HPC /11/02 地球温暖化問題の現状 ~ 何がわかって何が問題か ~ 内容 NCAR (1) 濃度安定化と温暖化防止 (2) (3) 1-1

地球温暖化問題の現状

～何がわかって何が問題か～

一般報告

（

財）電力中央研究所 我孫子研究所

上席研究員 環境科学部長

丸山康樹

[email protected]

内容

(1)濃度安定化と温暖化防止

(2)日本周辺の海洋環境変化

(3)温暖化時の台風変化

電中研・NCAR共同研究成果の紹介

IPCC第3次評価書（2001）の概要

  ?

何がわかって何が問題か？

第１作業部会

温暖化の科学的根拠

第2作業部会

影響・適応・脆弱性

第3作業部会

温暖化対策

10∼20cm （1861年∼2000年）

海面上昇

熱帯域：0.2∼0.3％ （10年間）増加

亜熱帯：

0.3％（10年間）減少

中∼高緯度：0.5∼1.0％（10年間）増加

降水量

（北半球）

0.6±0.2℃（1861年∼2000年）

最低気温上昇： 夜間＞昼間（2倍）

全球平均気

温

280±6ppm（過去）∼368ppm（現在）

平均増加率1.5ppm/年

ＣＯ

2

_濃度

内容

観測項目

観測された地球環境の変化

 

 

 

 

出典：IPCC(2001) 第1作業部会SPM

 9∼88cm

1.4∼5.8℃

内容

第2次評価書（‘95)より下方

修正

南極の降雪量増加を考慮

海面上昇

多数のシナリオ(A1∼B2)

最大A1FI(化石燃料依存）

SO

2

_{排出量は下方修正}

簡易モデルで計算

気温上昇

特徴

予測項目

2100

年に予測されたこと

 

 

 

 

出典：IPCC(2001) 第1作業部会SPM

世界の研究機関の気候モデルの問題点

気象研（日本） 気象研（日本）気象研（日本） 気象研（日本） 東大 東大 東大 東大/環境研環境研環境研環境研 （日本） （日本） （日本） （日本） ハドレ‐センター ハドレ‐センターハドレ‐センター ハドレ‐センター （英国） （英国）（英国） （英国） GFDL(米国米国米国米国) NCAR-CSM NCAR-PCM （ （（ （米国）米国）米国）米国） カナダ気候センター カナダ気候センターカナダ気候センター カナダ気候センター (カナダカナダカナダカナダ) 東大 東大東大 東大/環境研環境研環境研環境研 ﾊﾄﾞﾚ ﾊﾄﾞﾚ ﾊﾄﾞﾚ ﾊﾄﾞﾚ-ｾﾝﾀｰｾﾝﾀｰｾﾝﾀｰｾﾝﾀｰ 気象研 気象研 気象研 気象研 ｶﾅﾀﾞ気候ｾﾝﾀｰ ｶﾅﾀﾞ気候ｾﾝﾀｰ ｶﾅﾀﾞ気候ｾﾝﾀｰ ｶﾅﾀﾞ気候ｾﾝﾀｰ GFDL NCAR-CSM NCAR-PCM

気

温

上

昇

（ ℃

）

1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 0 1 2 3 4 5 6

Global Temperature Change SRES Scenario A2 気象研（日本） 気象研（日本）気象研（日本） 気象研（日本） 東大 東大 東大 東大/環境研環境研環境研環境研 （日本） （日本） （日本） （日本） ハドレ‐センター ハドレ‐センターハドレ‐センター ハドレ‐センター （英国） （英国）（英国） （英国） GFDL(米国米国米国米国) NCAR-CSM NCAR-PCM （ （（ （米国）米国）米国）米国） カナダ気候センター カナダ気候センターカナダ気候センター カナダ気候センター (カナダカナダカナダカナダ) 東大 東大東大 東大/環境研環境研環境研環境研 ﾊﾄﾞﾚ ﾊﾄﾞﾚ ﾊﾄﾞﾚ ﾊﾄﾞﾚ-ｾﾝﾀｰｾﾝﾀｰｾﾝﾀｰｾﾝﾀｰ 気象研 気象研 気象研 気象研 ｶﾅﾀﾞ気候ｾﾝﾀｰ ｶﾅﾀﾞ気候ｾﾝﾀｰ ｶﾅﾀﾞ気候ｾﾝﾀｰ ｶﾅﾀﾞ気候ｾﾝﾀｰ GFDL NCAR-CSM NCAR-PCM

気

温

上

昇

（ ℃

）

1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 0 1 2 3 4 5 6

Global Temperature Change SRES Scenario A2

 

 

 

地球温暖化防止に関する疑問点

◇

濃度安定化で温暖化は防止可能？

◇

どの濃度レベルで安定化？ 550ppm？

◇

先進国だけで濃度安定化は可能？

◇

将来、途上国の削減参加？

(1)濃度安定化と温暖化防止

◇丸山他：電中研報告U99043 (1999)

 CO

2

_{排出削減による濃度安定化効果の検討}

濃度安定化で温暖化は

防止可能？

350 400 450 500 550 600 650 700 750 1990 2010 2030 2050 2070 2090 2110 2130 2150

西暦

21世紀のCO

CO

CO

CO

₂₂₂₂

大気中濃度シナリオ

大気

中濃度

500 1990 2010 2030 2050 2070 2090 2110 2130 2150 400 450 450 500 550 600 650 700 750 350

ppm

350 400 450 500 550 600 650 700 750 1990 2010 2030 2050 2070 2090 2110 2130 2150

BAUシナリオ

BAUシナリオ

大気

中濃度

西暦

21世紀のCO

CO

CO

CO

₂₂₂₂

大気中濃度シナリオ

500 1990 2010 2030 2050 2070 2090 2110 2130 2150 400 450 450 500 550 600 650 700 750 350

2100

2100

2100

2100

710

710

710

710ppm

ppm

ppm

ppm

ppm

21世紀のCO

CO

CO

CO

₂₂₂₂

大気中濃度シナリオ

西暦

350 400 450 500 550 600 650 700 750 1990 2010 2030 2050 2070 2090 2110 2130 2150

BAUシナリオ

BAUシナリオ

550ppm安定化シナリオ

550ppm安定化シナリオ

大気

中濃度

500 400 450 450 500 550 600 650 700 750 350 2010 2030 2050 2070 2090 2110 2130 2150

2100

2100

2100

2100

1990

710

710

710

710ppm

ppm

ppm

ppm

550

550

550

550ppm

ppm

ppm

ppm

ppm

CO

₂

濃度安定化による温暖化制御効果の予測結果

観測値： 観測値： 観測値：

観測値：IPCC(1995IPCC(1995IPCC(1995）IPCC(1995））） ベース期間： ベース期間： ベース期間： ベース期間：1861-19001861-19001861-19001861-1900年年年年 細線： 細線： 細線： 細線：1111年間平均年間平均年間平均年間平均 太線： 太線： 太線： 太線：5555年間平均年間平均年間平均年間平均

年

1840 1840 1840 1840 1880188018801880 1920192019201920 1960196019601960 2000200020002000 2040204020402040 2080208020802080

全球

気温上

昇︵度

︶

2.5 2.5 2.5 2.5 2.0 2.0 2.0 2.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.0 0.00.0 0.0

1990

1990

1990

1990

1860

1860

1860

1860

2100

2100

2100

2100

CO

₂

一定

CO

₂

_{濃度安定化による温暖化制御効果の予測結果}

観測値： 観測値： 観測値：

観測値：IPCC(1995IPCC(1995IPCC(1995）IPCC(1995））） ベース期間： ベース期間： ベース期間： ベース期間：1861-19001861-19001861-19001861-1900年年年年 細線： 細線： 細線： 細線：1111年間平均年間平均年間平均年間平均 太線： 太線： 太線： 太線：5555年間平均年間平均年間平均年間平均

年

1840 1840 1840 1840 1880188018801880 1920192019201920 1960196019601960 2000200020002000 2040204020402040 2080208020802080

全球

気温上

昇︵度

︶

2.5 2.5 2.5 2.5 2.0 2.0 2.0 2.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.0 0.00.0 0.0

1990

1990

1990

1990

1860

1860

1860

1860

2100

2100

2100

2100

0.5

0.5

0.5

0.5℃

℃

℃

℃

観測

再現

CO

₂

濃度安定化による温暖化制御効果の予測結果

観測値： 観測値： 観測値：

観測値：IPCC(1995IPCC(1995IPCC(1995）IPCC(1995））） ベース期間： ベース期間： ベース期間： ベース期間：1861-19001861-19001861-19001861-1900年年年年 細線： 細線： 細線： 細線：1111年間平均年間平均年間平均年間平均 太線： 太線： 太線： 太線：5555年間平均年間平均年間平均年間平均

年

1840 1840 1840 1840 1880188018801880 1920192019201920 1960196019601960 2000200020002000 2040204020402040 2080208020802080

全球

気温上

昇︵度

︶

2.5 2.5 2.5 2.5 2.0 2.0 2.0 2.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.0 0.00.0 0.0

1990

1990

1990

1990

1860

1860

1860

1860

2100

2100

2100

2100

550ppm

_1.5

_1.5

_1.5

_1.5℃

_℃

_℃

_℃

BAU

2.0

2.0

2.0

2.0℃

℃

℃

℃

電中研参加国際共同研究成果(1998)

全球

地表気温

上昇（

℃）

全球

地表気温

上昇（

℃）

全球

地表気温

上昇（

℃）

全球

地表気温

上昇（

℃）

観測値： 観測値： 観測値：

観測値：IPCC(1995IPCC(1995IPCC(1995）IPCC(1995））） 1861-1900 1861-1900 1861-1900 1861-1900年の平均気温からの偏差年の平均気温からの偏差年の平均気温からの偏差年の平均気温からの偏差 細線： 細線： 細線： 細線：1111年間平均年間平均年間平均年間平均 太線： 太線： 太線： 太線：5555年間平均年間平均年間平均年間平均 西暦（年） 西暦（年） 西暦（年） 西暦（年） 再現計算 再現計算 再現計算 再現計算 観測値観測値観測値観測値 CO₂濃度一定濃度一定濃度一定濃度一定 WRE550安定化安定化安定化安定化 シナリオ シナリオシナリオ シナリオ BAUシナリオシナリオシナリオシナリオ 約0.5℃ 再現計算値 再現計算値再現計算値 再現計算値 観測値観測値観測値観測値 1840 1660 1680 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 観測値： 観測値：観測値： 観測値：IPCC(1995)よりよりよりより （ （（ （1861-1900年の平均気温からの偏差）年の平均気温からの偏差）年の平均気温からの偏差）年の平均気温からの偏差） 細線： 細線：細線： 細線：1年間の平均年間の平均年間の平均年間の平均 太線： 太線：太線： 太線：5年間の平均年間の平均年間の平均年間の平均 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 1990年年年年

全球

地表気温

上昇（

℃）

全球

地表気温

上昇（

℃）

全球

地表気温

上昇（

℃）

全球

地表気温

上昇（

℃）

観測値： 観測値： 観測値：

観測値：IPCC(1995IPCC(1995IPCC(1995）IPCC(1995））） 1861-1900 1861-1900 1861-1900 1861-1900年の平均気温からの偏差年の平均気温からの偏差年の平均気温からの偏差年の平均気温からの偏差 細線： 細線： 細線： 細線：1111年間平均年間平均年間平均年間平均 太線： 太線： 太線： 太線：5555年間平均年間平均年間平均年間平均 西暦（年） 西暦（年） 西暦（年） 西暦（年） 再現計算 再現計算 再現計算 再現計算 観測値観測値観測値観測値 CO₂濃度一定濃度一定濃度一定濃度一定 WRE550安定化安定化安定化安定化 シナリオ シナリオシナリオ シナリオ BAUシナリオシナリオシナリオシナリオ 約0.5℃ 再現計算値 再現計算値再現計算値 再現計算値 観測値観測値観測値観測値 1840 1660 1680 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 観測値： 観測値：観測値： 観測値：IPCC(1995)よりよりよりより （ （（ （1861-1900年の平均気温からの偏差）年の平均気温からの偏差）年の平均気温からの偏差）年の平均気温からの偏差） 細線： 細線：細線： 細線：1年間の平均年間の平均年間の平均年間の平均 太線： 太線：太線： 太線：5年間の平均年間の平均年間の平均年間の平均 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 1990年年年年

国際共同研究ACACIA

1990 19901990 1990年年年年

0.5℃

出典：丸山他 出典：丸山他 出典：丸山他 出典：丸山他(1999)

観測値と計算値のズレ

出典： 出典： 出典： 出典：NEDO／／／／RITE報告書（報告書（報告書（1996報告書（199619961996））））

CO

₂

排出量の予測

大気中濃度(ppm)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 2000 2020 2040 2060 2080 2100 800 700 600 500 400 300 200 100 0 年 年 年 年 2000 2040 2080 550ppm 安定化シナリオ 安定化シナリオ 安定化シナリオ 安定化シナリオ 550ppm 安定化シナリオ 安定化シナリオ安定化シナリオ 安定化シナリオ

長期的なCO

CO

CO

CO

₂₂₂₂

排出量の予測

年 年 年 年 革新的 革新的革新的 革新的  技術  技術 技術  技術 原子力 原子力 原子力 原子力 燃料転換 燃料転換燃料転換 燃料転換 省エネ 省エネ省エネ 省エネ ルギー ルギールギー ルギー 植林 植林 植林 植林 0 00 0 50 50 50 50 100 100 100 100 150 150 150 150 200 200 200 200 250 250 250 250 300 300 300 300 350 350 350 350 2000 2000 2000 2000 2020202020202020 2040204020402040 2060206020602060 2080208020802080 2100210021002100 BAUシナリオシナリオシナリオシナリオ BAUシナリオシナリオシナリオシナリオ BAUシナリオシナリオシナリオシナリオ BAUシナリオシナリオシナリオシナリオ 再生可能 再生可能 再生可能 再生可能  ｴﾈﾙｷﾞｰ  ｴﾈﾙｷﾞｰ  ｴﾈﾙｷﾞｰ  ｴﾈﾙｷﾞｰ 回収・ 回収・回収・ 回収・  隔離  隔離 隔離  隔離

炭素

換算排

出量︵

億トン

︶

550ppm 安定化シナリオ 安定化シナリオ 安定化シナリオ 安定化シナリオ 550ppm 安定化シナリオ 安定化シナリオ安定化シナリオ 安定化シナリオ 出典： 出典： 出典： 出典：NEDO／／／RITE報告書（／ 報告書（報告書（報告書（1996199619961996））））

年

年

年

年

0 00 0 50 5050 50 100 100100 100 150 150150 150 200 200200 200 250 250250 250 300 300300 300 350 350350 350 2000 20002000 2000 2020202020202020 2040204020402040 2060206020602060 2080208020802080 2100210021002100

CO

₂

排出量の予測

BAUシナリオ

BAUシナリオ

炭素

換算排

出量︵

億トン

︶

革新的  技術 原子力 再生可能 エネルギー 燃料転換 省エネ  ルギー 植林 回収・  隔離

550ppmv

安定化シナリオ

550ppmv

安定化シナリオ

出典： 出典： 出典： 出典：NEDO／／／RITE報告書（／ 報告書（報告書（報告書（1996199619961996）））） 0 00 0 50 5050 50 100 100100 100 150 150150 150 200 200200 200 250 250250 250 300 300300 300 350 350350 350 2000 20002000 2000 2020202020202020 2040204020402040 2060206020602060 2080208020802080 2100210021002100

年

CO

₂

排出量の予測

炭素

換算排

出量︵

億トン

︶

革新的  技術 原子力 再生可能 エネルギー 燃料転換 省エネ  ルギー 回収・  隔離

550ppmv

安定化シナリオ

550ppmv

安定化シナリオ

出典： 出典： 出典： 出典：NEDO／／／RITE報告書（／ 報告書（報告書（報告書（1996199619961996）））） 0 00 0 50 5050 50 100 100100 100 150 150150 150 200 200200 200 250 250250 250 300 300300 300 350 350350 350 2000 20002000 2000 2020202020202020 2040204020402040 2060206020602060 2080208020802080 2100210021002100

年

CO

₂

排出量の予測

炭素

換算排

出量︵

億トン

︶

革新的  技術 原子力 再生可能 エネルギー 燃料転換 回収・  隔離

550ppmv

安定化シナリオ

550ppmv

安定化シナリオ

出典： 出典： 出典： 出典：NEDO／／／RITE報告書（／ 報告書（報告書（報告書（1996199619961996）））） 0 00 0 50 5050 50 100 100100 100 150 150150 150 200 200200 200 250 250250 250 300 300300 300 350 350350 350 2000 20002000 2000 2020202020202020 2040204020402040 2060206020602060 2080208020802080 2100210021002100

年

CO

₂

排出量の予測

炭素

換算排

出量︵

億トン

︶

革新的  技術 原子力 再生可能 エネルギー 回収・  隔離

550ppmv

安定化シナリオ

550ppmv

安定化シナリオ

出典： 出典： 出典： 出典：NEDO／／／RITE報告書（／ 報告書（報告書（報告書（1996199619961996）））） 0 00 0 50 5050 50 100 100100 100 150 150150 150 200 200200 200 250 250250 250 300 300300 300 350 350350 350 2000 20002000 2000 2020202020202020 2040204020402040 2060206020602060 2080208020802080 2100210021002100

年

CO

₂

排出量の予測

炭素

換算排

出量︵

億トン

︶

革新的  技術 原子力 回収・  隔離

550ppmv

安定化シナリオ

550ppmv

安定化シナリオ

出典： 出典： 出典： 出典：NEDO／／／RITE報告書（／ 報告書（報告書（報告書（1996199619961996）））） 0 00 0 50 5050 50 100 100100 100 150 150150 150 200 200200 200 250 250250 250 300 300300 300 350 350350 350 2000 20002000 2000 2020202020202020 2040204020402040 2060206020602060 2080208020802080 2100210021002100

年

CO

₂

排出量の予測

炭素

換算排

出量︵

億トン

︶

回収・  隔離 革新的  技術

550ppmv

安定化シナリオ

550ppmv

安定化シナリオ

出典： 出典： 出典： 出典：NEDO／／／RITE報告書（／ 報告書（報告書（報告書（1996199619961996）））） 0 00 0 50 5050 50 100 100100 100 150 150150 150 200 200200 200 250 250250 250 300 300300 300 350 350350 350 2000 20002000 2000 2020202020202020 2040204020402040 2060206020602060 2080208020802080 2100210021002100

年

CO

₂

排出量の予測

炭素

換算排

出量︵

億トン

︶

革新的  技術

550ppmv

安定化シナリオ

550ppmv

安定化シナリオ

出典： 出典： 出典： 出典：NEDO／／／RITE報告書（／ 報告書（報告書（報告書（1996199619961996）））） 0 00 0 50 5050 50 100 100100 100 150 150150 150 200 200200 200 250 250250 250 300 300300 300 350 350350 350 2000 20002000 2000 2020202020202020 2040204020402040 2060206020602060 2080208020802080 2100210021002100

550ppmv

安定化シナリオ

550ppmv

安定化シナリオ

年

CO

₂

排出量の予測

炭素

換算排

出量︵

億トン

︶

出典： 出典： 出典： 出典：NEDO／／／RITE報告書（／ 報告書（報告書（報告書（199619961996）1996））） 0 100 200 300 400 500 600 700 800 2000 2020 2040 2060 2080 2100 800 700 600 500 400 300 200 100 0 年 年 年 年 2000 2040 2080 550ppm 安定化シナリオ 安定化シナリオ 安定化シナリオ 安定化シナリオ 550ppm 安定化シナリオ 安定化シナリオ 安定化シナリオ 安定化シナリオ

長期的なCO

₂

排出量の予測

年 年 年 年 0 00 0 50 50 50 50 100 100 100 100 150 150 150 150 200 200 200 200 250 250 250 250 300 300 300 300 350 350 350 350 2000 2000 2000 2000 2020202020202020 2040204020402040 2060206020602060 2080208020802080 2100210021002100 550ppm 安定化シナリオ 安定化シナリオ安定化シナリオ 安定化シナリオ 550ppm 安定化シナリオ 安定化シナリオ 安定化シナリオ 安定化シナリオ

大気中濃度(ppmv)

炭素

換算排

出量︵

億トン

︶

CO

₂

_{排出量の予測}

大気中CO

2

_{濃度推定モデ}

ルの適用性と問題点

大気中

CO

2

濃度 ≒

化石燃料、森林

破壊等の排出量

海洋＋森林の吸収量

ー

大気中47% 森林吸収25% 海洋吸収28% 出典：IPCC(1995) 270 270 270 270 290 290 290 290 310 310 310 310 330 330 330 330 350 350 350 350 370 370 370 370 390 390 390 390 410 410 410 410 1760 17601760 1760 178017801780 1800178018001800 18201800182018201820 1840184018401840 1860186018601860 18801880 190018801880190019001900 1920192019201920 19401940 196019401940196019601960 198019801980 20001980200020002000 Year Year Year Year CO2 （ ppmv ） CO2 （ ppmv ） CO2 （ ppmv ） CO2 （ ppmv ） Estimated CO2 :Emission is BAU Scenario Observed data at Antarctica： Siple Station (Friedli et al.,1986) Mauna Loa (Keeling and Wholf,1999) 350 350 350 350 360 360 360 360 370 370 370 370 380 380 380 380 1990 1990 1990 1990 199 1 199 1 199 1 199 1 1992 1992 1992 1992 1993199319931993 1994199419941994 1995199519951995 1996199619961996 1997199719971997 1998199819981998 1999199919991999 2000200020002000 CO2 （ ppmv ） CO2 （ ppmv ） CO2 （ ppmv ） CO2 （ ppmv ）

濃度推定モデル(Wigley,1993)の検証結果

西暦

予測値（線）

大気

中濃度

ppm

ﾏｳﾅﾛｱ

観測

出典：丸山他（1999）

おわり

2 . 0 2 . 02 . 0 2 . 0 2 . 5 2 . 52 . 5 2 . 5 3 . 0 3 . 03 . 0 3 . 0 3 . 5 3 . 53 . 5 3 . 5 4 . 0 4 . 04 . 0 4 . 0 4 . 5 4 . 54 . 5 4 . 5 5 . 0 5 . 05 . 0 5 . 0 5 . 5 5 . 55 . 5 5 . 5 6 . 0 6 . 06 . 0 6 . 0 6 . 5 6 . 56 . 5 6 . 5 7 . 0 7 . 07 . 0 7 . 0 1 9 9 0 1 9 9 0 1 9 9 0 1 9 9 0 2 0 1 02 0 1 02 0 1 02 0 1 0 2 0 3 02 0 3 02 0 3 02 0 3 0 2 0 5 02 0 5 02 0 5 02 0 5 0 2 0 7 02 0 7 02 0 7 02 0 7 0 2 0 9 02 0 9 02 0 9 02 0 9 0 海洋 吸収量 ( G t C / y e 海洋 吸収量 ( G t C / y e 海洋 吸収量 ( G t C / y e 海洋 吸収量 ( G t C / y e B A U ( I S 9 2 . a )B A U ( I S 9 2 . a )B A U ( I S 9 2 . a )B A U ( I S 9 2 . a ) シ ナ リ オ シ ナ リ オ シ ナ リ オ シ ナ リ オ W R E 5 5 0 安 定 化 W R E 5 5 0 安 定 化 W R E 5 5 0 安 定 化 W R E 5 5 0 安 定 化 シ ナ リ オ シ ナ リ オ シ ナ リ オ シ ナ リ オ

海洋のCO

2

_{吸収量推定}

問題点：海洋の無機炭素吸収量だけを考慮

推定幅が広い（35∼65億トン）

海洋

の吸収

量︵

Gt

C/

年︶

出典：丸山他（1999）

2100 2100 2100 2100 3 0 0 3 0 0 3 0 0 3 0 0 3 5 0 3 5 0 3 5 0 3 5 0 4 0 0 4 0 0 4 0 0 4 0 0 4 5 0 4 5 0 4 5 0 4 5 0 5 0 0 5 0 0 5 0 0 5 0 0 5 5 0 5 5 0 5 5 0 5 5 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0 1 9 9 0 1 9 9 0 1 9 9 0 1 9 9 0 2 0 1 02 0 1 02 0 1 02 0 1 0 2 0 3 02 0 3 02 0 3 02 0 3 0 2 0 5 02 0 5 02 0 5 02 0 5 0 2 0 7 02 0 7 02 0 7 02 0 7 0 2 0 9 02 0 9 02 0 9 02 0 9 0 大気中 CO2 濃度 (ppmv) 大気中 CO2 濃度 (ppmv) 大気中 CO2 濃度 (ppmv) 大気中 CO2 濃度 (ppmv) D n ( 1 9 8 0 s ) = 0 .4 ( G t C / y r ) D n ( 1 9 8 0 s ) = 0 .4 ( G t C / y r ) D n ( 1 9 8 0 s ) = 0 .4 ( G t C / y r ) D n ( 1 9 8 0 s ) = 0 .4 ( G t C / y r ) D n ( 1 9 8 0 s ) = 1 .1 ( G t C / y r ) D n ( 1 9 8 0 s ) = 1 .1 ( G t C / y r ) D n ( 1 9 8 0 s ) = 1 .1 ( G t C / y r ) D n ( 1 9 8 0 s ) = 1 .1 ( G t C / y r ) D n ( 1 9 8 0 s ) = 1 .8 ( G t C / y r ) D n ( 1 9 8 0 s ) = 1 .8 ( G t C / y r ) D n ( 1 9 8 0 s ) = 1 .8 ( G t C / y r ) D n ( 1 9 8 0 s ) = 1 .8 ( G t C / y r )

森林のCO

2

_{吸収量推定}

大気

中濃度

ppm 2100 2100 2100 2100 約 約 約 約70ppm の差 の差 の差 の差

Dn(1980s):1980年代の森林破壊によるCO

2

_発生量

     推定幅＝４∼18億トン

出典：丸山他（1999）

先進国だけの排出削減の濃度安定化効果

0.0 0.00.0 0.0 5.0 5.05.0 5.0 10.0 10.0 10.0 10.0 15.0 15.0 15.0 15.0 20.0 20.0 20.0 20.0 25.0 25.0 25.0 25.0 1990 1990 1990 1990 2010201020102010 2030203020302030 2050205020502050 2070207020702070 2090209020902090 GtC /ye ar GtC /ye ar GtC /ye ar GtC /ye ar BAUシナリオ(IS92.a) BAUシナリオ(IS92.a) BAUシナリオ(IS92.a) BAUシナリオ(IS92.a) シナリオ１（5%削減） シナリオ１（5%削減） シナリオ１（5%削減） シナリオ１（5%削減） シナリオ２ シナリオ２ シナリオ２ シナリオ２ シナリオ３ シナリオ３ シナリオ３ シナリオ３ シナリオ４ シナリオ４ シナリオ４ シナリオ４ 350 350350 350 400 400400 400 450 450450 450 500 500500 500 550 550550 550 600 600600 600 650 650650 650 700 700700 700 750 750750 750 1990 1990 1990 1990 2010201020102010 2030203020302030 2050205020502050 207020702070 20902070 209020902090 大気 中 CO 2 濃度 (p pm v) 大気 中 CO 2 濃度 (p pm v) 大気 中 CO 2 濃度 (p pm v) 大気 中 CO 2 濃度 (p pm v) BAUシナリオ(IS92.a) BAUシナリオ(IS92.a)BAUシナリオ(IS92.a) BAUシナリオ(IS92.a) シナリオ１（5%削減） シナリオ１（5%削減）シナリオ１（5%削減） シナリオ１（5%削減） シナリオ２ シナリオ２シナリオ２ シナリオ２ シナリオ３ シナリオ３シナリオ３ シナリオ３ シナリオ４ シナリオ４シナリオ４ シナリオ４

先進国だけの削減排出量

先進国だけの削減排出量

先進国だけの削減排出量

先進国だけの削減排出量

大気中濃度予測値

大気中濃度予測値

大気中濃度予測値

大気中濃度予測値

5％％％％ 25% 50% 75% 5％％％％ 25% 50% 75% 1990 2010 2030 2050 2070 2090 2100 1990 2010 2030 2050 2070 2090 2100

京都議定書効果

_{京都議定書効果}

BAU

BAU

シナリオ１＝京都議定書の削減率5%

排出

量︵

Gt

C/

年︶

大気

中濃度

ppm

出典：丸山他（1999）

先進国、途上国の段階的削減シナリオ

先進国、途上国排出量 大気中CO

2

濃度推定値

0 5 10 15 20 25 1990 2010 2030 2050 2070 2090 世界全 体排出量 (G tC /y ea r) 0 1 2 3 4 5 6 先進国 、 途上国排 出量（ G tC / ye ar ) BAUシナリオ 段階的削減シナリオ 先進国 途上国 2100 350 400 450 500 550 600 650 700 750 1990 2010 2030 2050 2070 2090 大気中 CO 2濃度 (p pm v) BAUシナリオ 段階的削減シナリオ 2100

途上国

先進国

BAU合計

削減合計

大気

中濃度

ppm

排出

量︵

Gt

C/

年︶

BAU合計

削減合計

出典：丸山他（1999）

0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2050 2075 2100 人 口 （ 億 人 ） 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 先進国 途上国 世界全体 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2050 2075 2100 一 人 あ た り 年 間 炭 素 排 出 （ ト ン ） 先進国平均 途上国平均 世界平均

途上国の削減参加の問題点

           

先進国、途上国の人口推移

1990年の52.9億人

2100年では113.1億人 (約2倍)

       

一人あたりの排出量の推移

1990年の格差約9倍

2100年で5.5倍に縮小

人口

︵億人

︶

途上国

先進国

世界

一人当り排出量

( トン︶

先進国

途上国

世界

研究紹介(1) まとめ

◇気候モデルの信頼性は不充分

◇550ppm安定化の温暖化防止効果はわずか

◇先進国だけの削減では濃度安定化は困難

◇途上国削減には一人当り排出量格差が問題

◇ 長期的な濃度安定化目標設定が極めて重要

高精度気候モデルにより

、様々な濃

度レベルの気候変化を予測・評価

(2)地球温暖化による

日本周辺の海洋環境変化予測

◇丸山他：電中研報告U97034 (1997)

 大気海洋結合モデル(NCAR・CSM)による全球温

暖化予測

◇坪野他 ：電中研報告U00057 (2000)

 地域海洋モデルの開発と日本周辺海域への適用

◇仲敷他；

電中研報告U00058 (2000)

 温暖化による日本周辺の海洋環境変化の予測

研究の背景

将来地球温暖化が進むと、

海洋環境の問題点は何か？

 

 

 

 (簡単なモデルによる予測値：

簡単なモデルによる予測値：

簡単なモデルによる予測値：

簡単なモデルによる予測値：Stocker and Schmittner, 1997)

750 安定化安定化安定化安定化(1%/yr) 750 (1%/yr)

大気中濃度（

ｐ

ｐ

ｍ

ｖ

）

熱塩 循環 の 流 量 （ 百万 ト ン 毎秒 ） 熱塩 循環 の 流 量 （ 百万 ト ン 毎秒 ） 熱 塩 循 環 の 流量 （ 百 万 ト ン 毎 秒 ） 熱塩 循環 の 流 量 （ 百万 ト ン 毎秒 ）

(1)

温暖化で海流が停止する問題

時間（年） 時間（年）時間（年） 時間（年） 時間（年）時間（年）時間（年）時間（年） 650F 急激増加急激増加急激増加急激増加(2%/yr) 650F(2%/yr) 流れが停止 流れが停止流れが停止 流れが停止 海面上 昇（ セ ン チ ） 海面上 昇（ セ ン チ ） 海面上 昇（ セ ン チ ） 海面上 昇（ セ ン チ ） 1.2 1.0 0.8 0.4 0.2 0.0 1990        2000        2100      2200  

BAU

750

安定化

安定化

安定化

安定化

550

安定化

安定化

安定化

安定化

Hadley Center 予測予測予測予測(1999)

南極氷床変化

グリーンランド氷床変化

氷河の融解

海水の熱膨張

海面上昇の原因

＋

＋

＋

＋

黒潮変化による

海面力学高度の変化

今回検討

(2)

黒潮変化による海面上昇の問題

 全球海洋モデル地形：

 全球海洋モデル地形：

 全球海洋モデル地形：

 全球海洋モデル地形：200km

(電中研

電中研

電中研

電中研1997年

年

年

年)

地域海洋モデル地形

地域海洋モデル地形

地域海洋モデル地形

地域海洋モデル地形:60km

(

電中研

電中研2000年

電中研

電中研

年

年

年)

(3)

モデルの解像度が粗い問題

色は水深

朝鮮半島なし 朝鮮半島なし朝鮮半島なし 朝鮮半島なし フィリッピンなし フィリッピンなしフィリッピンなし フィリッピンなし 全球 全球 全球 全球/地域の計算メッシュの対応地域の計算メッシュの対応地域の計算メッシュの対応地域の計算メッシュの対応 200km 60km

本研究の目的

温暖化時の日本周辺の海洋環境（海流、

海水温、水位等）の詳細な変化を予測

　全球温暖化

予測結果

予測の方法

　高解像度の

地域海

洋モデル （電中研

モデル）

を開発し、

予測する

接続

電中研の全球／日本周辺の予測手法の整理

CO

₂

排出シナリオ

(大気中のCO

₂

濃度)

全球規模

大気‐海洋結合モデル

による予測

地域海洋モデル

◆

海水温

◆

海流

◆

海面高度, etc.

今回開発

地域規模

地域規模

地域規模

地域規模

地域大気モデル

　

　

　

　（地域気候モデル）

（地域気候モデル）

（地域気候モデル）

（地域気候モデル）

◆

気温

◆

降水量, etc.

既開発

開発した電中研地域海洋モデルの特徴

◆2/3°×2/3°（60km） 45層

◆自由海表面（力学高度）を

予測可能

◆流れのモード

◆流れのモード

◆流れのモード

◆流れのモード

＊

＊

＊

＊

_{分離しない}

_{分離しない}

_{分離しない}

_{分離しない}

　＊傾圧成分、順圧成分

　＊傾圧成分、順圧成分

　＊傾圧成分、順圧成分

　＊傾圧成分、順圧成分

全球モデル

全球モデル

全球モデル

全球モデル

との

との

との

との

接続が容易

接続が容易

接続が容易

接続が容易

全球温暖化予測結果のレビュー

◆大気・海洋結合モデルの概要

NCAR共同研究成果：

電中研（1997）

◆CO

2

濃度シナリオ（無対策ケース）

◆主な結果

大気モデル

大気モデル

大気モデル

大気モデル

CCM3.2 T42,L18

陸面モデル

陸面モデル

陸面モデル

陸面モデル

Model 1.0

海洋モデル

海洋モデル

海洋モデル

海洋モデル

NCOM 2x2

°

°

°

°

,L45

海氷モデル

海氷モデル

海氷モデル

海氷モデル

2x2

°°°°

, L3

カップラ

カップラ

カップラ

カップラ

Components of NCAR-CSM with no flux correction

CRIEPI

大気の空間解像度

　　　　300 km

海洋の空間解像度

200 km

大気海洋結合モデルの構成（NCARモデル/CSM-1）

0 20 40 60 80 100 120 140 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 CO2CO2CO2CO2 濃 度 倍 率 濃度倍 率 濃度倍 率 濃度倍 率 計算期間（年） 計算期間（年）計算期間（年） 計算期間（年） CO2

増加（

増加（

増加（

増加（

1%/year) CO2

一定

一定

一定

一定

2倍倍倍倍CO2 70年後年後年後年後 3

倍

倍

倍

倍

CO2

１１０

１１０

１１０

１１０年後

年後

年後

年後

115years 10years

大気中CO

２

濃度増加シナリオ（無対策）

x y.2.46

CO2

大気中濃度（ｐｐ

ｍ

ｖ）

大気中濃度（ｐｐ

ｍ

ｖ）

大気中濃度（ｐｐ

ｍ

ｖ）

大気中濃度（ｐｐ

ｍ

ｖ）

2060 1991 2100 355ppmv(1991

年

年

年

年

)

CRIEPI

0 20 40 60 80 100 120 140 11 12 13 14 15 16 17 18 19 全球地表温度（℃）全球地表温度（℃）全球地表温度（℃）全球地表温度（℃） 計 算 期 間 （ 年 ） 計 算 期 間 （ 年 ）計 算 期 間 （ 年 ） 計 算 期 間 （ 年 ） CO2 増加増加増加増加(1%/年年年)年 CO2 一定一定一定一定 115 years 10 years CO2 一定一定一定一定 CO2 増加増加増加増加 Model year 全球平均 地表気温（℃ ） 全球平均 地表気温（℃ ） 全球平均 地表気温（℃ ） 全球平均 地表気温（℃ ） 2060 1991 2100 1.5 ℃℃ :2倍℃℃ 倍倍CO2倍 2.3 ℃℃ : 3倍℃℃ 倍倍倍CO2 季節変化 季節変化 季節変化 季節変化 年間平均値 年間平均値 年間平均値 年間平均値 10年平均年平均年平均年平均

日本周辺の海洋環境の変化予測

日本周辺の海洋環境の変化予測

日本周辺の海洋環境の変化予測

日本周辺の海洋環境の変化予測

全球の気温上昇の予測結果

CRIEPI

海面温度差 ：3ｘCO

2

-1xCO

2

全球モデルによる海面温度変化 (3ｘCO

2

）

約2℃上昇

表層の水平流速の変化 ( 2ｘCO

2

- 1ｘCO

2

）

温暖化時の海洋循環の変化

温暖化時の海洋循環の変化

温暖化時の海洋循環の変化

温暖化時の海洋循環の変化

Ｃ

Ｃ

Ｃ

Ｃ

Ｃ

Ｃ

Ｃ

Ｃ

赤：流速増加

青：流速減少

水深6.25m

深層の水平流速の変化 ( 2ｘCO

2

- 1ｘCO

2

）

温暖化時の海洋循環の変化

温暖化時の海洋循環の変化

温暖化時の海洋循環の変化

温暖化時の海洋循環の変化

Ｃ

Ｃ

Ｃ

Ｃ

Ｃ

Ｃ

Ｃ

Ｃ

赤：流速増加

青：流速減少

水深3035.7m

CRIEPI

地域海洋モデルによる

予測結果

3×CO

₂

◆3×CO

2

の場合

全球海洋モデル

2°×2°(200km) 45層

地域海洋モデル

2/3°×2/3°(60km) 45層

拡大作図領域 拡大作図領域 拡大作図領域 拡大作図領域 色は水温分布 色は水温分布 色は水温分布 色は水温分布

全球/地域モデルの接続方法と計算領域

Max. velocity ：25　cm/s

Velocity change

Max. velocity： 5　cm/s

Color is SST

Increase

2cm/s SST Increase Separation

1xCO

2

(control）

温暖化時の海流変化（3×CO

₂

–1×CO

₂

)

Decrease

SST Increase ３ ３３ ３ 25 5 2 1.5 20 15 10 1.5

3 deg. up

1xCO

2

(control）

SST change

温暖化時の海水温変化 (3×CO

₂

–1×CO

₂

)

Elevation 110cm -20cm 80 50 20 0 8 5

Surface elevation change

1xCO

2

(control）

温暖化時の海面水位変化 (3×CO

₂

–1×CO

₂

)

High

Low

Kuroshio

Increase Decrease 11cm Increased elevation

3×CO

₂

時の海洋環境変化のまとめ

◆海流（年平均）

　　(1)　黒潮や親潮が強化

　　(2)　黒潮続流（分枝）が北上

◆海水温（年平均）

　　(3)　平均で約2℃上昇

　　(4) 北海道東岸では約3℃上昇

◆海面力学高度（年平均）

　　（5）　平均で約5cm、北海道北部は小さい

　　（6）　黒潮域の水位上昇が大きい

(3)

(3)

(3)

(3)温暖化時の台風変化

温暖化時の台風変化

温暖化時の台風変化

温暖化時の台風変化

◇筒井他：電中研報告U99014 (2000)

 温暖化による台風気候の変化（その１）-全球

大気モデル(T42 CCM2)による数値実験

◇筒井他：電中研報告U00049 (2000)

 NCAR CCM3を用いた台風シミュレーション

 -積雲対流過程の改良および高解像度化-◇吉田他：電中研報告U00017 (2000)

 全球気候モデルへの並列計算技術の高度活用(2)

観測データ（ 20年間:1976年∼1995年）

観測データ（ 20年間:1976年∼1995年）

60 6060 60°°°°NNNN 30 3030 30°°°°NNNN 0 00 0°°°° 30 3030 30°°°°SSSS 60 60 60 60°°°°SSSS 0 00 0°°°° 60606060°°°E°EEE 120°120120120°°°EEEE 180180°180180°°° 120120120120°°°°WWWW 60°606060°°°WWWW 000°0°°°

シミュレーション結果（ 20年）

シミュレーション結果（ 20年）

60 60 60 60°°°°NNNN 30 30 30 30°°°°NNNN 0 00 0°°°° 30 30 30 30°°°°SSSS 60 60 60 60°°°S°SSS 0 00 0°°°° 60606060°°°E°EEE 120°120120120°°°EEEE 180180180180°°°° 120120°120120°°°WWWW 60°606060°°°WWWW 0000°°°°

予測モデルによる台風発生位置の検討

CO

₂

濃度倍増時の海面温度の変化

（全球気候モデルによる予測結果）

温度変化（℃） 温度変化（℃） 温度変化（℃） 温度変化（℃）

７月

７月

７月

７月

CO

₂

倍増時の台風数の予測結果

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

_Ⅵ

海域の分類

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ

現状 倍増

増加

CO₂濃度 ■現状 ■倍増

年間台風出現延べ日数

北太平洋西部（Ⅲ）

で台風増加

台風存在位置の海面水温

台風存在位置の海面水温

台風存在位置の海面水温

台風存在位置の海面水温

海洋の表層水温（℃）

台風

の年間

出現日

数

現状再現計算

温暖化時計算

(2xCO２）m

温暖化時の台風強度の変化

温暖化時の台風強度の変化

温暖化時の台風強度の変化

温暖化時の台風強度の変化

台風

の年間

出現日

数

現状再現計算

温暖化時計算

(2xCO２）m

海面気圧(hPa)

モデル中の雲の取り扱いの難しさ

現状は、世界の研究機関で相反する予測結果

 IPCC第3次評価書(2001)では以下の評価

◇台風の存在する位置は変化しないが

、地域的

な台風の頻度には何らかの変化が生じる。た

だし、その変化傾向は、予測に用いられる数

値モデルによって結果が異なる。

◇

台風の最大強度は5%から10%増加し、台風に

伴う降水強度は20%から30%増加する。

too weak

good

MJO

little

realistic

tropical cyclone

balance

imbalance

energy budget

reduced

too much

precipitation

hydrologic cycle

CCM3

（新）

CCM2

（旧）

Results of sensitivity experiments(2)

modified CCM3

RHc=85%

Obs Original CCM2

bias

Modified CCM3

14 Original 80% 85% 90% CCM2 OLR 236.08 236.65 238.19 239.65 240.59 Abs Solar 236.37 236.07 236.05 235.23 245.07 LWCF 29.35 28.12 26.55 25.41 30.88 SWCF -49.67 -50.03 -50.02 -50.81 -49.94 Bud 0.29 -0.58 -2.14 -4.42 4.48 (units: W/m2)

TOA Energy Budget of modified CCM3

There are some imbalances in energy budget but not as

worse as in CCM2. Further improvement is expected

by parameter tuning.

OLR:outgoing long wave radiation, Abs.Solar:Absorbed solar(short wave)radiation LWCF:long wave cloud forcing, SWCF:short wave cloud forcing

改良された高解像度モデル（T170)

による台風再現

電中研・NCAR共同研究成果 (1999)

高解像度大気モデル（80km)による現状気候

空間解像度約80km、白は水蒸気、

オレンジ

は降雨

今後の展開（その１）

電中研

電中研

電中研

電中研

新並列スーパーコンピュータ

新並列スーパーコンピュータ

新並列スーパーコンピュータ

新並列スーパーコンピュータ

VPP5000/32PE

VPP5000/32PE

VPP5000/32PE

VPP5000/32PE

Peek speed 307Gflops

Peek speed 307Gflops

Peek speed 307Gflops

Peek speed 307Gflops

◆高度な並列計算

科学技術の開発

◆第２世代大気・海洋結合モデルによる

 CO

2

削減の温暖化防止効果予測

地球シミュレータGS40の活用

2002

年2月完成予定

◆高解像度大気モデル(T341)による台風予測

  

−高解像度化（40∼30km）−

◆高解像度海洋モデル(1/10度)による変化予測

  

−高解像度化（10km）−

今後の展開（その２）

おわり