海岸⼯学講演会 前⽇シンポジウム

2014.09.29 海岸⼯学委員会幹事会
武若（筑波⼤学）・森（京都⼤学）

IPCC第6次評価報告書を⾒据えた
海岸⼯学分野における気候変動の影響評価と適応策の検討
⽇時：2014年11⽉11⽇（⽕）18時－
会場：ウィンクあいち www.winc-aichi.jp（最⻑120分，20時までに終了）

趣旨説明

武若・筑波⼤学

IPCC-AR5の分析と海岸⼯学分野における着⽬点

横⽊・茨城⼤学

海岸⼯学に重要な将来変化の予測とその問題点

森・京都⼤学

港湾・海岸における適応戦略とその問題点

栗⼭・ＰＡＲＩ

海浜変形予測とその問題点

有働・東北⼤学

海岸⼯学分野への提⾔

三村・茨城⼤学

総合討論

海岸⼯学講演会 前⽇シンポジウム
IPCC第6次評価報告書を⾒据えた
海岸⼯学分野における気候変動の影響評価と適応策の検討
気候変動予測GCM (Global/General Climate/Circulation Model)
膨⼤な量の解析結果 → 情報爆発
（恐らく，スパコンの開発が続く限りは終わらない）
影響評価
ユーザが必要に応じて GCM の結果を解釈（翻訳）する
海岸⼯学分野でも⾏われている．継続的に watch する必要．
適応策

好ましくない影響評価に備える
海岸⼯学分野の対応は？
（気候変動に限らず）常に気象・海象の変動に対応している

1

港湾・海岸における気候変動に対する適応戦略とその問題点（独）港湾空港技術研究所 栗山善昭

気候変動と港湾分野の関連
IPCCによる検討

沿岸部への影響

風の強大化による影響

気候変動

荷役機械

台風の強大化
風の強大化

気温・海水温の上昇

港湾の各分野に与える影響

高潮偏差の増大
波浪の強大化高潮偏差の増大、波浪の強大化、潮位の上昇による影響
防波堤設置水深の増加、作用波力の増大による安定性の低下

静穏度

港内侵入波・伝達波の増大、防波堤の破堤

荷さばき地
産業用地
荷役機械
航路埋没

海面水位の上昇

転倒被害の増加

干潟・浅場

潮位の上昇

潮位の上昇、波高・高潮偏差の増大による浸水被害の増加
潮位の上昇、波高・高潮偏差の増大による浸水被害の増加
潮位の上昇、波高・高潮偏差の増大による浸水被害の増加
潮位の上昇、波高・高潮偏差の増大による漂砂や地形変化の増加
潮位の上昇による汀線の後退、波高の増大に伴う海岸侵食の増加

潮位の上昇による影響
桁下空間

潮位の上昇による桁下空間の減少

http://www.mlit.go.jp/kowan/kowan_fr7_000018.html
11気候変動と海岸分野の関連
IPCCによる検討

沿岸部への影響

海岸の各分野に与える影響

気候変動
台風の強大化海浜

高潮偏差の増大

気温・海水温の上昇

海面水位の上昇

波浪の強大化

潮位の上昇による汀線の後退、波高の増大に伴う海岸侵食の増加

堤防・護岸等前面水深の増大、作用波力の増大による安定性の低下

背後地潮位の上昇、波高の増大による浸水被害の増加
津波発生時の浸水被害の増大

潮位の上昇

http://www.mlit.go.jp/kowan/kowan_fr7_000020.html
1

背後地への影響 （高潮・高波災害の増大）

92

海浜・干潟・浅場への影響

9海岸堤防・護岸等への影響

33

防波堤への影響
 海面水位の上昇に伴う設置水深の増加と波高の増大、台風の強大化による高潮の増大と波高の増大

マウンド

堤体マウンドマウンド

2静穏度への影響

港内侵入波の波高増大

防波堤の損傷伝達波高の増加

破堤箇所

破堤前

破堤後
34

岸壁・荷さばき地・産業用地への影響

5

荷役機械への影響
 海面水位の上昇、台風強大化に伴う高潮や越波による浸水被害が増加する。
 台風強大化に伴う風速の増大により転倒被害等が増加し、稼働率が低下する。

75

桁下空間への影響
橋梁の場合

水門の場合

4

航路・泊地への影響

6

方

針

施設の更新時に，地球温暖化の影
響を（順次）取り込む．
海岸保全施設の更新等に合わせた地球温暖化
適応策検討マニュアル（案） 平成23年6月
http://www.mlit.go.jp/common/000188326.pdf

12

法的位置づけ
海岸保全基本方針の改正（海岸省庁）

海岸保全基本計画（都道府県知事）

地球温暖化への適応

施設の維持・更新計画

潮位等のモニタリング
点検・補修等による長寿命化（社会資本整備総合交付金など）
海面上昇量等の設定

災害リスクの評価（被害想定）

設計外力の設定
施設更新の優先順位の設定
施設更新の実施（海岸事業・社会資本整備総合交付金など）

ハード対策の検討（嵩上げ等）

ソフト対策の検討（避難対策等）

海岸保全施設の更新等に合わせた地球温暖化への適応策
137地球温暖化に対する漸近的適応策（磯部、2008）

14

問 題 点
１．地球温暖化の影響を定量的に示すことが困難（現時点では）．
２．予算が厳しい（維持補修だけで精一杯？）．
海岸事業費： 1,000億円強
海岸堤防： 約10,000 km

３．優先順位の設定
158

第61回海岸工学講演会 前日シンポジウム

2014/11/11

長期海浜変形予測とその問題点

有働 恵子・東北大学 災害科学国際研究所

何のために長期海浜変形を予測するのか？
• 気候変動による沿岸域の災害リスクの増大：
台風巨大化，海面上昇 ←国全体の問題• 国レベルでの適応策検討の必要性：
来年夏頃には，適応計画策定予定• 国レベルでの影響評価→地域レベルでの影響評価：←国：海浜消失面積（環境，利用）
地域：海浜変形（防災，環境，利用）• 国レベルでの適応策検討→地域レベルでの適応策検討：←
国：養浜，（撤退）
地域：養浜，海岸堤防，ヘッドランド，離岸堤，撤退

海浜変形予測の時空間スケール（清水，1996）
20年以上

地域
？

数十キロ以上国

S-8Bruun則世界の砂浜消失予測
DIVA (Dynamic Interactive Vulnerability Assessment):
海面上昇および社会経済開発に伴う海岸侵食・浸水，湿地変化などの生態系・社会経済への影響を評価する世界モデル．海岸侵食に対する適応策として養浜を考慮可能．
※DINAS-COAST (Dynamic and Interactive Assessment of National, Regional and Global Vulnerability of
Coastal Zones to Climate Change and Sea-Level Rise) project (2001-2004) により開発• 汀線後退量：Bruun則※R=100Sで予測

R = SW* /(h* + B)

（日本→20～120；有働ら，2013）（セネガル→110～170，アルゼンチン→100～2100，ベネズエラ→80～122；Nicholls，1998）• 経済評価：便益＝地価＋移住＋観光※環境（生態系等）は非考慮（Vefeidis et al., 2008; Hinkel et al.，2013）

約200km世界の砂浜消失の将来予測結果（Hinkel et al.，2013）

土地損失：
年間10億円

移住費用：年間1000億円?!

世界の影響評価・適応策（IPCC AR5 WGII，2014）•

アフリカ：海岸侵食についての記述はほとんどない．あっても適応策の必要性を述べるものではない．

•欧米：海岸侵食への適応策の必要性が述べられているが，定量的な情報は少ない．（引用文献中にはある）•アジア：海岸侵食への適応策の必要性が述べられているが，定量的な情報は少ない．（引用文献中にはある）•豪地域：海岸侵食への適応策の必要性が述べられているが，定量的な情報は少ない．適応策オプション表に「海岸侵食」記載あり．

•中南米：海岸侵食への適応策の必要性が述べられているが，定量的な情報は少ない．気候変動の海岸侵食への影響について図あり．

•小島嶼国：記述の多くが国土消失・海岸侵食に関するものだが，定量的な情報はほぼ過去に関する情報．

Bruun則を用いた場合の将来の砂浜消失要因（日本）（吉田ら，2012）

Bruun則における入力データ
0.1～1.0m•

JMA-GPV

Wiegel(1965)の図

海岸情報データ

海面上昇量，波浪条件，砂浜の底質粒径，海底勾配，砂浜延長から77沿岸区分別に消失面積を求める
Max Min•

海面上昇量 → 19ケース

0.1 m, 0.2 m, …, 1.0 m
3モデル RCP2.6, 4.5, 8.5•

0.2~0.6mmが全体の8割0.3mmが中央値

砂粒径 → 3ケース(全国一律の場合のみ)

0.2 mm, 0.3 mm, 0.6 mm（有働・武田，2014）

将来の20年平均
海面水位変化• モデルによって，予測結果はかなり異なる• 21モデルのうち，MIROC5，HadGEM2-ES，MRI-CGCM3• データ処理は自分で行う必要あり(IPCC AR5 WGI, 2013; Fig. 13.24)

将来の世界平均海面水位変化の予測
21世紀末の海面水位上昇
RCP2.6：0.40m（0.26～0.55m）
RCP8.5：0.63m（0.45～0.82m）(IPCC AR5 WGI, 2013; Fig. SPM. 9)
http://www.data.jma.go.jp/cpdinfo/ipcc/ar5/ipcc_ar5_wg1_spm_jpn.pdf

海面上昇に対する砂浜消失被害関数
水没+侵食

水没

（有働・武田，2014 を修正）

全国の砂浜消失率の将来予測結果（D=0.3mm）（有働・武田，2014）

全国の砂浜に対する適応策の考え方
重点的に保全すべき砂浜の特定が必要
 広域を対象とした砂浜価値の評価手法がない••

必要なデータの入手が困難
生態系保全の経済価値の計測方法がない（Barbieret al., 2011）．

 現状の費用便益分析では最適事業ができない（国土交通省，2004; Nicholls, R. J. et al., 2011） ．
•

B/Cを最大にする手法ではない．

将来の海面上昇に対して，砂浜の価値に応じた最適養浜量の推計手法を構築（Yoshida et al., 2014）

最適養浜量の推定方法
便益推計式の作成
Benefit(V) = BR(V) + BE(V)
BR(V) : レクリエーション利用
BE(V) : 生態系

養浜量コストデータの取得
養浜量コスト推計式の作成
Cost(V)

最適養浜量・コストの推定
Max [Benefit(V) – Cost(V)]（Yoshida et al., 2014）

全国の最適養浜量の推定結果
RCP2.6の場合の砂浜消失率:
適応策なし：65 %適応策あり：51 %（最適養浜量：450万m3/年，46億円/年）

Beach loss rate

100%
90%

RCP2.6 without

80%

RCP2.6 with

70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
2000

RCP8.5の場合の砂浜消失率：
適応策なし：80 %適応策あり：68 %

2040

2060

2080

2100

2060

2080

2100

90%

Beach loss rate

（最適養浜量：450万m3/年，46億円/年）

2020

80%

RCP8.5 without

70%

RCP8.5 with

60%
50%
40%
30%
20%
10%

（吉田ら，2014）

0%
2000

2020

2040
Year海浜変形予測の課題①•

海浜に関する様々なデータベースの構築（粒径，地殻変動，他）→時空間的に変化がある底質粒径のデータベースは困難？

•

様々な要因を考慮すればするほど（複雑になればなるほど）不確実性が増大する（波浪，沿岸漂砂，河川からの土砂供給，他）→特に流砂系の土砂動態と海浜変形の関係についての理解要•

気候変動による海面上昇等の予測の現状についての理解→海面上昇等の予測結果の正しい解釈•＜国レベル＞有働・武田(2014)（中央値）と三村ら(1994)の結果には差がないものの，粒径による不確実性は大きい．
→モデル自体の不確実性をはじめとする様々な不確実性→地殻変動を考慮する必要あり．波浪の考慮は？

海浜変形予測の課題②•＜地域レベル＞様々な条件（海水位，波浪，河川からの土砂供給）に対して，高精度で長期海浜変形が再現・予測できるようにすることに尽きる．
→地域レベルでもBruunモデルと同等のモデルを使用する例も（Callaghan et al., 2008; Brooks and Spencer, 2013）→数十年予測の現実的な高度モデルは，等深線変化モデル？
（Uda et al., 2010）→「様々な条件」の不確実性幅は？

→不確実性が不明な「計算できること」を実際に行う適応策の根拠となる「予測」にどこまでとり入れるのか？（国・地域レベルともに）•

干潟消失については，海面上昇量のみで検討（Udo et al., 2013；
有明海・八代海と東京湾の一部のみでSLR0.4mに対し数10km2消失）．→海面上昇速度と同速度で地盤が上昇すれば変化なし．

適応策の課題•研究されている海浜/されていない海浜（重要/非重要？）→地域レベルって？ ←経済評価による重要地域の特定→国レベルの適応策との整合は？（経済評価の結果が異なる）•

津波など他のハザードへの対応も総合的に考える必要あり•

海浜の環境（生態系）価値（１次的，２次的）は？
→積み上げるほど価値は高くなるが，知見は少ない．

•2050年，2100年，全国（世界）の沿岸域にどれだけの人口・資産が集積しているか？人々の価値観は？
→海浜変形予測のニーズはどのようなものか？
→海浜変形予測のニーズがどの程度あるか？
（日本では，「撤退」を選択することになる地域が多い？）海岸工学講演会前日シンポ

海岸工学分野の課題
ー気候変動の影響予測と適応

平成２６年11月１1日
茨城大学長 三村信男1

講演の内容
１．IPCC第5次報告書の内容
２．適応策の役割と限界
３．研究プロジェクトの配置

2１．IPCC第５次報告書(2014年）（AR4表紙)統合報告書

WGII報告書
WGIII報告書
WGI報告書3（緩和）（科学的基礎） （影響・適応・脆弱性）

IPCC AR5で用いた濃度シナリオ（代表的濃度経路：RCP）
21世紀末
CO2濃度
936ppm

21世紀末
気温上昇量
4.3℃

670ppm

2.8℃

538ppm2.4℃

412ppm1.6℃※気温上昇量は1850‐1900年基準

4海面上昇の予測（IPCC WGI SPM，2014）5

累積CO2排出量と気温上昇
３兆CO2ﾄﾝ（IPCC WGI SPM，2014）

6

7

IPCC第38回総会及びWGII第10回会合••••

日時：2014年3月25～29日
場所：パシフィコ横浜（横浜市）
参加：約110カ国、国際機関、NGOなどから約400名
WGII CLA 約50名

89Section A 観測された影響、脆弱性と適応●気候変動の影響は広く顕著に観測されている• 降水と雪氷の融解による水資源の量と質の変化• 陸上・淡水・海洋の生物種の生息域や季節性などが変化• 穀物生産は負の影響が通常現れる
穀物市場は極端現象の影響に敏感• 気候変動の健康影響は相対的に小さい●人々と地域、生態系の脆弱性と影響（暴露）には差がある• 社会や生態系は気象極端現象に脆弱• 気候変動は他のストレスの影響を強める• 暴力的紛争は気候変動への脆弱性を高める●気候変動への適応は起こり始めている• 適応は計画に含まれつつある。実施はまだ少ない
10

世界で観測された影響（１）11（IPCC WGII SPM，2014）

Section B 将来のリスクと機会
分野ごとのリスクと適応可能性（１）分野
リスク
淡水資源 ・渇水と洪水に直面する人口増加 ex 20世紀後半に100年

陸上・淡水生態系
沿岸システム海洋システム
食料に1度の洪水に曝されている人口はRCP8.5ではRCP2.6の3倍
・乾燥地域は干ばつの頻発、高緯度地方では水資源増加
・水質悪化による飲料水への影響
・生物種の絶滅リスク増大。RCPによる・中・高RCPでは地域レベルの非可逆的変化のリスク
ex 北極域システム、アマゾンの森林
・森林の枯死の危険性
・海面上昇による水没、氾濫、侵食
・影響人口は、人口増加、経済開発、都市化により増加
・海洋生物・生態系への影響による漁業などへの影響波及
・海洋酸性化によるサンゴ礁や海洋生態系への影響
・20世紀末比2℃以上の上昇は主要穀物収量に負の影響
・20世紀末比~4℃以上の上昇は世界的、地域的な食料安
12全保障の問題に結びつく分野ごとのリスクと適応可能性（２）
都市域
地方域
鍵となる
経済セク
ター
健康
人間の安
全保障
生計・貧困

・気候変動のリスクは都市域に集中・他の問題とともに、インフラやサービス不足の地域で厳しい・主要な影響分野は水供給・利用、食料、農業収入
・他の要因（人口、高齢化、技術など）に比べて気候変動の影響は相対的に小。気象災害による損害は大・気候変動による世界経済への影響推定は難しい
ex ~2℃の気温上昇で0.2～2%の世界GDPの減少
・21世紀中盤までは既存の健康関連問題の深刻化
・21世紀を通じては様々な健康影響
・人口の移動の可能性が高まる
・気候変動にとって暴力的紛争が生じる可能性
・海面上昇による領土への影響、インフラ施設への影響
・経済成長の鈍化が貧困克服を遅らせる
・貧困や社会的格差（不平等）の影響
・保険や社会保障、災害対策などが重要
13

５つの懸念理由
５つの懸念理由(1) 固有の脅かされたシステム(2) 気象極端現象(3) 影響の分布(4) 世界の影響総量(5) 大規模極端現象（グリーンランド氷床の融解）リスクの評価基準• Undetectable（白） 影響が検出できないか、気候変動に帰すことができない• Moderate（黄色）medium conf. の影響が検出可能• High（赤）広い範囲に及ぶ厳しい影響の出現• Very high（紫） 全てのKVで非常に高いリスク
14気候変動のリスク
全球平均気温５つの懸念理由
気候変動による追加的リスク

15（IPCC WGII SPM，2014）

Section B 将来のリスクと機会● CO2の高い排出を継続すれば気候変動のリスクは非常に大きくなる。

●その結果、厳しく元に戻らない影響が世界に広く生じる可能性が高まる。

16

２．適応の効果と限界○ 気候変動が大きければ、適応の限界を越える可能性がある○ 適応策で対処できるように緩和策を進めることが重要

17

適応策の役割
緩和策
災害外力
適応策

影響リスク

適応能力
過去

現在

将来

全球とアジアの影響人口の比較（A1B）
400

300

影響人口（百万人）

全球（防護なし）

アジア（防護なし）

350

250-1.4億人200-1.9億人

アジア（適応防護あり）150

全球（適応防護あり）

100
50
0
2000

2020

2040

2060

2080

2100

年
19

適応策の限界
緩和策
災害外力
適応策
適応能力
過去

現在

将来

緩和策と適応策は気候変動リスクを管理し、減少させる上で、相補的な役割を果たす

３．研究プロジェクトの配置

地球観測
GEOSS

環境推進費S-6
低炭素ｱｼﾞｱ

データ統融合DIAS

JST低炭素社
会戦略ｾﾝﾀｰ

気候変動リス
ク情報創生

RITE
ALPS世界経済戦略推進費
社会ｼｽﾃﾑ改革

環境推進費S-8
影響・適応策
農林水産分野緩和・適応技術

RECCA
適応研究プログラム

環境推進費S-10
リスク管理戦略

サステイナビリティ学の展開：Future Earth••••

世界が参加する新しい１０年研究計画
地球環境変動のリスクと機会への対応
地球持続性への変革
科学者と政策決定者、住民、企業などとの協働

2221

政府適応計画の策定

不確実性、遷移状態下での政策決定
国レベルと地域レベル
23

まとめ
１．気候変動は、他の災害や社会変化と重なって、大きなリスクになりうる。
２．気候変動影響を抑制するためには、適応できる範囲に温暖化を抑える緩和策が重要。
３．海面上昇やスーパー台風など、沿岸域は気候変動影響の焦点の地域。リスク予測、対策技術、経済評
価などやるべきことは多い。
４．IPCCやFuture Earthなど、海岸工学コミュニティはさらに積極的に国際貢献できる。
24