主要な研究成果

地球温暖化影響の科学的評価―降水量増加と旱魃―
背 景
地球温暖化による気温上昇については良く知られている。しかし、降水量（雨、雪）の変化については、洪水と旱魃の頻度がともに増加するなど、一見すると矛盾する予測結果が報告されている。IPCC の第 3 次評価
報告書 TAR（2001）の時点では、気候モデルの信頼性と計算機性能が共に不十分であったため、降水量の変化特性は良くわかっていない。

目 的
地球温暖化による降水量の変化について、世界最高速クラスの地球シミュレータによる予測結果を詳細に解析し、観測結果等と比較することにより、降水量変化の特性を把握する。

主な成果
1．解析に用いたデータの概要
IPCC 特別報告書 SRES の中排出世界 A1B シナリオ（再生可能エネルギーを大幅導入）、低排出世界 B1 シナリオ（原子力を大幅導入）についての超長期温暖化予測結果のうち、2100 年までのデータを解析した。
予測には、共同研究機関である米国大気研究センター（NCAR）が開発した大気海洋結合モデル（CCSM3 ：空間解像度は大気 160km、海洋 110km）を用いた。比較する観測データとしては、気象庁との共同研究によって得られた過去 25 ヵ年（1979 年〜 2004 年）の気象データセット（再解析データ JRA-25 と呼ぶ）を用いた。再解析データの空間解像度は約 120km である。
2．降水量変化の特徴（1）気候変化のトレンドを含まない比較的短期間（1991 年〜 1994 年）を対象に、降水日数の空間分布と経線方向積分値について、モデル結果と再解析データとを比較した。その結果、50mm/day 以上の強い降水がある日に限ると、モデルは再解析データに比べて過小評価となり、本モデルの測精度は不十分である。しかしながら、全降水日数（10mm/day 以上の日数の 1 年間合計）は再解析データと良く一致することがわかった（図 1）。
（2）今回の温暖化予測では、1 つのシナリオに対して、初期値を変えた 3 ケース（メンバー b、f、g と呼ぶ）の予測を行うアンサンブル予測手法を採用した。予測結果では、中央オーストラリア等の乾燥地域等における降水量変化は、メンバー間で異なる性質があることがわかった。そのため、アンサンブル平均（3 メンバーの平均）を採用することにより、統計的な意味で、温暖化による降水量変化を精度良く予測することが可能になった（図 2）。
（3）A1B、B1 シナリオとも、各地域の 21 世紀末の降水量は全般的に増加する（図 3）。一方、地中海性気候区分に属する地域では、降水量が減少し、しかも連続する無降水日数（日照り日数）も増加する（図 4）。
これは、地中海性気候区分の地域において、温暖化により降水量が減少し、旱魃も増加することを示唆している。
（4）降水量増加地域においても、温暖化で地面が高温になるため、蒸発散量も増加し、流出率が減少する可能性がある（図 5）。予測結果を解析すると、A1B、B1 シナリオとも各地域の 21 世紀末の流出率は、ほとんどの地域で減少する（図 6）。これは、 焼石に水 状態を示唆しており、降水量が増加するものの水不足が懸念される。
本研究は文部科学省受託研究「人・自然・地球共生プロジェクト」（H14 〜 H18 年度）の成果＊である。

今後の展開
今後予測される不可避的な気候変化による影響や損害を予見的に軽減するための適応策の検討を進める。
主担当者

環境科学研究所 物理環境領域 重点課題責任者 丸山 康樹（サブテーマ担当：吉田 義勝、筒井 純一、仲敷 憲和、西澤 慶一、北端 秀行、金 東勲、朴 惠善、津旨 大輔）

関連報告書

平成 17年度受託報告「大気海洋結合モデルの高解像度化」V990601（2006 年 5 月）
平成 16年度受託報告「大気海洋結合モデルの高解像度化」V990401（2005 年 5 月）

26

図5

蒸
発散量︵Ｅ︶増
加蒸
発散量︵Ｅ︶

河川流出量（R）

降
水量︵Ｐ︶
増
加

降
水量︵Ｐ︶

地表温度上昇のため、降水量（P）よりも蒸発散量（E）が増加。

流 20
出率の 10
変化 0︵％︶ -10

地表温度が上昇-20

河川流出量（R）減少

中央カナダ

流出率（R/P）低下

北半球

図6

温暖化による流出率（R/P）の減少の模式図

27-30

地中海地域

RegionMiddle Eastt

Northern Africa

チベット高原India

21世紀末の世界各地の流出率（R/P）
予測結果

中央カナダ、地中海地域、オーストラリア等で減少が著しい。

オーストラリア

南半球

Argentine

Antarctica

Southern Australia

A1Bシナリオ（10年間平均：2090-2099年）

South Africa

Eastern Australia

Central Australia

Brazill

Northern Australia

Southern Africa

Amazonia

Indonesia

Central Africa

Central America

中央

SahelIndochina

北部

Sahara Desert

国

Arabian Peninsula

北部 南部Southern China

全平均

East Asia（アンサンブル平均値）

Northern China

大部分の地域で増加するが、地中海性気候の地域では減少する。
中Tibetan Plateau

図4Central U.S.
.

世界各地の21世紀末の降水量変化

Eastern U.S.

オーストラリア-20

Mediterranean

20年
間降 10水量
変 0
Mongolia East Asia Northern Southern Northern Central Southern Eastern
化
China
China
Australia Australia Australia Australia︵％東モン-10ア︶
ゴジア

Western U.S.

経度方向積分値の比較

Europe0Mongolia

ルCentral Asia

再解析

Central Russia

Antarctica

モデル

Eastern Siberia

ArgentineSouth Africa
Southern Australia

2. 0Central Canada

BrazilCentral Australia

再解析

Eastern CanadaRegion
Eastern Australia

中央アメリカNorthern Australia

50mm/day以上の日数

AlaskaAmazonia

中央カナダ
A1Bシナリオ
B1シナリオSouthern Africa

年間の降水日数（1991年-1994年）の空間分布（だだし、アマゾン流域での両者の相違は、再解析データの精度が低いことが一因である。）

Indonesia

Central Africa

Central America

3. 0Western Siberia

India

東アジア

Sahel

欧州

Indochinan3.5

北Northwest Canada

Sahara Desert

日数赤道Greenland

地中海地域
Arabian Peninsula

再解析（JRA-25）
南

Alaskan Arctic

Middle East
Northern Africa
Southern China

40

Northern Europe

East Asia
Northern China

Tibetan Plateau

米国西部

Mediterranean

Eastern U.S.

Central U.S.

Western U.S.

0

Global Land

北半球
Central Asia

Mongolia

EuropeCentral Russia

Eastern Canada

Central Canada

Eastern Siberia

Western Siberia

60 モデル

Russian Arctic

図3
Northwest Canada

図1

AlaskaNorthern Europe

30

Alaskan Arctic

Greenland

Russian Arctic

日数Canadian Arctic-10
Global Land

降水 20量変化 10率︵％ 0︶Canadian Arctic

C．エネルギーと環境の調和

12 010mm/day以上の日数

気候モデル
21世末の年間降水量の変化（A1シナリオ）

ensemblemember b
member f
member g

オーストラリア

南部 東部

1. 0

図2 アンサンブル予測手法による降水量変化

アンサンブル平均値の採用により予測精度向上（中央オーストラリア等）

気候モデルと再解析データの降水日数の比較

40

全平均

北 中東 南部 央部 部
日数-20

北アフリカ
南半球

連続する無降水日数（1年間）の21世紀末の変化

図中、赤の部分では、雨の降らない日数（日照り）が増加。

30
Runoff-to-Precipitation Ratio Change（（2090s-1990s）/1990s）

A1Bシナリオ
B1シナリオ

東アジア

南
北部 中央
東部 部