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

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1 地球温暖化問題の現状 ~ 何がわかって何が問題か ~ maru@criepi.denken.or.jp 内容 NCAR (1) 濃度安定化と温暖化防止 (2) (3) 1-1

2 IPCC IPCC(2001) 1SPM 2806ppm368ppm 1.5ppm/ cm

3 気温上昇( cm IPCC(2001) 1SPM (A1B2) A1FI( SO2 2 95) ハト レ - センター東大 / 環境研気象研カナタ 気候センター GFDL NCAR-CSM NCAR-PCM Global Temperature Change SRES Scenario A2 東大 / 環境研 ( 日本 ) カナダ気候センター ( カナダ ) GFDL( 米国 ) ハドレ センター ( 英国 ) NCAR-CSM NCAR-PCM ( 米国 ) 1 気象研 ( 日本 ) ) IPCC(2001) 1 1-3

4 550ppm (1) 濃度安定化と温暖化防止 U99043 (1999) CO2 1-4

5 CO ppm CO 1-5

6 BAU BAU 710ppm ppm CO 2 550ppm ppm BAU 550ppm ppm 550ppm 21CO 2 1-6

7 1-7 CO 2 CO 2 CO 2

8 550ppm BAU CO 2 全球地表気温上昇( )2.5 )観測値 :IPCC(1995) : IPCC(1995) より ( 年の平均気温からの偏差 ) 年全細線 :1 :1 : 年間平均年間の平均太線 :5 : 年間平均年間の平均 1.0 観測値再現計算値 BAU シナリオ約 0.5 WRE550 安定化シナリオ 年 1990 CO 2 濃度一定 西暦 ( 年 ) (1999) (1998) 1-8

9 1-9 NEDORITE CO 2 (ppm) ppm 550ppm CO CO CO CO 2 BAU BAU BAU BAU 550ppm 550ppm NEDORITE CO 2 BAU BAU 550ppmv 550ppmv

10 1-10 NEDORITE CO 2 550ppmv 550ppmv NEDORITE CO 2 550ppmv 550ppmv

11 1-11 NEDORITE CO 2 550ppmv 550ppmv NEDORITE CO 2 550ppmv 550ppmv

12 1-12 NEDORITE CO 2 550ppmv 550ppmv NEDORITE CO 2 550ppmv 550ppmv

13 1-13 NEDORITE 550ppmv 550ppmv CO 2 NEDORITE ppm 550ppm CO 2 550ppm 550ppm (ppmv)co2

14 CO2 CO2 森林吸収 25% 大気中 47% 海洋吸収 28% IPCC(1995) CO2(ppmv) ppm 290 Estimated CO2 :Emission is BAU Scenario Observed data at Antarctica: Siple Station (Friedli et al.,1986) Mauna Loa (Keeling and Wholf,1999) CO2(ppmv) Year 1999 (Wigley,1993) 1-14

15 3565GtC/ CO Dn(1980s):1980CO2 18 ppm CO2大気中 CO2 濃度 (ppmv) Dn(1 980s)=0.4(GtC/yr) Dn(1 980s)=1.1 (GtC/yr) Dn(1 980s)=1.8(GtC/yr) ppm

16 5%GtC/GtC/year BAU シナリオ (IS92.a) BAU シナリオ (IS92.a) シナリオ 1(5% 5 削減 ) 700 シナリオ 1(5% 5削減 ) 20.0 シナリオ 2 25% シナリオ 2 25% BAU BAU 650 シナリオ 3 50% シナリオ 3 50% シナリオ % シナリオ 4 75% ppm 大気中 CO2 濃度 (ppmv) 1999 GtC/ppm世界全体排出量 (GtC/year) BAU 5 BAUシナリオ段階的削減シナリオ 1 先進国 途上国 先進国 途上国排出量 (GtC/year) 大気中 CO2 濃度 (ppmv) 750 BAUシナリオ 700 段階的削減シナリオ BAU CO

17 先進国途上国世界全体 口(人)人 億 (2) 4.5 一人先進国平均 4.0 あ途上国平均た 3.5 世界平均り 3.0 年間 2.5 炭素 2.0 排 1.5 出(1.0 トン 0.5 ) ( (1) 550ppm 1-17

18 (2) 地球温暖化による日本周辺の海洋環境変化予測 U97034 (1997) (NCARCSM) U00057 (2000) U00058 (2000) 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? 2-1

19 大気中濃度750 (1%/yr) 海面上昇(センチ) ( Stocker and Schmittner, 1997) (pmv))熱塩750 (1%/yr) 循環の流量650F(2%/yr) 650F (2%/yr) (百流れが停止海万トン毎秒時間 ( 年 ) 時間 ( 年 ) )時間 ( 年 ) (1) )0.2 Hadley Center (1999) BAU 海面上昇の原因 海水の熱膨張 氷河の融解グリーンランド氷床変化南極氷床変化 + 黒潮変化による海面力学高度の変化 (2) 2-2

20 全球 / 地域の計算メッシュの対応 朝鮮半島なし 200km 60km 色は水深 フィリッピンなし 200km ( 1997) :60km ( 2000) (3) 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 予測の方法 全球温暖化予測結果 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 2-3

21 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 既開発 地域大気モデル ( 地域気候モデル ) 気温 降水量, etc. 今回開発, etc. 電中研の全球 / 日本周辺の予測手法の整理 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 * 分離しない * 傾圧成分 順圧成分 開発した電中研地域海洋モデルの特徴 2-4

22 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 CO2 濃度シナリオ ( 無対策ケース ) 主な結果 NCAR 共同研究成果 : 電中研 (1997) CCM3.2 T42,L18 大気の空間解像度 300 km 海洋の空間解像度 200 km NCOM 2x2,L45 2x2, L3 Model 1.0 Components 大気海洋結合モデルの構成 of NCAR-CSM with (NCAR no モデル flux correction /CSM-1) CRIEPI CRIEPI 2-5

23 CO2 大気中濃度 (ppmv) CO2 一定 10years 355ppmv(1991 年 ) x y.2.46 CO2 増加 (1%/year) ( 115years 倍 CO2 70 年後 3 倍 CO2 110 年後 大気中 CO2 濃度増加シナリオ ( 無対策 ) CRIEPI CO2 一定 10 years CO2 CO2 CO2 増加 (1%/ 年 ) 115 years :2 倍 CO2 2.3 : 3 倍 CO Model year 全球の気温上昇の予測結果 CRIEPI 2-6

24 海面温度差 :3xCO2-1xCO2 2 (3xCO2 CRIEPI 水深 6.25m 赤 : 流速増加 青 : 流速減少 表層の水平流速の変化 ( 2xCO2-1xCO2) CRIEPI 2-7

25 水深 m 青 : 流速減少 赤 : 流速増加 深層の水平流速の変化 ( 2xCO2-1xCO2 ) CRIEPI 地域海洋モデルによる予測結果 3 CO 2 3 CO 2 の場合 2-8

26 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 全球 / 地域モデルの接続方法と計算領域 Max. velocity :25 cm/s Max. velocity: 5 cm/s Decrease Increase SST Separation 2cm/s Color is SST Increase 1xCO2 (control) Velocity change 温暖化時の海流変化 (3 CO 2 1 CO 2 ) 2-9

27 SST Increase deg. up 1.5 1xCO2 (control) SST change 温暖化時の海水温変化 (3 CO 2 1 CO 2 ) Decrease Increase Elevation -20cm Kuroshio 110cm High Low cm Increased elevation 1xCO2 (control) Surface elevation change 温暖化時の海面水位変化 (3 CO 2 1 CO 2 ) 2-10

28 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 2-11

29 (3) U99014 (2000) - (T42 CCM2) U00049 (2000) NCARCCM3 -- U00017 (2000) (2) 20:

30 CO 2 CO 2 CO 2 3-2

31 (2xCOm (2xCOm (hpa) 3-3

32 5%10% 20%30% Differences between CCM2 and CCM3 hydrologic cycle energy budget tropical cyclone MJO CCM2 too much precipitation imbalance realistic good CCM3 reduced balance little too weak 3-4

33 Results of sensitivity experiments(2) modified CCM3 RHc=85% Obs Original Modified CCM2 CCM3 bias 3-5

34 TOA Energy Budget of modified CCM3 Original 80% 85% 90% CCM2 OLR Abs Solar LWCF SWCF Bud (units: W/m2) OLR:outgoing long wave radiation, Abs.Solar:Absorbed solar(short wave)radiation LWCF:long wave cloud forcing, SWCF:short wave cloud forcing There are some imbalances in energy budget but not as worse as in CCM2. Further improvement is expected by parameter tuning. 14 T170) 3-6

35 80km NCAR (1999) 80km) 今後の展開 ( その 1) CO2 高度な並列計算科学技術の開発 VPP5000/32PE Peek speed 307Gflops 3-7

36 今後の展開 ( その 2) (T341) 4030km (1/10) 10km GS

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