第 1 章 異常気象と気候変動の実態
1.2 大気・海洋・雪氷の長期変化傾向
1.2.1 気温
世界の年平均気温は長期的にみて上昇傾向にあ り、気象庁の解析では1891年の統計開始以来100
年あたり 0.69℃の割合で上昇している（気象庁,
2014）。人間活動による影響が20世紀半ば以降に
観測された温暖化の支配的な原因であった可能性 が極めて高い（IPCC, 2013）。日本の年平均気温 は、1898年の統計開始以来100年あたり1.14℃
の割合で上昇している。
(1) はじめに
気象庁では、地球温暖化に伴う気温上昇を検出 するために、世界及び日本の平均気温の変化を監 視している。本項では、気温の長期変化傾向につ いて観測的事実をまとめるとともに、地球温暖化 による影響についてIPCC評価報告書の見解を引 用しながら述べる。また、気象庁のデータに加え て海外の気象機関のデータもあわせて検証に用い る。
(2) 世界の平均気温
世界の平均気温の監視にあたって、気象庁では、
海外の主要な気象機関と同様に、陸上で観測され た地上気温データ及び海面水温データを合わせて 解析している（石原, 2006）。観測地点は空間的に まばらにしかなく、また観測所の標高などの地理 的な環境がまちまちであるため、気温の観測値そ のものをある領域で平均した値は、必ずしもその 領域を代表する気温とはならない。しかし、各観 測地点で平年値からの差として算出した気温偏差 は、観測所の高度によらず、ある程度の広がりを 持った空間代表性があると考えられる（石原,
2006）。また、世界の平均気温の長期変化傾向を
監視するだけであれば、世界全体で平均した気温 そのものではなく、平年値からの気温偏差を求め られれば十分である。そのため、世界の平均気温 の算出には陸上の観測地点の気温データと海面水 温データについて、1981～2010 年の平年値から
の偏差を求め、世界全体で平均した値を用いる。
また、地球温暖化を検出するためには都市化の 影響を取り除く必要があるが、IPCC第5次評価 報告書では、世界の陸上平均気温の長期変化傾向 に対し、都市化の影響が10％以上を占める可能性 は低いとされている。地球温暖化などの気候の変 化を評価する場合、大きなスケールで空間平均を 行うことで都市化の影響はほぼ無視できるといえ る。実際、衛星からみた夜間地上光をもとに都市 化している場所／していない場所を判別し、都市 化の影響を受けた観測地点を取り除いて世界平均 気温を求めた結果、長期変化傾向に都市化の効果 はほとんどみられないことが指摘されている
（Hansen et al., 2010）。
気象庁のデータセット（以下、JMATEMP）を
用いて1891～2013年の世界の年平均気温の変化
を求めた結果を図1.2.1に示す。世界の年平均気 温は、長期的に上昇傾向を示しており、上昇率は
100年あたり0.69℃である（信頼度水準99%で統
計的に有意）。世界の平均気温偏差が大きかった年 の順位をみると、1990年代以降は高温となる年が 頻繁に現れており、上位 10 位までの年は全て 1998年以降に出現し、2位から10位までの年は 2000年以降に記録されている。JMATEMPによ り、最近の10年間は、これまでの全ての10年間 の中で最も高温であった。年平均気温の変化には、
数年～数十年程度で繰り返される自然変動に加え、
二酸化炭素など温室効果ガスの大気中濃度の増加 による地球温暖化を示す長期的な気温上昇が重な って現れていると考えられる。19 世紀末から 1900年代にかけては下降傾向がみられ、1910年 代から 1940 年代には上昇傾向、1950 年代から 1970年代にかけては下降傾向、1970年代以降は 強い上昇傾向へと転じている。世界全体の平均気 温にみられるこの数十年規模の変動は北半球でも 顕著にみられる。また、北半球の年平均気温の上
昇率は100年あたり0.72℃で、世界全体の上昇率
よりも大きな値になっている。一方、南半球は100
年あたり0.66℃で、特に、近年の世界全体や北半
球にみられた顕著な気温上昇は南半球にはみられ ない。1998年頃から世界の平均気温の上昇率は、
ほぼ横ばいの状態が続いており、温暖化が停滞し ているようにみえる（この話題については 59 ペ ージ【コラム④】気温上昇の停滞を参照）。
以下、IPCC第5次評価報告書をもとに他機関 によるデータセットとの比較を行う。他機関のデ
ータセットは、英国気象局（UKMO）のハドレー 気候予測研究センター及びイーストアングリア大 学気候研究ユニット（CRU）によるHadCRUT4
（Morice et al., 2012）、米国海洋大気庁（NOAA）
の気候データセンター（NCDC）によるMLOST
（Smith et al., 2008）、米国NASAのゴダード宇 宙 科 学 研 究 所 （ G I S S ） に よ る GISTEMP（Hansen et al., 2010）である。これ らのデータによる世界の年平均気温偏差の変化を 比較した結果を図1.2.2に示す。また、期間別に 気温上昇の割合を比較するため、各期間における 長期変化傾向を表1.2.1に示す。
データの被覆率は、昔は低く、また今でもアフ リ カ 大 陸 や 南 半 球 の 海 洋 上 で は 低 い 。
HadCRUT4 やJMATEMP は観測データのある
格子のみを世界の平均気温偏差算出に用いている
一方、MLOSTやGISTEMPは観測データのない
格子に対して内挿などによる空間的な補間をして いる。このため、観測データが少ない時代は手法 間の差が大きく、つまり世界平均気温偏差の不確 実性も大きくなる。
気象庁、UKMO のハドレー気候予測研究センター 図1.2.2
及び CRU、NOAA・NCDC、NASA・GISS のデータセット（それ ぞれ JMATEMP、HadCRUT4、MLOST、GISTEMP）による世界の 年平均気温偏差の変化
各機関が公開している最新のデータセットのうち2012年 までを解析対象とした。基準値は1961～1990年。IPCC
（2013）のFigure 2.20からデータを一部引用。
1891～2013 年の年平均気温の変化 図1.2.1
（a）は世界平均、（b）は北半球平均、（c）南半球平均。黒 い細線は各年の基準値からの偏差、青い太線は偏差の5年移 動平均、赤い直線は長期変化傾向を示している。基準値は
（a）
（b）
（c）
表 1.2.1 期間別にみた世界の年平均気温の長期変化傾 向（単位：℃/100 年）
IPCC（2013）のTable2.7から一部引用。
データ＼年 セット名
1901～
2012
1901～
1950
1951～
2012
1979～
2012
JMATEMP 0.74 0.99 1.00 1.12
HadCRUT4 0.75 1.07 1.06 1.55
MLOST 0.81 0.97 1.18 1.51
GISTEMP 0.83 0.90 1.24 1.61
長期的な変化傾向については、各機関によって 算出手法やデータが異なるものの、各データ間の 経年変化は概ね一致していることがわかる。また、
表1.2.1をみると、全てのデータセットで1901～
1950 年に比べて 1979～2012 年の期間の方が気 温の上昇率が大きくなっている。
なお、GISTEMPは1901～2012年において長 期変化傾向が0.83℃/100年で最も大きい。これは、
GISTEMPが南極のデータを取り入れていること
や、北極域の気温も内挿により含めているために 近年の昇温が大きいと考えられる。IPCC第5次 評価報告書は、海面水温データの作成に使用した 観測データの被覆率やバイアス補正の違いがこれ らの長期変化傾向の違いに現れていることを指摘 している。JMATEMPは2000年以降、他機関よ り気温偏差が小さく見積もられている。これは海 面水温データに大きく依存しており、上述したよ うに海面水温データのバイアス補正の違いが原因 のひとつであると考えられる。
JMATEMP による経度緯度5 度格子の年平均
気温の長期変化傾向を図1.2.3 に示す。長期的な 変化に対して近年の変化を比較するため、2 つの 統計期間1891～2013年（a）、1979～2013年（b）
について示す。
これらの図を見ると、地球温暖化に伴う気温の 上昇は温室効果ガスの排出の地域による多寡にか かわらず、世界全体で起きていることが分かる。
ただし、気温上昇の割合は世界で一様ではなく、
海上より陸上の方が大きく、低緯度より高緯度の 方が大きい。特に、北極域の気温上昇が著しく、
過去100年間で世界の他の地域の約2倍の速さで 上昇していることがわかる。1979～2013 年の期 間の気温上昇（図1.2.3（b））には、負のPDO時 に見られるパターンが現れ、太平洋の東部を中心 とした負の変化傾向がみられるものの、ほとんど
の地域で1891～2013年に比べて大きいことがわ
かる。
(3) 地球温暖化の要因
世界の気温上昇は、人為起源の温室効果ガスに よって引き起こされているのか、自然変動の一部 にすぎないのかという疑問に対して、Jones et al.
（2013）は、気候モデルを用いて「自然強制力の みを与えた実験」と「自然強制力と人為強制力を 与えた実験」結果を比較し、要因の切り分けを行 っている。図1.2.4は、世界の陸域及び海洋にお ける過去100年間の地上気温の変化を表している。
「自然強制力と人為強制力を与えた実験」（赤線）
緯度経度 5 度の格子ごとにみた年平均気温の長期変化傾向の分布 図1.2.3
（a）は1891～2013年、（b）は1979～2013年の期間における長期変化傾向で、10年あたりの割合で示している。灰色は変 化傾向が明確に見出せないことを示す。
（a）
℃/10年（ b ）
℃/10年は、観測された気温（黒線）の上昇を良く再現で きている一方、「自然強制力のみを与えた実験」（青 線）では、気温の上昇がみられず、人為起源の強 制力を考慮しないと温暖化を説明できない。
また、IPCC第5次評価報告書では、それぞれ の強制力がどの程度の影響を与えたのかを定量的 に評価した。
1951～2010 年の気温上昇に対して、人為起源
の温室効果ガスの寄与は0.5～1.3℃の範囲で、エ ーロゾルの冷却効果を含むそれ以外の人為起源の 強制力の寄与は−0.6～0.1℃の範囲である可能性 が高い。自然起源の強制力の寄与は−0.1～0.1℃の 範囲で、内部変動による寄与は−0.1～0.1℃の範囲 である可能性が高い。これらの寄与を合わせると、
実際に観測された昇温とほぼ同じである。
また、対流圏の気温が上昇しているのに対し、
成層圏では気温が低下している（IPCC, 2013）。 成層圏の下部における気温低下は成層圏のオゾン の減少が主な要因であるが、対流圏で昇温し、成 層圏下部で降温するという気温変化の構造は、大 気中の二酸化炭素濃度の増加から予想される変化 傾向と整合的である。
IPCC第5次評価報告書は、人為起源強制力は、
南極を除く全ての大陸域において、20世紀半ば以 降の地上気温の上昇にかなり寄与していた可能性 が高く、1970年代以降に観測された世界の海洋表 層（0～700m）の貯熱量の増加にかなり寄与した 可能性が非常に高いと評価した。また、第5次評 価報告書では、人間活動による影響が 20 世紀半 ば以降に観測された温暖化の主な要因であった可 能性が極めて高いと結論付け、第4次評価報告書 での「可能性が非常に高い」という表現をさらに 強調した。
(4) 日本の平均気温
日本の平均気温は、長期間にわたって観測を継 続している気象観測所の中から、都市化の影響が 比較的少なく、また特定の地域に偏らないように 選定された表1.2.2の15地点のデータから求めて いる。
15地点で平均した日本の1898～2013年におけ
る年平均気温の変化を図1.2.5（a）に示す。日本 の平均気温は世界の平均気温に比べ年々変動の幅 が大きいものの、長期的には上昇傾向である。そ の上昇率は100年あたり1.14℃（信頼度水準99%
で統計的に有意）である。1940年代までは比較的 低温の期間が続いたが、その後上昇に転じ、1960 年頃を中心とした高温の時期、それ以降 1980年 代半ばまでのやや低温の時期を経て、1980年代後 半から急速に気温が上昇した。顕著な高温を記録 した年は、概ね 1990年代以降に集中している。
長期的にみた日本の年平均気温の上昇傾向は、世 界的な気温の上昇傾向や温暖化予測結果と整合的 であることから、地球温暖化が主な要因であると 考えられる。日本の年平均日最高気温及び年平均 日最低気温の変化を図1.2.5（b）、（c）に示す。年 平均日最高気温と年平均日最低気温は年々の変動 が大きいものの、長期的な上昇傾向がみられる。
その100年あたりの上昇率は、年平均日最高気温
が 0.87℃で、年平均日最低気温が 1.51℃である
（信頼度水準 99%で統計的に有意）。年平均気温 と同様に、年平均日最高気温及び年平均日最低気 温の上昇傾向は、地球温暖化が主な要因と考えら れる。
年・各季節で平均した日最高気温及び日最低気 温の長期変化傾向を表 1.2.3に示す（これらの値 は信頼度水準99%で統計的に有意）。日最高気温、
日最低気温ともに春の上昇率が最も大きく、全て の季節で日最高気温よりも日最低気温の上昇率の 方が大きい。