Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
モデル（GCM）実験によって示唆された（Arai et al., SOLA 2010, in revision $ ^{4} $ ）。さらに、エアロゾルの増加以外にも森林破壊や農耕地拡大に代表される土地利用（地表表面状態）の長期変化がアジアモンスーン域の降水量変動をもたらす可能性が示唆されている（Takata et al. 2009 $ ^{5} $ ）。また、森林破壊に伴う植生改変によって起こりうる二次有機エアロゾルの減少など、アジアモンスーン気候への影響を考慮しなくてはならないプロセスが他にも存在する。これらの植生改変・エアロゾルのアジアモンスーンへの影響は、エアロゾル過程を組み込んだ大循環モデルによる数値実験を通し、個々のプロセスの評価が行われる必要がある。モデルによる数値実験の結果を解釈し評価する為には、高精度の観測データを用いた、現在に至る長期変動傾向の実態把握もまた必要不可欠である。観測事実に基づいたモデル実験結果との相互比較（フィンガープリント解析）を通じて植生改変・エアロゾル変動によるアジア域の気候変動の評価は、地球環境予測・地球環境政策当にも大きな貢献が期待される。

## 2 ．研究開発目的

本研究課題のサブテーマ4では、（1）客観解析データを含めたアジアモンスーン地域の広域・長期間の気象観測データが利用可能な20世紀（後半）以降について、降水量、気温、大気循環場などの観測データを統計的に解析することにより、長期的な気候変動の時空間特性を抽出し、(2)得られた気候変化の時空間特性を、モデル出力結果とフィンガープリント解析などを用いて対比することにより、観測されたアジアモンスーンの変化が、アジアモンスーン域における植生改変・エアロゾル変化（増加）・温室効果ガスの変化（増加）および、それらの複合効果とどのように関係しているのかを解明する。特に本サブテーマでは、大きな季節変化を意味するアジアモンスーン域が主要な解析対象領域である為、空間的・季節的な依存性に特に着目して研究を行う。また、降水量や大気循環場のデータに関しては、複数のデータセットを用いることにより、統計的に得られた長期変動傾向の妥当性をも確認することを目的とする。

## 3 ．研究開発方法

アジアモンスーンは季節変化が明瞭な現象である。それとともに、自然、人為起源のエアロブルにも生成と分布には強い季節依存性が観測されている。したがって、これら放射強制を介したエアロブルの変動によるアジアモンスーン降水量への影響なども、それぞれ特有の季節および地域の依存性をもって現れると推測される。その為、長期的な気候変動を理解する上では変動の季節依存性に着目する必要がある。本サブ課題では、始めに、モデル出力結果との相互比較に先駆け、衛星データが取得可能になった1979年から2008年における期間を対象として、アジアモンスーン地域の降水量の長期変動の月ごとのトレンド解析を行い、その季節性・地域性について考察した。また、降水量の長期変動傾向と関連する水蒸気場、大気循環場および海面水温（SST）変動の解析を行った。観測データの不足による不確実性を軽減し、より顕著な長期変動傾向を探るため、4つの異なる格子点降水量データ：CPC Merged Analysis of Precipitation (CMAP; Xie and Arkin 1997 $ ^{6} $ )、Global Precipitation Climatology Project（GPCP; Huffman et al. 1997 $ ^{7} $ ）、APHRODITE (Yatagai et al. 2009 $ ^{8} $ )、University of Delaware Precipitation (Legates and Willmott 1990 $ ^{9} $ )を用いて長期変動傾向の抽出を行い、データ間の相互比較を行った。また、大気循環場や水蒸気量のデータには、降水量データと同様に以下の4つの異なる再解析データ：NCEP/NCAR reanalysis
(Kalnay et al. 1996 $ ^{10} $ )、NCEP/DOE reanalysis 2 (Kanamitsu et al. 2002 $ ^{11} $ )、ERA-40 re-analysis project (Uppala et al. 2005 $ ^{12} $ )、JRA25 reanalysis (Onogi et al. 2007 $ ^{13} $ ) を用い、長期変動傾向を解析し、データ間の相互比較を行った。また、上記のデータに interpolated outgoing longwave radiation (OLR) data (Liebmann and Smith 1996 $ ^{14} $ )、Hadley Center sea surface temperature (SST) dataset (Rayner, 2003 $ ^{15} $ )、台風の経路のデータ (International Best Track Archive for Climate Stewardship: IBTrACS, Knapp et al. 2010 $ ^{16} $ ) を交え、長期変動が顕著であったアジアモンスーンオンセットの変動プロセスについてもデータ解析及び考察を行った。長期トレンドの検定には、Mann-Kendall（マン・ケンドール）検定法を用いた。

観測データの解析の他に、観測値事実として得られた結果とモデルによる数値実験の結果を比較する為、本サブテーマでは、大気海洋結合モデル MIROC （Hasumi and Emori 2004 $ ^{17} $ ），木本2006 $ ^{18} $ ）を用いた数値実験結果を使用した。MIROCには、外部強制として、自然起源要因（太陽活動や火山噴火による変動など）、及び人為起源要因（温室効果ガスやエアロブル、成層圏・対流圏オゾンなど）が含まれている。エアロブルの気候への効果は直接効果と間接効果が考慮されている。モデルの解像度は大気部分で水平約280km、鉛直20層、海洋部分で150km、鉛直44層である。本サブテーマでは、主にFULL（全強制を与えた実験）、GHGS（温室効果気体増加のみ与えた実験）、ARSL（人為起源エアロブル増加のみ与えた実験）の結果を用いた。各実験は初期値の異なる4メンバーから構成されており、アンサンブル平均値を解析に使用した。観測データを用いた解析に準じて1979-2008年における線形トレンドを計算し、モンスーンの季節性を考慮した上で、5月、6-8月、9月以降でトレンドの空間パターンを比較した。

## 4 ．結果及び考察

始めに、衛星データの取得が可能になって以降、1979年から現在（2008年）までの降水量長期変動について、最近の全球スケール降水量データ（CMAP）を用いて月別の降水量のトレンド解析を行った。その結果、降水量の長期変化傾向は同じ季節内でも各月で大きく異なり、従来の研究における季節平均降水量の長期変化傾向と必ずしも一致していないことが示された。特に、5月の降水量はアラビア海、ベンガル湾、南シナ海、西太平洋において、過去30年間で4-6 mm/day 増加していることがわかった（図(4)-1a）。これは気候値のおよそ50％に相当する増加量である。また、また赤道インド洋、特にスマトラ沖を中心として降水量の減少傾向が見られる。このことは対流活動の中心域が北に移動していることを示唆する。鉛直積算した水蒸気フラックス（NCEP/DOE reanalysis2）の長期トレンドは、降水量トレンドに対して整合的で、顕著な西風偏差が、北緯10度を中心に北部インド洋全域から海洋性大陸にかけて卓越し、赤道から南半球側では東風偏差が卓越している。

興味深いことに6月の降水量トレンドは5月の降水量トレンドと大きく異なっている（図(4)-1b）。6月のトレンドは5月の傾向と反転するように、ベンガル湾、南シナ海、西太平洋にかけて降水量の減少傾向が見られる。水蒸気フラックスは、海洋性大陸から中部南部インド洋にかけての広い領域で東風偏差が卓越している。更に興味深い点は、中国南部から日本の南にかけて降水量の増加傾向が見られる点である。これは降水帯の北への移動を示し、5月の長期変化傾向を考慮すると、降水を伴った対流活動の北進、つまり春期から盛夏期に向かう季節進行が近年早くなっていることを示唆している。実際、1979年から2008年までの気候値を用いた5月から6月にかけての季節進
行（図(4)-1c）と、5月の長期トレンドが非常に類似している。つまり、近年における5月の降水量パターンが、過去（20年から30年前）の6月のパターンに近づいている事を示し、長期変化傾向として季節進行の早まりが示唆されている。

図(4)-1 a）5月における降水量(CMAP：陰影：単位：mm/day)と鉛直積算した水蒸気フラックス(NCEP DOE：ベクトル：単位 kg/m/s)の線形トレンド。マン・ケンドール検定で95%有意な箇所のみ陰影。トレンドは30年間(1979-2008年)の変化を示す。b）a）と同じ、ただし6月の線形トレンド。c）気候値を用いた降水量と水蒸気フラックスの5月と6月の差。d）6月から9月平均降水量の線形トレンド(陰影)と気候値(等値線)。

一方、6月の降水量トレンドは夏季平均（6月から9月）降水量の長期傾向とよく似た傾向にある（図(4)-1d）。このことは、6月の降水量変動が夏季降水量変動に対して大きな寄与をもたらしていることを示している。また、北緯10度から15度平均の降水量トレンドの季節依存性を見ると、5月6月の顕著な降水量トレンドに対して、気候学的には年間を通じて最も降水量が多いモンスーン最盛期から後期にあたる7月8月9月の降水量トレンドは有意ではないことがわかる（図(4)-2）。実際、夏季平均を5月から9月と定義すると、5月と6月の偏差が打ち消しあうことにより、北緯10度から15度付近の降水量トレンドは有意ではなくなる（図省略）。これらの事実から、アジアモンスーン域における降水量トレンドは、季節進行の遷移期、特に春期から盛夏期にかけて最も卓越していることがわかった。
図(4)-2 左）北緯10度から15度における降水量(CMAP：陰影：単位：mm/day)の線形トレンドの経度時間断面図。マン・ケンドール検定で95%有意な箇所のみ陰影。トレンドは30年間(1979年-2008年)の変化を示す。等値線は気候値を示す。右）北緯10度から15度、東経60度から140度で平均した、降水量の線形トレンドと気候値の時系列。

前項で述べた5月、6月に見られる特徴的な降水量の長期変化傾向、特に中国大陆南部・インドシナ半島・フィリピン諸島の降水量の変化傾向は、異なる4種類の降水量データ全てにおいて見られ、その有意性が確認された。特に5月に見られる、西ガーツ山脈西側やフィリピン諸島での降水量の増加傾向や、6月に見られる、中国南東部の降水量の増加トレンドは顕著であり有意性が高いと考察される（図(4)-3）。一方、赤道以南のスマトラ島、ボルネオ島、ニューギニア島、インドシナ半島の一部（ミャンマーなど）では、地点降水量のみを元に作成されたデータと衛星データを組み合わせたデータとの間に差が見られた。大気循環場や水蒸気フラックスにおける長期変化傾向においても、東南アジア・東アジアモンスーン域では再解析データ間において顕著な差は確認されなかったが、南インド洋やアラビア半島・アラビア海上では、データによって統計的に有意な結果が得られない月や、変化傾向の異なる月が多く見られた。これらの領域については、今後モデル出力結果と対比させて長期変化傾向を議論する場合には、注意する必要があると考えられる。
(a) CMAP

(b) GPCP

(c) APHRODITE

(d) Univ. Delaware

図(4)-34つの異なるデータセットを用いて計算された6月における降水量のトレンド。単位はmm/day/30year。赤色系が増加傾向、青色系が減少傾向を示す。

季節進行の早期化に焦点を当て、5日平均値の降水量データを用い、Wang and LinHo (2002) $ ^{19)} $ の定義に従ってモンスーンのオンセット（開始）半旬（1月平均値を引いた半旬降水量が最初に5 mm day $ ^{-1} $ を超える半旬）を求め、1979-1993年平均から、1994-2008年平均を減じることで、その長期変化傾向を調べた（図(4)-4）。その結果、ベンガル湾から南シナ海にかけてと北部西太平洋で、10日以上オンセットが早くなっていることも確認された。ただし、同じモンスーン域でも、アラビア海域ではあまり顕著な変化は見られず、東経150度より東側の太平洋での海洋性モンスーンのオンセットは10日以上遅くなる傾向があった。アジアモンスーンのオンセットが全般的に早くなる傾向は、降水を伴う対流活動域の北上が早くなる季節進行を示していると考えられ、結果的に5月、6月の平均降水量の長期変動に現れていると考察される。
図(4)-4 Wang and Linho (2002)の定義に従い、CMAP降水量データを用いて、1979年から1993年平均値を元に計算されたモンスーンオンセットの半旬値（数字）。1994年から2008年平均値と1979年から1993年平均値との差（陰影）。

アジアモンスーンの季節推移（モンスーンオンセット）の早期化について、その変動要因を明らかにするために、更なる解析と考察を行った。図(4)-5aに200-500hPa層厚を指標とした、海陸のコントラスト（北緯30度から北緯5度の値を減じた値）の長期トレンドを示す。気候学的に5月の下旬に逆転する海陸の熱的コントラスト（図中実線）の長期変化傾向は、有為な正のトレンドがアジアモンスーン域、特にチベット高原南麓で5月に顕著である。これは大陸上の高温化を示唆し、海陸の熱的コントラスの逆転を早めている。また、オンセット後の6月7月には海陸のコントラストが、特に中国大陆上で弱くなる傾向にある。この中国大陆上における冷温偏差はYu et al.（2004） $ ^{20)} $ の研究結果とも一致し、モンスーンの季節進行の早まりと、盛夏期におけるモンスーンの弱まりと整合的である。一方、海面水温についても長期変動傾向を調べた結果、西部赤道インド洋を中心に近年上昇していることがわかり、この上昇傾向は季節に依らず同様であることがわかった（図(4)-5b）。つまり、モンスーンの季節進行に大きな影響を及ぼす海陸の熱的コントラストの長期変化傾向は、大陸上の加熱に強く依存していることが確認された（図(4)-5b、図(4)-5c）。南北の熱的コントラスの季節進行が早くなっていることに伴い5月における大規模なモンスーン循環が強化され、モンスーンの開始が早まったと考えられる。ヒマラヤ山脈南麓に見られる高温トレンドについては、他の研究結果ではエアロゾルの寄与が示唆されており（Lau and Kim, 2006 $ ^{21)} $ ；Lau et al. 2006 $ ^{22)} $ ；Gautam et al. 2009 $ ^{23)}\）、特に興味深い点である。
(b)

HadiSST (5N)

$ [C^{\circ}] $

図(4)-5 a) 層厚(200hPa-500hPa)の南北差(30°N-5°N)の気候値と線形トレンド(単位：m)。マン・ケンドール検定で95%有意な箇所のみ陰影。トレンドは30年間(1979年-2008年)の変化を示す。b) 5°Nにおける海面水温の気候値とトレンド(単位：℃)、c) 30°Nにおける層厚の気候値とトレンド(単位：m)。

降水量変動に強く寄与する水蒸気フラックスの長期変化傾向についても考察した。水蒸気フラックス収束は、気候値的には、熱帯収束帯の北上に伴い北緯10度から20度の地域に強い収束帯を形成する。この地域の水蒸気フラックスが過去30年間では発散傾向にあることが明らかとなり、全体的な降水量減少と対応していることがわかった（図(4)-6）。一方赤道インド洋上では、水蒸気フラックスが偏差として収束傾向にあることがわかった。これは、東部赤道インド洋の海面水温の上昇傾向と密接に関係があると考えられる。これに伴い、北緯10度から北緯20度の収束域で上昇し、赤道の南で下降するローカルな南北循環（モンスーン循環）が弱化し、上昇域が南偏していること、およびこの傾向は、北半球夏季（6-9月）においても持続していることも確認された。（これらの結果は Kajikawa et al., 2012 $ ^{24} $ ）にまとめられている。）
Trend and Water vapor flux convergence (60E-100E)

図(4)-6 東経60度から100度における鉛直積算した水蒸気フラックス収束の線形トレンド（陰影）と気候値（コンター）の経度時間断面図。マン・ケンドール検定で95%有意な箇所のみ陰影。トレンドは30年間(1979年-2008年)の変化を示す。

本サブテーマでは上記以外に、顕著な降水量の長期変動傾向が確認された南シナ海モンスーン域に焦点を絞り、大気循環場や外向き長波放射量（OLR）の日平均値を用いることにより、モンスーンのオンセットが早まる傾向について更なるメカニズムの解析を行った。その結果、最近15年間における南シナ海モンスーンのオンセットの早まりには、海陸の熱的コントラストの長期変動傾向や、南シナ海近辺における温度上昇よりも、中西部赤道太平洋から南シナ海へ北西進する季節内変動や相関規模の擾乱、台風に代表される擾乱が大きな役割を果たしていることが示唆された。この示唆を裏付けるように、1994年から2008年では、1979年から1993年に比べて、4月から5月の西太平洋モンスーン域における季節内変動が活発化しており、同時に南シナ海やフィリピン海を通過する台風発生頻度の増加が確認された。前項でも触れた、中西部熱帯太平洋域における海面水温の上昇が、季節内変動や台風等に代表される擾乱の活発化に寄与しているものと推測された（Kajikawa and Wang 2012 $ ^{24} $ ）。

大気海洋結合モデル MIROCを用い、全強制を与えた実験（FULL）の結果では、5月における東南アジアや西太平洋において、モンスーン開始期の早まりを示唆するような降水量の増加が見られ、6月から8月の盛夏期における全般的な降水量の減少や、降水量の減少トレンドの南北に降水量の増加トレンドが見られる、特徴的な南北のコントラストを含めた空間構造が、弱い振幅ながらも再現された（図(4)-7）。これらの変動には、基本的に、エアロブル増加による直接・間接効果が大きく作用していると考えられ、特に5月におけるソマリジェットの強化や、インドシナ半島を含めた西太平洋モンスーン域の降水量の増加、中国南部での降水量の減少は、エアロブル増加のみを与えた実験（ARSL）にも観測値とよく似た偏差パターンが確認された（図(4)-8）。また、6月から8月平均場でも、ARSL実験結果に、観測値と似た南北にコントラストのある空間パターンが確認された。このことから、エアロブルの変動が、モンスーンの長期変動傾向の季節依存性に大きな寄与をしていることが示唆される。一方、観測値で見られたインド洋・西太平洋の海面水温
上昇には、温室効果ガスの増加による加熱が、エアロゾルの増加による冷却効果を上回っていることが確認された（図省略）。観測値と同様にモデル実験内でも、海面水温の変動傾向に季節性がほとんど見られないことから、地表面や大気でのエアロゾルの増減による加熱（冷却）の効果が、モンスーンの長期変動に季節性をもたらしているものと推測された。

a) Obs (CMAP, NCEP)

b) FULL

図(4)-7 a）CMAPから計算された夏季（6月8月）平均の降水量トレンド（陰影）と気候値（コンター）。b）全強制を与えた実験（FULL）結果を用いて計算された、夏季（6月から8月）における降水量のトレンドと気候値。単位は mm/day。

a) Obs (CMAP, NCEP)

b ) ARSL

図(4)-8 a) CMAPとNCEP/DOE reanalysis2 データから計算された5月における、降水量と水蒸気フラックスのトレンド。単位や陰影は図1と同じ。b) 人為起源エアロゾル増加のみを与えた実験(ARSL)結果を用いて計算された、5月における降水量と水蒸気フラックスのトレンド。

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義
今回のアジアモンスーン降水量長期変化の地域性・季節性の解析結果は、人為起源にしろ、自然起源にしろ、持続的な強制に対し、モンスーン降水量の長期変化は季節により大きく異なることが明らかになった。本サブテーマでは、過去の研究で議論されてきた夏季平均（6月から9月）の長期変動傾向に対して、季節進行の遷移期、特に春季から盛夏期にかけて大きな変動傾向が現れることを初めて示した。アジアモンスーンの雨季の開始が近年早期化していることは科学的にも意味のあることである。これは、持続するような海面水温偏差に対しても、温室効果ガスの増加やエアロゾル変化に対しても、季節的に大きく異なる平均気候場のために、モンスーン地域の大気の応答も大きく異なることを示す。季節依存性の重要性を示した本研究結果は科学的にも大きな意義を持つと言える。これらの結果は、本研究課題のみならず、今後、地表面変化、温室効果ガス増加やエアロゾル変化も含めた人間活動による強制によるアジアモンスーン域の気候変動を理解する上で、季節遷移期という新たな着眼点を提唱し、今後の気候変動解析・議論に大きな影響を与えたといえる。

## （２）環境政策への貢献

人間活動のアジアモンスーン気候に与える影響は、温室効果ガス増加のみならず、植生改変の影響も含めたエアロゾル変化の影響も同等あるいはそれ以上に評価した対策を立てる必要が出てくると考えられる。エアロゾル変動の気候変動に対する重要性は、近年益々強調されている（e.g., IPCC, 2007） $ ^{26)} $ が、本研究の結果もそのことを強く示唆している。しかしながら、エアロゾルの変動過程は複雑であり、その気候影響の見積もりには未だ大きな不確定性が存在する。特に夏季平均場での議論が続いてきた、エアロゾル変動の気候影響に対して、季節遷移期に大きなシグナルを発見した点は、これまでの気候変動研究においては実質的に無視されてきた視点である。これら長期変動傾向における季節依存性は、気候・地球環境予測にとって画期的な前進となる可能性が高く、地球環境政策等にも大きく貢献する。貢献の具体的な道筋としては、本研究の成果はIPCC第5次報告書への貢献が期待されるほか、今後のアジアにおけるエアロゾル放出量規制や土地利用計画などにも、直接・間接的に大きく関係してくる可能性もある。

## 6 ．国際共同研究等の状況

アジア地域で進められているESSP（Earth System Science Partnership）傘下のMAIRS（Monsoon Asia Integrated Regional Studies）では、本研究の目標とするエアロゾル、植生改変（土地利用変化）およびその複合効果がモンスーンアジアに与える影響の評価を、ひとつの大きな目的としており、MAIRSへの日本からの直接的で大きな貢献となっている。また、WCRP傘下のGEWEX/MAHASRI（Monsoon Asia Hydro-Atmospheric Science and Prediction Research Initiative）の一環の成果となっている。さらに、WCRP/IGBPのcross cuttingプログラムであるAC&C（Atmospheric Chemistry and Climate）プロジェクトのアジア地域での重要な成果である。特に、アジア地域の中でも、中国の各種エアロゾルの放出量は大変大きく、アジアモンスーンに与える影響も特に大きいと考えられる。このため、本研究代表者は、中国科学院のFu Congbin教授と連携・協力して、日中二国間を基本とする「気候変動」に関する戦略的国際科学技術協力推進事業も進めており、本研究の結果は、この事業への大きな貢献ともなっている。
### 7. 研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1) Takahashi, H. G., Yoshikane, T., Hara, M., Takata, K. and Yasunari, T., (2010): High-resolution modelling of the potential impact of land-surface conditions on regional climate over Indochina associated with the diurnal precipitation cycle, Int. J. Climatology, DOI: 10.1002/joc.2119.

2) Takahashi, H. G., H. Fujinami, T. Yasunari and J. Matsumoto, (2010): Diurnal rainfall pattern observed by TRMM-PR around the Indochina Peninsula, J. Geophys. Res. 115, D07109, doi:10.1029/2009JD012155.

3) Yamashima, R. K. Takata, J. Mastumoto and T. Yasunari, (2011): Numerical study of the impacts of land use/cover changes 1 between 1700 and 1850 on the seasonal hydroclimate in monsoon Asia. J. Meteorol. Soc. Japan, 89A, 291-298.

4) Kajikawa, Y., and B. Wang, (2012): Interdecadal change of the South China Sea summer monsoon onset. J. Climate., 25, No. 9, 3207-3218, doi: 10.1175/JCLI-D-11-00207.1.

5) Kajikawa, Y., T. Yasunari, S. Yoshida, and H. Fujinami, (2012): Advanced Asian monsoon onset in recent decades. Geophys. Res. Lett., doi:10.1029/2011GL050540

## くその他誌上発表（査読なし）>

1) 安成哲三，2009：私の意見「孫やひ孫が生きる時代の環境を考えよう」，月刊なごや，No.325，p.14

2) 安成哲三，2009：学術会議だより～地球・人間圏科学の新たな展開を期して～JGR 日本地球惑星科学連合ニュースレターVol.5 No.3

3) 安成哲三，2009：基調講演「地球環境におけるアジアの生態気候系の重要性—コーラシア大陸における気候・生態系相互作用とその変化—」，「楣山人間学研究」第4号p7-p26

## （2） 口頭発表（学会等）

1) Yasunari, T., S. Yoshida and H. Fujinami “Drastic seasonal changes of long-term precipitation trends from pre-monsoon to monsoon season in Asia during the past 45 years (1961-2005)”, American Geophysical Union (AGU) 2009 Fall meeting, San Francisco, 15 December 2009.

2) Yasunari, T. “Integrated study on anthropogenic impacts on Asian monsoon climate”, MAIRS-Mega city workshop on development of Asian Mega-cities and Impacts on regional climate, Academia sinica, Taipei, Taiwan, 21 Jan. 2010.

3) Yasunari, T., “Recent progress in Nagoya University on studies of large-scale biosphere-climate interaction”, Nanjing University-Nagoya University Joint Symposium on Climate and Environment in Asia. Nanjing, Feb. 28, 2010.

4) Kajikawa, Y., and B. Wang “Decadal change of the South China Sea summer monsoon onset, 29th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology”, American Meteorological
Society, Tucson, Arizona, USA, May 10–14, 2010.

5) Kajikawa, Y. “Long-term variability of Asian monsoon rainfall and its seasonality” JST_MOST, International Workshop on, Impact of Asian megacity development on local to global climate change, Beijing, China, October 10-12, 2010.

6) 梶川義幸，安成哲三，吉田周平，藤波初木 “広域アジアモンスーンの長期変化傾向とその季節性”，2010年日本気象学会秋季大会，京都，2010年10月27日～29日.

7) Kajikawa, Y., and B. Wang “Decadal change of the South China Sea summer monsoon onset”, JSPS international Forum “Climatic Changes in Monsoon Asia”, Bangkok, Thailand, January 6–7, 2011.

8) Yasunari, T., Y. Kajikawa, S. Yoshida and H. Fujinami “Long-term trends of Asian summer monsoon and its seasonality during the recent several decades”, JSPS international Forum “Climatic Changes in Monsoon Asia”, Bangkok, Thailand, January 6–7, 2011.

9) Yasunari, T., Y. Kajikawa, S. Yoshida and H. Fujinami “Long-term trend of Asian Hydro-Climate in the recent several decades - natural or anthropogenic? -”, Science Council of Asia Special workshop “Water-related Disasters in Asia”, Ulaanbaatar, Mongolia, July 4, 2011.

10) Yasunari, T., Y. Kajikawa and H. Kanamori “Trend of Mongolian Climate in the recent decades and its implication”, The 11th Science Council of Asia Conference, Ulaanbaatar, Mongolia, July 5-6, 2011. (Invited)

11) Kajikawa, Y., and B. Wang “Decadal change of the South China Sea summer monsoon onset, WCRP Open Science Conference”, Climate Research in Service to Society, Denver, CO, USA, October 24-28, 2011.

12) Yasunari, T., Y. Kajikawa, S. Yoshida and H. Fujinami “Long-term trends of Asian summer monsoon onset and precipitation during the recent several decades”, WCRP Open Science Conference, Climate Research in Service to Society, Denver, CO, USA, October 24-28, 2011

13) 梶川義幸, Bin Wang ”南シナ海モンスーンのオンセットの10年規模変動”, 日本気象学会2011年度秋季大会, 名古屋, 2011年11月16日-18日.

14) Kajikawa, Y., T. Yasunari, S. Yoshida and H. Fujinami “Long-term trends of Asian summer monsoon onset and precipitation during the recent several decades”, AGU fall meeting, San Francisco, CA, USA, December 5-9, 2011.

15) Kanamori, H., and T. Yasunari “Difference of hydrological cycle between Islands and surrounding oceans over the Indonesian maritime continent”, AGU fall meeting, San Francisco, CA, USA, December 5-9, 2011.

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。
## （４）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）

特に記載すべき事項はない。

## （５）マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない。

## （6） その他

特に記載すべき事項はない。

### 8 \. 引用文献

1) Santer, B.D. et al. (1995): Towards the detection and attribution of an anthropogenic effect on climate. Climate Dyn, 12, 77–100.

2) Ramanathan, V., P. J. Crutzen, J. T. Kiehl, and D. Rosenfeld (2001): Atmosphere – Aerosols, climate, and the hydrological cycle, Science, 294, 2119–2124.

3) Menon, S. (2002): Climate effects of black carbon aerosols in China and India, Science, 297, 2250–2253.

4) Arai, M., Miyasaka T., Nozawa T., Nagashima, T. and Kimoto, M. (2010): Effects of aerosol and greenhouse gases on the summertime 2 Asian monsoon rainfall trend in the 20th century. SOLA, in revision.

5) Takata, K., Saitoh, K. and Yasunari, T. (2009): Changes in the Asian monsoon climate during 1700–1850 induced by pre-industrial cultivation. Proc. Nat. Acad. Sci., USA, doi:10.1073/pnas.0807346106

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# Integrated Impact of Vegetation and Aerosol Changes on Asian Monsoon Climate

Principal Investigator: Tetsuzo YASUNARI

Institution: Hydrospheric Atmospheric Research Center, Nagoya University

Furo-cho chikusa-ku Nagoya Japan

Tel:+81-052-789-3465 Fax:+81-052-789-3436

E-mail: yasunari@hyarc.nagoya-u.ac.jp

Cooperated by: Nagoya University, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, Tokyo Metropolitan University.

## [Abstract]

Key Words: Asian monsoon change, Aerosol change, Vegetation change, VOCs, Chemistry climate model

To assess the roles of aerosols in the past/present changes in Asian monsoon climate, changes of individual aerosol components and their radiative forcings were examined using the climate model(MIROC) coupled with the aerosol model SPRINTARS and the chemistry model CHASER. The model simulations for the period from the pre-industrial time to the present suggested that Secondary Organic Aerosols (SOA) decreased until the middle of the 20 $ ^{th} $ century owing mainly to decrease in biogenic Volatile Organic Carbons (VOCs) through land use change (especially in Asia), which possibly contributed to the warming trend in the former half of the 20 $ ^{th} $ century. On the other hand, increases in nitrate as well as sulfate caused radiative cooling effects in the latter half of the 20 $ ^{th} $ century in Asia.

The time-slice experiments using the MIROC-5 model were conducted to assess climate change due to the SOA changes. The direct effects were not significant, but precipitation over the ocean changed with the negative relation to the changes in sulphate aerosols, suggesting the indirect effects including feedbacks with the atmospheric and hydrologic circulations.

By using station-based long-term meteorological data, a significant weakening trend of the East Asian winter monsoon was noticed since 1900. The overall weakening trend of the winter and summer monsoon in the Indochina Peninsula were also detected for the period 1961-2000.

By using objectively analyzed precipitation and atmospheric circulation data for the recent three decades (1979-2008), significant intra-seasonal differences of the long-term trend of the Asian summer monsoon were elucidated. The monsoon onset over south/southeast Asia have become earlier in the recent three decades, reflecting the increasing (decreasing) trend of rainfall in May (June). Analysis of the climate model simulation data by MIROC-3 suggested that the change in anthropogenic aerosol forcing is likely to have induced increasing trend of rainfall in May. It was also suggested that the impact of aerosol forcing on the Asian monsoon change is
relatively large even compared to that of the greenhouse gases, but with strong intra-seasonal dependency. These model results are compatible with the observed trends of Asian monsoon.
## アジア地域に適用してアジアモンスーン気候への影響を調べる

エアロゾル・化学フルモデル

‘MIROC’

気候モデル

(大気・海洋GCM)

放射(直接効果)

雲・降水

(間接効果)

‘SPRINTARS’

エアロゾルモデル

(硫酸塩・炭素性・土壤・海塩)

④その他のエアロゾル

・土壌ダスト

・黒色炭素(BC)

・1次有機粒子(POA)

③硝酸塩・硫酸塩エアロゾル

'MATSIRO'

陸面モデル

(植生・土壤)

1. 植生改変（耕地化など）

'ISORROPIA'

熱力学平衡モデル

(硝酸塩・硫酸塩・アンモニア)

2.人間活動

(産業・工業化)

①炭化水素類

(VOCs)

エミッション

'CHASER'

大気化学モデル

• O3-CH4-NOx-CO化学

→ VOC化学

• SOx化学

HNO₃·SO₄·NH₄(+)·OH·O₃

汚染物質エミッション
課題名 5Z-1301 セシウムの動態解析に基づく除染シナリオの構築と磁気力制御型除染法の開発

課題代表者名 秋山 庸子 （大阪大学 大学院工学研究科 環境・エネルギー工学専攻 環境資源・材料学講座 量子線生体材料工学領域）

研究实施期间 平成25～26年度

累計予算額 86,303 千円（うち 26 年度 46,515 千円）

予算額は、間接経費を含む。

本研究のキーワード セシウム、土壌、建材、吸着、移行、除染範囲、除染シナリオ、減容化、保管、磁気力

## 研究体制

(1)環境中のセシウムの動態解析(大阪大学)

(2) セシウムの動態に基づく除染シナリオの構築 (福島大学)

(3)磁気力制御型除染法の開発(新潟大学)

研究協力機関

京都大学原子炉実験所、エヌ・エム・ピイビジネスサポート株式会社、中部電力株式会社

## 研究概要

### 1. はじめに(研究背景等)

現在除染において最も問題になっている放射性核種は $ {}^{137}Cs $ であり、除染して住民が帰還できるようにするためには、宅地周辺に存在する $ {}^{137}Cs $ を除去することが必要である。しかし除染作業をすすめるにあたり、大量の除染廃棄物が発生することが大きな問題となっている。特に表土剥ぎ取りにより、大量の汚染土壤が排出されている。また住宅の除染に関しては、建材の種類に応じた除染効果の高い最適な除染方法が不明であることが課題として挙げられる。

このような問題の解決のためには、住宅周りの生活圏において、セシウムがどのような過程を経てどのような形態で沈着し、今後どのように変化していくのかを明らかにすることが重要であるが、生活圏の除染が求められているにもかかわらず、一般的な環境動態のほとんどは森林や河川などの非生活圏での巨視的な動きを対象としているため、生活圏での微視的な動態（吸着強度や移行過程）は明らかになっていない部分が多い。

この問題点を解決するために、放射性物質が生活圏のどこに、どのような形で存在しているかを明らかにし、それに応じて土壌や建材の最適な除染と減容化の方法、さらには除染から保管までの一連の除染シナリオを検討することが求められている。

### 2. 研究開発目的

本委託業務の目的は、土壌や建材などの生活圏を中心とした環境中のセシウムの動態解析を行うことで、それぞれの除染対象物質・対象地域に対して最も効果的な除染、減容化および保管の方法を明らかにし、除染対象地域の追加被ばく線量を最小限の労力、予算、期間で最終的に1 mSv/年以下にするための除染シナリオを構築することである。そのために、各サブテーマにおける目的を以下のとおりとする。

(1)環境中のセシウムの動態解析(サブテーマ1)

土壌や建材を中心とした除染対象について、Csの沈着状態、微構造、結合の強さについて分析し、どの形態のCsがそれぞれどのくらい存在するかを検討し、効果的な除染方法を明らかにする。また、サブテーマ3と連携して、1:1型粘土鉱物中の変異電荷に吸着している比較的脱離の容易なCsイオンを、強く固定化するサイトである2:1型粘土鉱物のフレイドエッジサイトに移行するための条件を検討する。