「線状降⽔帯」といった現象が同時に関わって豪⾬を発⽣させることも多くなっています。これらの現象は、それぞれ⽇本の国⼟のどこに、いつ、どの程度続く豪⾬をもたらすのか、という特性が異なります。これまで活発に研究が進められてきた台⾵などの現象に加えて、⼤気の川についても、それがもたらす降⽔の特性の解明をさらに進めることは、豪⾬やそれによる災害発⽣の将来予測の精度の向上につながります。

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⽇本付近を通過する⼤気の川には、離れた位置にある台⾵が影響する可能性があります。また、⽇本に⼤気の川が流れ込むと、線状降⽔帯の形成がより活発になることが考えられますが、そのような仮説はまだ⼗分に検証が進んでいません。今後、⼤気の川とその他の降⾬現象との相互作⽤について解明を進めることは、激甚化する豪⾬への対策に役⽴つと期待されます。
参考図

図 1 東アジアを通過する「⼤気の川」の例
2021 年 4 ⽉ 3 ⽇ 21 時に北⽇本に接近した温帯低気圧（等値線）に伴って、⼤量の⽔蒸気が流れ込む（⾊と⽮印）「⼤気の川」（⾚線の範囲）が通過したときの様⼦。

図 2 ⽔平解像度 20km の地域気候モデルを⽤いた春季におけるシミュレーション結果の例
地球温暖化時に豪⾬に相当する強い⾬の頻度が増え（左図）、そのうちの⼤部分が⼤気の川によってもたらされる（右図）。
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図 3 春季の⽇本アルプスにおける、上空を通過する⽔蒸気の流れの強さと降⾬強度の関係
⾊の濃淡は相対頻度を表す。現在気候（左）と地球温暖化時（中）とで⽐較すると、地球温暖化時には、現在気候では⽣じないような強い降⾬（⾚枠部分）が⽣じる。地球温暖化時の降⾬に占める⼤気の川事例の割合（右）では、経験したことのない⼤⾬の⼤部分が、⼤気の川によって⽣じている。
⽤語解説
注１）

⼤気の川

熱帯の⽔蒸気が、巨⼤な川のように組織的に中緯度地域に流れ込む atmospheric river と呼ばれる現象を、本稿では「⼤気の川」と表した。鉛直積算した⽔蒸気フラックスが、気候値に⽐べて⼗分に強い領域が 1,500km 以上の⻑さを持っていることなど、複数の条件を満たしたとき、「⼤気の川」と定義している。陸上に流れ込んだときに豪⾬や⼟砂災害をもたらすことがある。⽇本付近では、発達した低気圧に伴う寒冷前線や、暖候期の停滞前線に沿って形成されることが多い。
注２）

d4PDF

地球温暖化対策に資するアンサンブル気候予測データベース（database for Policy Decision making forFuture climate change）。気象研究所⼤気⼤循環モデル MRI-AGCM3.2 と⾮静⼒学地域気候モデル
NHRCM を組み合わせて構築された、⼤規模アンサンブル実験データセット。⼤気⼤循環モデルにより地球温暖化時の地球全体の気候変化を再現し、⽔平解像度 20km の地域気候モデルにより東アジア域の気候変化を再現している。豪⾬を始めとした、⾃然災害に直結する極端現象の発⽣頻度や強度の、地球温暖化時の変化を評価することが可能で、温暖化適応策の策定のために広く⽤いられている。
研究資⾦
本 研 究 は 、 ⽂ 部 科 学 省 統 合 的 気 候 モ デ ル ⾼ 度 化 研 究 プ ロ グ ラ ム （ JPMXD0717935457 、JPMXD0717935561）、科学研究費助成事業（科研費）新学術領域研究「変わりゆく気候系における中緯度⼤気海洋相互作⽤ hotspot」（19H05704、19H05703、19H05697）の⽀援を受けて実施されました。
掲載論⽂【題 名】 Atmospheric rivers bring more frequent and intense extreme rainfall events over East Asia
under global warming.
（地球温暖化進⾏時に⼤気の川はより頻繁により強い豪⾬を東アジアにもたらす）4

【著者名】 釜江 陽⼀ (筑波⼤学⽣命環境系), 今⽥ 由紀⼦ (気象庁気象研究所), 川瀬 宏明 (気象庁気象研究所), Wei Mei (ノースカロライナ⼤学チャペルヒル校)【掲載誌】 Geophysical Research Letters【掲載⽇】 2021 年 12 ⽉ 16 ⽇
【DOI】

10.1029/2021GL096030

問合わせ先【研究に関すること】
釜江 陽⼀（かまえ よういち）
筑波⼤学⽣命環境系 助教
URL: https://trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000003733【取材・報道に関すること】
筑波⼤学広報室
TEL: 029-853-2040
E-mail: kohositu@un.tsukuba.ac.jp
気象研究所企画室
TEL: 029-853-8535
E-mail: ngmn11ts@mri-jma.go.jp

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