地球温暖化：最新の科学的知見
一般財団法人リモート・センシング技術センター

近藤

1．はじめに参与

洋輝 Hiroki Kondo

球全体の平均濃度は年々増加し、2014年の年平均値は43％増加の397.7 ppm と観測史

近年、猛暑や豪雨などの異常気象の頻度あるいは強度が増大し自然災害が激化してい上最大で、特に北半球の月平均値では4月に初めて400 ppm を超えている。

る。2015年 の 夏、 東 京 で は、 最 高 気 温 が一方、1970年代には数値天気予報モデル35℃以上の猛暑日が観測史上初めて8日連続の発展として、大気のバランス状態の研究開となり、熱中症が多発した。9月には「関東・発が進み、さらに陸域や海洋の効果も取り入東北豪雨」による鬼怒川決壊など、甚大な災れた気候モデルが開発され始めた。特に CO2害が生じた。本稿では、このような災害の激濃度が倍増したら、温室効果※1により気候が化傾向との関連が指摘される地球温暖化の最どの程度変わるかに関し、米国地球流体力学新知見について述べる。

研 究 所（Geophysical Fluid Dynamics Laboratory：GFDL）の真鍋らによるシミュレー

2．二酸化炭素の観測値と問題の発端

ション結果 1） が報告され、その結果、地球温暖化の可能性が指摘されて大きな反響を呼んだ。

1950年代より南極点やハワイ・マウナロ
アでは、二酸化炭素（CO2）濃度が観測されりょう りており、岩手県 綾 里での観測値も含めた経3．IPCC による知見の集約とその意義年変化を図1に示す。2014年までの観測では、 工 業 化 以 前 の1750年 頃 に は278 ppm

地球温暖化への懸念から研究成果に対する（1 ppm は体積比で百万分の1）であった地

政 策 ニ ー ズ が 増 す 中 で、1988年 気 候 変 動※１
温室効果
太陽からの放射に対してはかなり透過させるが、暖められた地球表面からの放射に対してはほぼ吸収して温まり、地表をより高い温度でバランスさせる性質。それを有する CO2な
どの気体は温室効果ガスと呼ばれる。

4

観測された大気中 CO2 濃度の変化

二酸化炭素濃度（ppm）

図1（気象庁資料）に関する政府間パネル（Intergovernmental

性および見解の一致度に基づいているが、こPanel on Climate Change：IPCC） が 設 立 さこでは必要な箇所のみに示す。正確には報告れた。以来、IPCC は世界中の専門家の協力で、書を参照されたい。

学術論文による知見の評価結果を発信している。IPCC では、この評価報告書を1990年以（1）大気来5回 出 し て い る。 最 新 の 第5次 評 価 報 告

地上気温に関しては、1850年代から現在

書（The Fifth Assessment Report：AR5）はまでに年ごとの変化や10年平均値ごとの変2013−14年に発表された。これらの報告書化でみて、20世紀後半からは明確な増加傾は、国連気候変動枠組条約（United Nations向が見られる（図2）。一方、1750年は歴史Framework Convention on Climate Change：的に見て工業化以前の基準年と国際的にみなUNFCCC）や、京都議定書に至る政策判断のされているが、当時の測器観測データはなく、基礎情報となった。さらに、2020年からの年輪や氷床コアなどの資料から間接的に推測実施を目指す新たな枠組にむけた国際交渉するしかない。そこで AR5では、工業化がが、2015年 末 の パ リ 会 議（Conference ofまだ低く、しかも測器観測データが世界的にParties：COP21）でパリ協定として決着し存在していた1850〜1900年での平均値をたが、AR5は議論の重要な根拠となっている。

1750年頃の近似とみなしている。この平均

以 下、 最 新 の 知 見 と し て は、 主 と し て

値から直近値（2003〜2012年の平均値）まAR5のうち自然科学的成果に関する第1作業
2）

3）

部会の報告書 （およびその日本語訳 ）にでの昇温はすでに0.78℃である。
な お、AR5の 報 告 書 で は0.78［0.72〜依拠して解説する。第1作業部会では気候シ0.85］℃と表記され、［］内の不確実性のステムの観測、古気候の記録、気候の諸過程範囲は90％の信頼区間で定量的評価がなさに関する理論的研究、気候モデルを用いたシれているが本稿では以下同様に省略する。

ミュレーションなどによる多くの科学的な分

年降水量の過去110年間の10年あたりの析に基づいた気候変動の新しい証拠の検討を変化率の平均を見ると、地域により降水量の行っている。

増・減はばらつきが大きいが、最近の60年間でそのばらつきの地域間の差が拡大してい4．観測からの知見る。
世界規模で寒い日や寒い夜の日数が減少

IPCC では得られた知見から、前回の第4次し、暑い日や暑い夜の日数が増加している可評価報告書（AR4）および今回の AR5では「地能性が非常に高い。熱波の頻度はヨーロッパ、球システムの温暖化は疑う余地がない」と評

アジアおよびオーストラリアの大部分で増加価するに至った。具体的にその内容を以下にしている可能性が高く、また陸域では大雨現示す。

象の回数が増加した地域は減少した地域より

なお、AR5では主要な知見の確実性の度合も多い可能性が高い。

いについては、確信度を定性的な階級（非常に低いから非常に高いまで）で表し、可能性（2）海洋（ほぼありえないからほぼ確実まで）を確率

地球温暖化の熱エネルギーはどこかに蓄積的に定量化して表している。知見の妥当性に（吸収）されている。1971〜2010年の40年

対する確信度は、証拠の種類や量、質、一貫間において、気候システムにおける正味のエSE 182 March 2016 5図2

観測された世界平均地上気温 3）

色分けは用いた 3 つのデータセットの違いを示す。

ネルギー増加量の60％以上は海洋の表層（0図3

蓄積された温暖化のエネルギー〜700 m）に蓄積されており、約30％は海洋の700 m 以深に蓄積されている。蓄積量
では、海洋は約90％を蓄積し、次は氷、陸域の順で、大気は1％程度に過ぎない（図3）。
地球温暖化は海洋に圧倒的に反映している。

（3）雪氷圏
北半球の春の積雪量は、有意な減少傾向にある。北極海氷の面積は毎年9月が最小値となるが、その減少傾向は著しく、2012年に衛星観測史上最小を記録した（図4）。

（4）海面水位
地球全体の平均海面水位は上昇が加速して6年

一点鎖線は不確実性の範囲を示す。

図4

北極海氷の 9 月平均面積（1979〜2015 年）

出物質から分類し、それらがどのような物質になりどれだけの RF が生じるかを示し、また人為起源エーロゾル（大気中微粒子）の役割も RF で表わし、排出物質の温暖化への効果を示している。
AR5では、RF の外力条件を変えたシミュ
レーション実験の結果をモデルグループ間で相互比較し、人為起源外力を加えない限り観測された20世紀の気温変化の再現は不可能で、自然および人為起源両方の外力を加えたいる。その要因は大きい順に、海洋熱膨張、場合のみ観測結果がほぼ再現されることなど

氷河の融解、グリーンランド氷床の変化、南から、地球温暖化の原因が人為起源の温室効極氷床の変化、および AR5で新たに示され果ガス濃度の増加にあることは極めて可能性た陸域の貯水量の変化である。

が高いと評価している。

（5）温室効果ガス

6．気候変動の21世紀末までの将来予測

主な温室効果ガスである、CO2、メタン（CH4）、および一酸化二窒素（N2O）の大気中濃度は、人間活動により1750 年以降全て増加している。

AR5では、気候システムの変化予測のシナ
リオは、簡略な気候モデルから、中程度に複海洋・大気間では海洋が CO2を吸収し、そ雑なモデル、包括的な気候モデル、そして地のため海洋酸性化（pH の減少）が見られ、球システムモデルまで、様々な階層の気候モサンゴや一部のプランクトンへの影響が懸念

デルを使ってなされている。新しい気候モデされている。

ルシミュレーションでは、排出の程度に応じた代表的濃度経路（Representative Concen-5．地球温暖化の原因特定

tration Pathway：RCP）という新しいシナリ
オが用いられた。RCP として4つのシナリオ1750年を基準としたある時点での気候変を仮定し、現状の活動継続の「高位参照シナ動を進める外力として、放射強制力（Radia-リオ」（RCP8.5）のほか、政策介入による高−2）が導入さ位（RCP6.0）、中位（RCP4.5）、低位（RCP2.6）

れている。RF とは、気候学における用語で、の3つの安定化シナリオの下での、各国の気地球に出入りするエネルギーが地球の気候に候モデルによる予測実験結果の比較研究プロ対して持つ放射の大きさのことで、正の RFジェクトが実施された。日本は文部科学省のは温暖化、負の RF は寒冷化を起こす。RF

プログラムの下、地球シミュレータ※2の活用

は現場観測、遠隔測定、温室効果ガスやエーから先端的成果を出すなど大きく貢献した。

ロゾルの特性、および観測される過程を表現

以下、主要な予測結果を示す。

tive Forcing：RF、単位は Wm

する数値モデルを用いた計算に基づいて推定される。
AR5では、観測される温室効果ガスは、排（1）大気
図5は、1986〜2005年を基準年（その平※２
地球シミュレータ海 洋 研 究 開 発 機 構に2002年導入されたスパコン。1秒当たりの演算数は当初世界最速の40兆回で、その後2回更新され、現在1300兆回である。

SE 182 March 2016 7

図5

世界平均地上気温の変化 3）

1986−2005 年の平均からの偏差で表示
黒い実線：観測値、灰色帯：最少と最大の範囲
赤色帯及び青色帯：RCP8.5 および 2.6 の予測結果
右端の棒は各シナリオごとの 21 世紀末 20 年平均値の予測幅
グラフ中の数字はモデル数、実線はそれらの結果の平均

図6

地上気温（a）および降水量（b）の変化の世界分布 3）

左＜RCP2.6＞ 右＜RCP8.5＞に対する 20 世紀末の 1995 年前後＜1986−2005＞から21 世紀末＜2081−2100 年＞までの変化
各地図の右上の数字はモデル数

均気温が縦軸のゼロ点）とし、世界平均地上気温変化に関する再現・予測の実験結果を示している。工業化以前（1750年）の気温を・昇温は北極域で最大となり、海洋域より陸域で大きい（図6）。

1850〜1900年の平均で近似すると、それか・極端な高温がほとんどの陸域で日々およら上記予測の基準年までは、すでに0.61℃

び季節の時間規模でより頻繁になり、極上昇している。これを踏まえると：端な低温が減少することはほぼ確実であ・工業化以前から21世紀末までの上昇量の予測は、RCP2.6：0.9〜2.3℃、RCP4.5：8える可能性が高い。

る。熱波の頻度が増加し、より長く続く可能性が非常に高い。

1.7〜3.2℃、RCP6.0：2.0〜3.7℃、RCP8.5：

・地球全体的な水循環の変化は一様ではな

3.2〜5.4℃である。RCP2.6以外は1.5℃い。湿潤域と乾燥域、雨季と乾季の間のを超え、RCP6.0と PCP8.5では2℃を超降水の対照性が増大するだろう（図6）。

・中緯度の陸域のほとんどと湿潤な熱帯域において、極端な降水がより強く、より7．長期的な気候変化頻繁になる可能性が非常に高い（図6）。
・モンスーン（梅雨など）の領域は拡大す

AR5では21世紀後も含め昇温量は、どのる可能性が高い。風は弱くなるが、降水RCP シナリオでも1870年を起点とした CO2は強まる可能性が高い。モンスーンの雨累積排出量にほぼ比例することがわかった。

季の開始は早まるかあるいは変化しない

長期的には、途中で CO2排出が停止したとし可能性が高いが、終了期は遅くなり多くても数世紀に渡り地球温暖化は持続するだろの地域で長期の可能性が高い。

う。一定の値を超える気温上昇が持続すると、上記知見は、今後気象災害に関し、想定外千年以上の長期間にグリーンランド氷床がほの頻度・規模への備えや再現期間の見直しがぼ完全に消失し、7 m に及ぶ海面上昇をもた必要となることを示しているといえる。

らす。

（2）海洋

8．おわりに世界平均で海洋は21世紀において昇温し続けるであろう。熱エネルギーは海面から海

地球温暖化には上記のほか、その影響・適洋深層に広がり、海洋循環に影響するであろ

応・脆弱性の課題があり、AR5では生命財産う。21世紀末までの海洋の水深100 m までに加え、生態系など多様な「価値あるもの」

は、海水温上昇予測は約0.6℃（RCP2.6シナのリスクに焦点を当てている。更に緩和策のリオ）から約2.0℃（RCP8.5シナリオ）である。

課題もあり、気候モデルからの予測に加え、海洋による炭素の吸収は、海洋の酸性化を地球全体的なバランスからの簡易モデルによ増大させ pH 値減少の進行が予測される。

る多数のシナリオでの予測結果も加味して、排出削減の可能性が示されている。パリ協定（3）雪氷圏で、工業化以来の昇温量を2℃で抑える目標

21世紀を通して北極海氷は、面積が縮小に合意は得られたが、排出量が RCP8.5に沿し厚さが薄くなり続ける。RCP8.5では、今う勢いの現実下で各国提示の自国削減目標だ

世紀半ばの9月にはほとんど海氷の存在しなけでは達成は困難を伴う。今後が注目される。

い状態が現実化する可能性が高い。
参考文献（4）海面水位地域的に一様ではないが、世界平均では21世紀を通して上昇傾向が続き、特に海水温の増大、氷河・氷床の融解・流出増加などにより、全ての RCP シナリオで海面の上昇率が、これまで観測された値を超える、つまり加速することは非常に可能性が高い。

1） Manabe, S and R. T. Wetherald：The eﬀects of doubling
CO2 concentration on the climate of a general circulation model. J. Atmos. Sci. 32, 3-15.1975.
2） IPCC［Stocker, T.F., et al.］：Climate Change 2013：
The physical Science Basis； Contribution of Working
Group Ⅰ to the Fifth Assessment Report of the IPCC,Cambridge University Press, Cambridge, U.K and NewYork, NY, USA, 1535 pp, 2013.
3） 気象庁：気候変動2013自然科学的根拠 政策決定者向け要約，2015. http://www.data.jma.go.jp/cpdinfo/ipcc/ar5/
ipcc̲ar5̲wg1̲spm̲jpn.pdf

こんどうひろき新潟県出身。東大理学部物理学科卒業、同大学大学院（地球物理学）修了、気象庁予報部数値予報班、イリノイ大学客員研
究員、気象大学校講師、WMO 上級科学官、気象庁海洋課長、
気 象 研 究 所 気 候 研 究 部 長、JAMSTEC 上 席 特 任 研 究 員、
RESTEC 特任首席研究員、2015年から現職。

SE 182 March 2016 9