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2.1 東北地方の気温の長期変化
2.1.1 世界と日本の気温の長期変化 気候変動に関する政府間パネル （脚注）第4次評価報告書（IPCC,20 07）によると、19世紀後半以降の世 界の平均気温は様々な時間スケー ルの変動を繰り返しながら、長期的 には100年あたり約0.7℃（統計期間 1906～2005年）の割合で上昇してい る。また、同報告書では、この上昇 傾向は過去1300年間の気温の経過 には見られない急激なものであり、 20世紀半ば以降の上昇のほとんど は、人為起源の温室効果ガス濃度の 増加によってもたらされた可能性 が非常に高いとしている。 図2.1-1に示すように、日本の年平均気温は、長期的な傾向として、100年あたり1.2℃（統計期間18 98～2010年）の割合で上昇している。観測機器によって得られた資料が示す世界と日本の平均気温の 変動は、地球温暖化による長期的な上昇傾向に、エルニーニョ現象・ラニーニャ現象や太平洋十年規 模振動（PDO）に伴う数十年周期の高温・低温、火山の噴火による一時的な低温といった自然変動が重 なったものと考えられる（気象庁,2011）。 2.1.2 東北地方の年平均気温の長期変化 気候変化には地域的特性があるため、世界や日 本の平均的な傾向が必ずしも東北地方に当ては まるわけではない。そこで、東北地方の気温の長 期的な変化傾向を捉えるため、ここでは120年以 上の観測記録が残る東北地方の6地点（青森、秋 田、宮古、石巻、山形、福島）を対象として気温 の長期的な変化傾向を調査した。 気候変動の把握のためには、観測データの均質 性が長期間維持されていることが重要であり、観 測地点の移転などの場合には、連続データとして 扱うことができるかどうかの評価を行う必要が ある。調査に用いた観測点のうち、青森は1928年 1月、1939年8月、1956年1月に、秋田は1896年12 月、1926年12月に、宮古は1939年1月に観測場所 を移転しており、観測データがこの前後で均質で はないため、気温については移転の影響を取り除 く補正を施している（大野ら,2011）。第 2 章 東北地方の気候の変化
図2.1-1 日本の年平均気温の推移（1898～2010年） 青線は観測データの均質性が長期間維持され、かつ都市化な どによる環境の変化が比較的少ない国内17地点での年平均気 温の基準値からの偏差を平均した値（℃）。赤線は偏差の5年移 動平均値、直線は長期変化傾向を表す。ここでの基準値は1981 ～2010年の30年平均値。 変化率：1.2℃/100年 日本脚注）気候変動に関する政府間パネル(Intergovernmental Panel on Climate Change:IPCC)は、世界気象機関（WMO）及び国 連環境計画（UNEP）により1988年に設立された国連の組織で、各国政府から推薦された科学者によって地球温暖化に関す る科学的・技術的・社会経済学的な評価を行っている。 宮城県 一目千本桜と蔵王連峰 大河原町の白石川堤に約1200本の桜のトンネルが 続く。4月中旬、遠くに残雪を頂いた蔵王の山並みを 望み、ソメイヨシノが満開を迎えた。桜の便りは、4 月から5月初めにかけて、東北地方を足早に北上して 行く。
- 6 - 東北地方の6地点の1890～2010年 の121年間における年平均気温平年 差の推移を図2.1-2に示す。東北地 方の年平均気温は、100年あたり1. 2℃（統計期間1890～2010年）の割 合で、統計的に有意に上昇している。 長期変化傾向を除くと、1900年代後 半と、1920年代半ばから1940年代半 ばまでは低温の時期が続いた。1960 年頃に高温の時期があり、1960年代 半ばから1980年代後半の低温の時 期を経て、1990年頃から高温の時期 が続いている。なお、図2.1-2の地 点の観測記録は、都市化などによる 環境の変化の影響を受けている可 能性があるが、これらの特徴は、日本の年平均気温（図2.1-1）と一致している。 近年、東北地方で高温となる年が頻出している要因としては、世界・日本の平均気温と同様、温室 効果ガスの増加に伴う地球温暖化に、数年から数十年程度の時間規模の自然変動が重なっているもの と考えられる。なお、1980年代末から1990年代半ばは北極振動指数が顕著な正（北極周辺の大気の流 れが蛇行しない状態）となっており、寒気が放出されにくい大気の流れであったことが、冬期を中心 に東北地方の平均気温を押し上げた要因の一つと考えられる(2.1コラム「エルニーニョ現象・ラニー ニャ現象と北極振動」参照)。 図2.1-2 東北地方の年平均気温の推移（1890～2010年） 青線は、青森、秋田、宮古、石巻、山形、福島の年平均気温 の平年差（平年値との差）を平均した値（℃）。赤線は平年差 の5年移動平均値、直線は長期変化傾向を表す。平年値は1981 ～2010年の30年平均値。青森、秋田、宮古は観測場所を移転し たため、移転の影響を取り除く補正を行っている。 東北地方 変化率：1.2℃/100年 大規模な火山噴火が発生す ると、成層圏内のエーロゾル※ の濃度が大きく上がるため、 一回の噴火で世界の平均気温 が数年間低下することもあり得る(IPCC,2007)。20世紀最大規模の噴火と言われる1991年の ピナトゥボ火山（フィリピン）噴火の場合、対流圏の全球平均気温は1991年の終わり頃から 下降し、翌年の1992年は平年よりも低い状態が続いた。将来、成層圏に大量のエーロゾルが 注入されるほどの大きな火山噴火が起きれば、一時的な気温低下が生じる可能性がある。 気象庁は、札幌、つくば、福岡、石垣島の4地点で直達日射量を観測し、大気混濁係数を 算出している。図では、1982～85年と1991～93年に極大が見られ、それぞれ1982年3～4月の エルチチョン火山噴火（メキシコ）、1991年6月のピナトゥボ火山噴火によって硫酸塩エーロ ゾルの生成につながる二酸化硫黄が成層圏に大量に注入され、成層圏が長期間にわたって混 濁したと考えられる。 ※エーロゾルは大気中に浮遊するちりなどの微粒子で、大きさは半径0.001～10マイクロメートル程度である。 エーロゾルは、太陽放射を散乱・吸収して地上に到達する日射量を減少させ、気温を低下させる日傘効果を持つ 一方で、地球からの赤外放射を吸収・再放射するという保温効果も持つ。さらに、雲粒の核となる微粒子として、 地球の放射収支を変える効果も持つ。大気混濁係数は、大気中のエーロゾル、水蒸気、オゾン、二酸化炭素など の吸収・散乱による日射の減衰を表す指標で、値が大きいほど減衰が大きいことを示す。
まめ
コラム
火山噴火が 気温を下げる 図 大気混濁係数の推移（1960～2010年、気象庁,2011） 水蒸気や黄砂の影響を取り除くため、全国4地点の月最小値 を平均したものを年平均した。- 7 - 2.1.3 東北地方の季節別平均気温の長期変化 東北地方の季節別平均気温の推移を図2.1-3に 示す。東北地方では、すべての季節の気温が、統 計的に有意な上昇傾向を示している。冬の上昇傾 向が最も大きく、100年あたり1.5℃（統計期間 1891～2010年）の割合で上昇している。 長期変化傾向を除くと、春は1910年代から1940 年代、1970年代から1980年代にかけて低温の時期 があり、1984年の低温が顕著である。夏は年ごと の変動が大きいが、1890年代後半から1910年代前 半までの約20年間は低温が続き、特に1902年、 1913年の低温が顕著である。これらの年は東北地 方全域で凶作に見舞われている。その後も1931年、 1941年、1954年、1976年、1980年、1993年、2003 年と十年から二十年ごとに顕著な低温が現れて いる。秋の変動幅は他の季節に比べ小さいが、 1980年代の終わりに大きく気温が上昇した。冬は 1920年代から1940年代にかけて低温の時期があり、特に1945年の低温が顕著である。また、1949年以 降、十年程度の間隔で顕著な高温が現れており、1989年以降は二、三年に一回程度の頻度で顕著な高 温が現れている。 山形県 棚田の秋 山辺町大蕨（おおわらび）の棚田は、農林水産省の 「日本の棚田百選」に選ばれている。刈り取った稲を 干す杭掛けが、日射しを浴びて金色に輝く。機械乾燥 が増え、この風景も次第に消えつつある。 岩手県 図2.1-3 東北地方の季節別平均気温の推移（1890（冬は1891）～2010年） 青森、秋田、宮古、石巻、山形、福島の季節別平均気温の平年差（平年値との差）を平均した値（℃）とそ の5年移動平均値を示す。直線は長期変化傾向。春は3月～5月、夏は6月～8月、秋は9月～11月、冬は前年12月 ～2月の3か月平均値である。平年値は1981～2010年の30年平均値。青森、秋田、宮古は観測場所を移転したた め、移転の影響を取り除く補正を行っている。 変化率：0.8℃/100年 東北地方 東北地方 変化率：1.4℃/100年 変化率：1.1℃/100年 東北地方 東北地方 変化率：1.5℃/100年
- 8 - 2.1.4 異常高温・異常低温の出現数の長期変化 東北地方の1890～2010年の121年間における異 常高温と異常低温の年間出現数の推移を図2.1-4 に示す。用いた観測地点は、2.1.2節と同じ6地点 （青森、秋田、宮古、石巻、山形、福島）である。 このうち、青森、秋田、宮古は観測場所を移転し ており、観測データがこの前後で均質ではないた め、移転の影響を取り除く補正を施している（大 野ら,2011）。 ここでは、異常高温・異常低温を「上記121年 間で各月における月平均気温の高い方・低い方か ら1～4位の値」と定義している。ある地点のある 月に、1～4位の値が出現する割合は121年間に4回 で、つまり30.3年に1回（約0.033 回/年）となり、 （長期変化傾向がないとすると）30年に1回程度 とされる「異常気象」の頻度に相当する。また、 ある年の異常高温・異常低温の出現数とは、6地点において異常高温・異常低温と判断された観測値の 年間総数を地点数の総数（欠測値を除く）で割った値で定義され、1地点あたりの平均年間出現数を意 味する。年間の出現数の期待値（図2.1-4の横破線）は1地点あたり0.033回×12か月＝約0.40回となる。 東北地方の月平均気温における異常高温の年間出現数は、100年あたり0.7回（統計期間1890～2010 年）の割合で統計的に有意に増加している。19世紀末から20世紀初頭の30年間（1890～1919年）で平 均した出現数が0.2回であるのに比べて、最近の30年間（1981～2010年）の平均出現数は0.9回と4倍以 上になっている。異常高温の出現数は1940年代の終わりに増え始め、1980年代半ば以降、顕著に増加 した。 一方、異常低温の出現数は100年あたり0.5回（統計期間1890～2010年）の割合で有意に減少してい る。19世紀末から20世紀初頭の30年間の平均出現数が0.7回であるのに比べ、最近の30年間は0.2回と7 割以上減少した。異常低温は1940年代までは比較的多く出現したが、その後は少なくなっている。 宮城県 三本木ひまわりの丘 大崎市三本木の丘の斜面いっぱいを、42万本のひま わりが埋め尽くす。真夏の太陽が照りつけるほど、地 上の太陽の花はいきいきとして見える。 図2.1-4 東北地方の異常高温・異常低温の年間出現数の推移（1890～2010年） 左図は青森、秋田、宮古、石巻、山形、福島の月平均気温の各月における高い方から1～4位（異常高 温）の値の年間出現数。右図は、同様に低い方から1～4位（異常低温）の値の年間出現数。棒グラフは その年の異常高温あるいは異常低温の年間総数を地点数の総数（欠測値を除く）で割った値で、1地点 あたりの出現数を意味する。折線は11年移動平均値、直線は長期変化傾向。横破線は異常高温・異常低 温の平均的な年間出現数（0.4回）。横実線は19世紀末から20世紀初頭の30年間と最近の30年間の平均出 現数。 変化率：-0.5回/100年 東北地方 変化率：0.7回/100年 東北地方
- 9 - 2.1.5 真夏日・真冬日などの階級別日数の長期変化 東北地方の夏日（日最高気温25℃以上）、真夏日（日最高気温30℃以上）の年間日数（6地点の平均） の推移を図2.1-5に示す。日数は1地点あたりの年間日数である。また、用いた観測地点は、2.1.2節と 同じ6地点（青森、秋田、宮古、石巻、山形、福島）である。このうち、青森、秋田、宮古は観測場所 を移転しており、観測データが移転前後で均質ではない可能性があるため、これらの中で最後の移転 （青森1956年1月）以降の変化傾向を調べた（以下、熱帯夜、猛暑日、冬日、真冬日についても同じ）。 夏日日数、真夏日日数とも、年ごとの変動が大きく、1956年以降では統計的に有意な変化傾向は見 られない。1890年代後半から1910年代前半までの約20年間は夏日日数、真夏日日数とも少ない時期が 続いた。最近では1993年の真夏日日数が極端に少なく、記録的な冷夏となった。 同様に、東北地方の熱帯夜（ここでは日最低気温が25℃以上の日を便宜的に熱帯夜と呼ぶ）、猛暑日 （日最高気温35℃以上）の年間日数（6地点の平均）の推移を図2.1-6に示す。日数は1地点あたりの年 間日数である。熱帯夜日数は10年あたり0.3日（統計期間1956～2010年）の割合で有意に増加している。 熱帯夜の出現数は1980年代半ばに増え始め、全国的に記録的な猛暑となった2010年に最多となった。 一方、猛暑日日数は年々の変動がかなり大きく、1956年以降では有意な変化傾向は見られない。最近 では、1985年、1994年、1999年、2010年と、数年から十年程度の間隔で猛暑日日数の多い年が現れて いる。 図2.1-5 東北地方の夏日（日最高気温25℃以上）・真夏日（日最高気温30℃以上）の年間日数の推移 （1890～2010年） 左図は夏日（日最高気温25℃以上）、右図は真夏日（日最高気温30℃以上）の1地点あたりの年間日数、 折線はそれぞれの5年移動平均値を表す。青森、秋田、宮古は観測場所を移転している（図中の破線は移 転時期を示す）が、年間日数の補正は行っていない。 東北地方 東北地方 図2.1-6 東北地方の熱帯夜（日最低気温25℃以上）・猛暑日（日最高気温35℃以上）の年間日数の推移 （1890～2010年） 左図は熱帯夜（ここでは日最低気温25℃以上とする）、右図は猛暑日（日最高気温35℃以上）の1地点 あたりの年間日数、折線はそれぞれの5年移動平均値、直線は長期変化傾向を表す。図の見方は図2.1-5 と同じ。 東北地方 東北地方 変化率：0.3日/10年
- 10 - 東北地方の夏が 涼しくなった？ 地球温暖化の進行に伴い、東北地方の 年平均気温は上昇している。しかし、季 節別に見ると、夏の上昇傾向は他の季節 に比べて小さい。図に、東北地方の各地 点における8月の日最高気温平均値の50年 あたりの変化率を示す（統計期間を揃える ため、1940年から2010年までの期間で検討 した）。各地点の8月の日最高気温は、統計的に有意ではないものの、一部を除き低下傾向が 見られ、特に太平洋側でその傾向が強い。北海道でも同様の傾向があるが、東日本以西では このような傾向は見られず、北日本の特徴である（気象庁,2008a）。この原因については現 時点では明らかではない。 東北地方の1地点あたりの冬日（日最低気温0℃未満）、真冬日（日最高気温0℃未満）の年間日数（6 地点の平均）の推移を図2.1-7に示す（脚注）。日数は1地点あたりの年間日数である。冬日日数は10年 あたり3.3日（統計期間1956～2010年）の割合で有意に減少しており、記録的な暖冬であった1989年か ら1993年にかけて急減し、その後も1970年代に比べ1割以上少ない年が続いている。一方、真冬日日数 は、年ごとの変動が大きく、1956年以降では有意な変化傾向は見られない。1945年の真冬日日数は突 出しており、その後、1969年、1977年、1984年も真冬日日数が多くなっているが、1990年代以降は真 冬日日数の少ない年が多い。 図2.1-7 東北地方の冬日（日最低気温0℃未満）・真冬日（日最高気温0℃未満）の年間日数の推移 （1890～2010年） 左図は冬日（日最低気温0℃未満）、右図は真冬日（日最高気温0℃未満）の1地点あたりの年間日数、折 線はそれぞれの5年移動平均値、直線は長期変化傾向を表す。図の見方は図2.1-5と同じ。 東北地方 東北地方 変化率：-3.3日/10年
まめ
コラム
図 8月の日最高気温平均値の50年あたりの変化率 棒グラフは各地点の50年当りの気温変化率を表 す。統計期間は1940年から2010年まで。すべての地 点で統計的に有意ではない。青森、秋田、宮古、小 名浜は観測場所を移転したため、移転の影響を取り 除く補正を行っている。 脚注）日最低気温の日界（1日の区切り時刻）は現在では00時であるが、1939年までは日界を22時としており、1953～1963 年は09時としていた。09時日界及び22時日界による冬日日数は、00時日界によるものと比べて北日本平均でそれぞれ6.7 日/年と2.3日/年少なく、09時日界及び22時日界による熱帯夜日数は、00時日界によるものと比べて北日本平均でそれぞ れ0.1日/年と0.02日/年多いと指摘されている（藤部,2000）。- 11 -
