Changes of Atmospheric Concentration of CO2 (AR5)
全球的に海洋は 21 世紀において温暖化が続く。熱は表面か ら深海にまで浸透し、海洋循環に影響する。
21 世紀末までに、モデルの約半数が 0 をわずかに超える程度の排出量 を示唆しており、残りの半分は大気中から二酸化炭素を正味で取り除く
事を示唆している。
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Climate-Carbon Cycle Feedback
Increase of CO
2concentration Global warming
Carbon cycle Further increase of
CO2 concentration
Further Global Warming
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海洋酸性化
海洋による更なる炭素の吸収は海洋の酸性化を増大させるだろう。
地球システムモデルは全ての RCP シナリオにおいて海洋酸性化の全球 的な進行を予測している。 21 世紀末までの海面の pH の低下量の幅は RCP2.6 シナリオで 0.06 ～ 0.07 、 RCP4.5 シナリオで 0.14 ～ 0.15 、
RCP6.0 シナリオで 0.20 ～ 0.21 、 RCP8.5 シナリオで 0.30 ～ 0.32 である
(IPCC/AR5)
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気候の安定化、気候変化の既定性 (Climate Change Commitment) と不可逆性 (1)
CO2 の蓄積排出量は、 21 世紀末およびその先に、全球平均 地上気温上昇を主として決定する。気候変動のほとんどの状 況は、 CO2 排出が停止しても多数の世紀にわたり持続するだ ろう。このことは、過去、現在、将来の CO2 排出により創り出さ れた、多数の世紀にわたるかなりの気候変動既定性
(Climate change commitment*) を表している。
AR5 Glossary: Climate change commitment Due to the thermal inertia of the ocean and slow processes in the cryosphere and land surfaces, the climate would continue to change even if the atmospheric composition were held fixed at today’s values. Past change in
atmospheric composition leads to a committed climate change, which continues for as long as a radiative imbalance persists and until all components of the climate system have
adjusted to a new state. The further change in temperature after the composition of the atmosphere is held constant is referred to as the constant composition temperature commitment or simply committed warming or warming commitment.
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CO
2累積排出量 (1870 からの）と それによる気温上昇量 (AR5)
(IPCC/AR5)
気候の安定化、気候変化の既定性 (Climate Change Commitment) と不可逆性 (2)
CO2 の累積総排出量とそれに対する全球平均地上気温の応答は、ほぼ 比例関係にある。
人為起源のCO2排出のみにより生じる温暖化を、ある確率で1861～1880年*の 平均から2℃未満に抑えるには、全ての人為起源からの累積CO2排出量を、同期 間以降で、 33%を超える確率の場合は0～約1560 GtC、50%を超える確率の場 合は0～約1210 GtC、66%を超える確率の場合は0～約1000 GtCの範囲に制限 する必要があるだろう。これらの上限値は、RCP2.6シナリオにおけるCO2以外の 強制力も考慮に入れると、それぞれ約880 GtC、約840 GtC、約800GtCに減少す る。注) *：モデルの結果が利用可能な最初の２０年
CO2排出による人為起源の気候変動の大部分は、大気中からCO2の正味での除 去を大規模に継続して行う場合を除いて、数百年から千年規模の時間スケールで 不可逆である。人為起源のCO2の正味の排出が完全に停止した後も、何世紀にも わたって、地上気温は高いレベルでほぼ一定のままとどまるだろう。
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気候の安定化、気候変化の既定性 (Climate Change Commitment) と不可逆性 (3)
熱膨張に起因する海面水位上昇が多くの世紀にわたって継続するため、2100年 以降も全球平均海面水位が上昇しつづけることはほぼ確実である。2100年以降 に及ぶ予測結果が利用できる少数のモデル予測によると、RCP2.6シナリオのよう にピークに達した後減少し500 ppm未満を維持するようなCO2濃度に相当する放 射強制力の場合、工業化以前と比べた2300年までの全球平均海面水位の上昇 は1m未満であることが示されている。RCP8.5シナリオのように700 ppmを超える が1500 ppmには達しないCO2濃度に相当する放射強制力の場合、予測された水 位上昇は2300年までに1mから3m以上である（中程度の確信度）
氷床の持続的な質量損失が起これば、より大きな海面上昇が生じるだろう。そして、
この質量損失の一部は不可逆的であるかもしれない。あるしきい値を超える気温 上昇が持続すると、千年あるいはさらに長期間をかけたグリーンランド氷床のほ ぼ完全な消失を招いて、7mに達する全球平均海面上昇をもたらすだろうというこ との確信度は高い。現在の見積もりでは、そのしきい値は工業化以前に対する全 球平均気温の上昇量で1℃より大きく（低い確信度）、4℃より小さい（中程度の確
信度）とされている。 67
AR5 に向けた日本の研究成果 ( 予測分野の例）
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(MEXT)
IPCC AR5 への貢献 政策決定者への科学的根拠 長期気候変動（～2300年）予測
地球シミュレイータ (ES)による
気候変動予測
気候モデル 高度化と 気候変動予測
不確実性の 定量化と低減
自然災害に対する 影響評価 近未来（20～30年後）予測
極端現象（台風・集中豪雨等）予測
雲解像モデルの高度化
海洋乱流シミュレーションの高度化
影響評価 研究
影響評価 研究
革新プログラム
（21世紀気候変動予測革新プログラム）地球シミュレータ
CMIP5 関連論文のモデルグループ別引用数
(8 月 29 日現在、 全引用数： 331 ）
（http://cmip.llnl.gov/cmip5/publications/model）
：日本のグループ
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MIROC-ESM結果
CO2濃度
RCP4.5
(JAMSTEC/AORI/NIES/MEXT)
地球システムモデル(ESM)による
長期気候変動予測の成果
71
(JAMSTEC/MEXT)
72
（JAMSTEC)
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北方落葉樹林 北方常緑樹林 熱帯林
2007210022002300
RCP4.5での森林帯変化 (JAMSTEC/AORI/NIES/MEXT)
近未来予測成果概要
CMIP5 decadal prediction experiment
初期値問題および 強制力応答問題
が複合した予測
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全球平均気温 3-7年予測
日本と東海上の気温 3-7年予測
図１：(a) 全球地表気温の5年平均観測値（黒線）と3-7 年平均予測（青は今回実施した初期値化ありの手法、
赤は初期値化しない従来手法）。最右端の予測は、
2006年を初期値とする2015-2019年に対する予測。
(b) (a)と同様。ただし、日本とその東海上(130E-160W, 30N-60N)の領域平均。(c) 過去事例における予測開 始後3－7年の予測誤差（℃）。陰影は、今回導入した 初期値化で従来手法より10％以上誤差が減少した地 域を示す。
(a) (c)
(b)
予測誤差
● 初期値化あり：0.05ºC
● 初期値化なし：0.08ºC
予測誤差
●初期値化あり：0.12ºC
●初期値化なし：0.17ºC
℃
℃
℃
（2011年2月23日革新プロジェクト記者発表資料）
(AORI/JAMSTEC/NIES/MEXT)
近未来予測成果
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海面水温
海洋
大気海洋結合モデ ルによる地球温暖 化予測実験
大気
280-120km 格子
全球大気モデル 水平 20km 格子 全球大気モデル
海面水温
水平 5km/2km/1km 格子 雲解像領域大気モデル 高分解能大気モデルに
よるタイムスライス実験
ネスティングによる領 域タイムスライス実験
２０７５－２０９９ １９７９－２００３
年
海面 水温
現在気候
21 世紀末
革新プログラム「極端現象予測」実験仕様
200-50km格子 全球海洋モデル
境界条件 予測した 海面水温
境 界 条
大気 件
CMIP3モデル
２０１５－２０３９
近未来
5km領域
2km領域 1km領域
FY2007-FY2011
台風の年平均発生数の将来変化（パーセント )
色はWelchの検定で９５％有意
前期 20km
後期 20km
前期 60km
後期 60km
全球 -22.5 -15.5 -22.8 -22.7
北半球 -20.1 -13.5 -22.8 -23.0
南半球 -25.3 -19.4 -22.6 -24.8
北インド洋 -14.3 -1.6 +23.1 -16.1
北西太平洋 -27.4 -22.9 -20.2 -27.6
北東太平洋 -23.0 +1.6 -33.1 -4.7
北大西洋 +8.3 -28.6 +3.6 -42.6
南インド洋 -10.2 -23.5 -12.2 -23.8
南太平洋 -44.4 -16.5 -39.4 -26.4
海盆スケールで前期と後期で異なる
全球•半球スケールで減るのは一致。 80
台風の陸上接近頻度と強度の将来変化
台風の存在頻度の将来変化
台風の陸上接近時の最大風速の将来変化
台風の陸上接近頻度の将来変化
左上図 モデル各地域の陸グリッドから半径200km域内に存 在したTCの存在頻度(単位：ストーム日数)。青色棒グラフは 現在気候実験、赤色棒グラフは将来気候実験を示す。
上図 モデル各地域の陸グリッドから半径200km域内に存 在したTCの最大風速(ms－1)の平均値。青色棒グラフは現 在気候実験、赤色棒グラフは将来気候実験を示す。
右図 TC存在 頻度分布の将 来変化を示す。
緑の丸は将来 変化が有意水 準90％で有意 であることを示 す
Murakami et al. (2011) J. Climate
前期実験（MRI-AGCM3.1S）の解析
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全球雲解像モデル
• 全球を数ｋｍメッシュで覆い、地球全体の「雲」を解像するモデル
• モデル名： 非静力正 20 面体大気モデル（ＮＩＣＡＭ）
• 地球シミュレータを有する日本が世界に先駆けて 2000 年より開発
• 独創的で先進的なモデル
気象衛星の画像 全球雲解像モデルの結果
正 20 面体格子
(NICAM/JAMSTEC/FRCGC) (NICAM/JAMSTEC/FRCGC) （MTSAT、Kochi Univ.)
気象衛星による画像 NICAM モデルのシミュレーション
（MTSAT、Kochi Univ.) (NICAM/JAMSTEC/FRCGC)
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