IPCC AR4 WG1 - 概要及びよくある質問と回答

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1 IPCC 第 4 次 評 価 報 告 書 第 1 作 業 部 会 報 告 書 概 要 及 びよくある 質 問 と 回 答 注 意 この 資 料 は IPCC 第 4 次 評 価 報 告 書 第 1 作 業 部 会 報 告 書 のうち Executive Summary ( 概 要 ) 及 び Frequently Asked Question(よくある 質 問 と 回 答 )について 気 象 庁 が 翻 訳 したものである この 翻 訳 は IPCC ホームページに 掲 載 されている 第 4 次 評 価 報 告 書 : を 基 にしている 気 象 庁 訳 平 成 19 年 11 月 14 日

2 謝 辞 本 日 本 語 訳 の 作 成 に 当 たっては 気 象 庁 及 び 気 象 研 究 所 が 翻 訳 作 業 を 行 った なお 翻 訳 に 当 たっては IPCC WG1 国 内 支 援 事 務 局 の 協 力 のもと 以 下 の 方 々に 訳 文 の 査 読 を 頂 いた ここに 記 してお 礼 申 し 上 げる 井 上 元 名 古 屋 大 学 大 学 院 環 境 学 研 究 科 教 授 江 守 正 多 独 立 行 政 法 人 国 立 環 境 研 究 所 地 球 環 境 研 究 センター 温 暖 化 リスク 評 価 研 究 室 室 長 小 川 利 紘 宇 宙 航 空 研 究 開 発 機 構 主 幹 研 究 員 鬼 頭 昭 雄 気 象 研 究 所 気 候 研 究 部 長 小 池 勲 夫 東 京 大 学 海 洋 研 究 所 教 授 小 池 俊 雄 東 京 大 学 大 学 院 工 学 系 研 究 科 教 授 近 藤 洋 輝 独 立 行 政 法 人 海 洋 研 究 開 発 機 構 地 球 環 境 フロンティア 研 究 センター 地 球 環 境 モデリング 研 究 プログラム 特 任 研 究 員 住 明 正 東 京 大 学 サステイナビリティ 学 連 携 研 究 機 構 地 球 持 続 戦 略 研 究 イニシアティブ 統 括 ディレクター 教 授 時 岡 達 志 独 立 行 政 法 人 海 洋 研 究 開 発 機 構 地 球 環 境 フロンティア 研 究 センター 長 地 球 温 暖 化 予 測 研 究 プログラム プログラムディレクター 中 島 映 至 東 京 大 学 気 候 システム 研 究 センター 長 野 沢 徹 独 立 行 政 法 人 国 立 環 境 研 究 所 大 気 圏 環 境 研 究 領 域 大 気 物 理 研 究 室 室 長 野 尻 幸 宏 独 立 行 政 法 人 国 立 環 境 研 究 所 地 球 環 境 研 究 センター 副 センター 長 野 田 彰 独 立 行 政 法 人 海 洋 研 究 開 発 機 構 地 球 環 境 フロンティア 研 究 センター 地 球 環 境 モデリング 研 究 プログラムディレクター 花 輪 公 雄 東 北 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科 教 授 藤 井 理 行 国 立 極 地 研 究 所 所 長 松 野 太 郎 独 立 行 政 法 人 海 洋 研 究 開 発 機 構 地 球 環 境 フロンティア 研 究 センター 特 任 研 究 員 丸 山 康 樹 財 団 法 人 電 力 中 央 研 究 所 環 境 科 学 研 究 所 温 暖 化 影 響 の 科 学 的 評 価 と 適 応 重 点 プロジェクト 課 題 責 任 者 ( 敬 称 略 五 十 音 順 )

3 第 1 章 気 候 変 化 の 科 学 に 関 するこれまでの 概 要... 1 第 2 章 大 気 成 分 と 放 射 強 制 力 の 変 化... 9 第 3 章 観 測 結 果 : 地 表 面 及 び 大 気 中 の 気 候 変 化 第 4 章 観 測 結 果 : 雪 氷 及 び 凍 結 した 地 表 面 の 変 化 第 5 章 観 測 結 果 : 海 洋 の 気 候 変 化 と 海 面 水 位 第 6 章 古 気 候 第 7 章 気 候 系 変 化 と 生 物 地 球 化 学 過 程 の 結 合 第 8 章 気 候 モデルとその 評 価 第 9 章 気 候 変 化 の 理 解 と 要 因 評 価 第 10 章 世 界 的 な 気 候 の 予 測 第 11 章 地 域 的 な 気 候 の 予 測... 95

4 第 1 章 気 候 変 化 の 科 学 に 関 するこれまでの 概 要 概 要 気 候 と 気 候 変 化 を 支 配 する 地 球 システム 内 部 の 相 互 作 用 プロセスの 大 要 について 認 識 し 部 分 的 ながらも 理 解 する 試 みは IPCC 以 前 からあり 数 十 年 前 にさかのぼるものも ある 1990 年 の IPCC 第 1 次 評 価 報 告 書 以 来 これらのプロセスについての 理 解 定 量 化 や 気 候 モデルへの 統 合 が 急 速 に 進 んでいる この 数 十 年 における 気 候 学 の 進 展 と 地 球 の 気 候 の 変 化 に 伴 い 気 候 変 化 への 人 為 的 な 影 響 を 示 す 証 拠 がより 多 く 発 見 されている それに 伴 い IPCC では 気 候 に 与 える 人 間 の 影 響 について 次 第 に 断 定 的 な 見 解 を 発 表 してきた 議 論 を 通 じて 広 範 な 分 野 の 気 候 変 化 に 関 する 研 究 が 進 展 した 本 調 査 により これま での 一 連 の IPCC の 評 価 で 得 られた 主 な 科 学 的 結 論 の 方 向 に 大 きな 変 化 はなく その 内 容 がさらに 精 緻 になってきた よくある 質 問 と 回 答 FAQ1.1: 地 球 の 気 候 を 決 める 要 因 は 何 か? 気 候 システムは 大 気 陸 面 雪 氷 海 洋 やその 他 の 水 生 物 の 各 要 素 が 複 雑 に 相 互 作 用 するシステムである 気 候 をしばしば 平 均 的 な 気 象 と 定 義 するように 気 候 シス テムを 最 も 明 確 に 特 徴 づける 要 素 は 大 気 である 気 候 は 通 常 月 から 数 百 万 年 にわたる 期 間 ( 古 典 的 には 30 年 間 )の 気 温 降 水 量 風 の 平 均 や 変 動 として 表 現 される 気 候 シス テムは それ 自 身 が 内 包 する 力 学 作 用 と 気 候 を 左 右 する 外 的 な 要 因 (いわゆる 強 制 力 ) の 変 化 によって 時 間 とともに 変 化 する 外 的 な 強 制 力 としては 火 山 の 噴 火 太 陽 活 動 の 変 動 などの 自 然 現 象 や 人 為 的 な 大 気 組 成 の 変 化 などが 挙 げられる 太 陽 放 射 は 気 候 システムの 駆 動 力 である 地 球 の 放 射 収 支 が 変 化 する 要 因 は 基 本 的 には 以 下 の 三 つであ る:1) 入 射 する 太 陽 放 射 の 変 化 ( 例 ; 地 球 の 軌 道 や 太 陽 自 身 の 変 化 ) 2) 太 陽 放 射 の 反 射 率 (アルベド)の 変 化 ( 例 ; 雲 量 大 気 粒 子 植 生 の 変 化 ) 3) 地 球 から 宇 宙 空 間 へ 戻 る 長 波 放 射 の 変 化 ( 例 ; 温 室 効 果 ガス 濃 度 の 変 化 ) さまざまなフィードバック 過 程 を 通 じ て 気 候 は これらの 変 化 に 直 接 あるいは 間 接 に 反 応 する 1

5 FAQ1.1 図 1 年 平 均 した 地 球 全 体 のエネルギー 収 支 の 見 積 もり 長 期 的 には 入 射 した 太 陽 放 射 のう ち 地 球 と 大 気 によって 吸 収 された 分 は 地 球 と 大 気 から 放 射 される 同 じ 量 の 外 向 きの 長 波 放 射 とつり 合 う 入 射 する 太 陽 放 射 のおよそ 半 分 は 地 表 面 で 吸 収 される このエネルギーは 地 面 に 接 する 大 気 の 加 熱 ( 顕 熱 輸 送 ) 蒸 発 散 過 程 雲 と 温 室 効 果 気 体 に 吸 収 される 長 波 放 射 などによって 大 気 へと 輸 送 さ れる 一 方 大 気 は 宇 宙 空 間 だけでなく 地 球 へも 長 波 放 射 を 放 射 して 返 す 出 典 :Kiehl and Trenberth (1997) 日 中 の 地 球 大 気 上 端 の 太 陽 に 垂 直 な 面 に 到 達 するエネルギーは 1 平 方 メートル 当 たり 約 毎 秒 1370 ワット(W/m 2 )であり 全 地 球 で 平 均 するとこの 4 分 の 1 となる(FAQ1.1 図 1) 大 気 上 端 に 達 した 太 陽 光 線 の 約 30%が 宇 宙 空 間 に 反 射 される この 反 射 の 約 3 分 の 2 は 雲 や エーロゾル と 呼 ばれる 大 気 中 の 微 粒 子 によるものである 残 りの 約 3 分 の 1 は 主 に 雪 氷 砂 漠 からなる 地 球 表 面 の 明 るい 部 分 で 反 射 される エーロゾルによる 反 射 が 最 も 劇 的 に 変 化 するのは 大 規 模 な 火 山 噴 火 が 大 気 中 の 相 当 な 高 さまで 物 質 を 噴 出 するときである エーロゾルは 通 常 一 二 週 間 で 雨 により 大 気 中 から 除 去 されるが 激 しい 火 山 噴 火 によって 最 も 高 い 雲 のさらに 上 まで 物 質 が 吹 き 上 げられた 場 合 これら のエーロゾルは 対 流 圏 に 下 りて 降 水 によって 地 表 面 に 落 とされるまでの 1~2 年 の 間 気 候 に 影 響 を 与 える このように 大 規 模 な 火 山 噴 火 は 数 か 月 場 合 によっては 数 年 に わたって 世 界 平 均 で 約 0.5 の 地 上 気 温 の 低 下 をもたらすことがある 人 為 起 源 のエー ロゾルの 中 にも 著 しく 太 陽 光 線 を 反 射 するものがある 宇 宙 空 間 へ 反 射 されなかったエネルギーは 地 球 表 面 と 大 気 に 吸 収 される この 量 は 約 240W/m 2 である 入 射 エネルギーと 平 衡 するには 地 球 自 身 も 平 均 して 同 じ 量 のエネル 2

6 ギーを 宇 宙 空 間 へ 放 射 する 必 要 がある このため 地 球 は 外 向 きの 長 波 放 射 を 射 出 してい る 地 球 上 のあらゆるものは 常 に 長 波 放 射 を 射 出 している これは 炎 から 放 射 されて 体 感 できる 熱 エネルギーと 同 じものであり 高 温 のものほどより 多 くの 熱 エネルギーを 放 射 する 240W/m 2 を 放 射 するには 表 面 温 度 は-19 くらいでなければならないだろう これは 実 際 の 地 球 表 面 よりずっと 低 温 である( 世 界 平 均 地 上 気 温 はおよそ 14 である) 必 要 条 件 の-19 となっているのは 地 上 約 5km の 大 気 である 地 上 気 温 がこのように 高 い 理 由 は 温 室 効 果 ガスが 存 在 するためである 温 室 効 果 ガス は 自 然 の 温 室 効 果 として 知 られるように 地 表 面 からの 長 波 放 射 に 対 して 部 分 的 な 毛 布 のように 作 用 する 最 も 重 要 な 温 室 効 果 ガスは 水 蒸 気 と 二 酸 化 炭 素 である 大 気 中 に 最 も 多 く 存 在 する 窒 素 と 酸 素 にはこのような 効 果 はない 一 方 雲 は 温 室 効 果 ガスと 同 様 の 毛 布 効 果 を 及 ぼすが この 効 果 は 雲 の 反 射 作 用 によって 打 ち 消 され 平 均 すれば 雲 は 気 候 を 冷 却 する 効 果 を 持 っている(しかし 局 地 的 には 温 暖 化 の 効 果 を 感 じることもあるだ ろう 例 えば 雲 は 長 波 放 射 を 地 表 面 に 放 射 し 返 すので 曇 った 夜 は 晴 れた 夜 よりも 暖 か い) 人 間 活 動 により 温 室 効 果 ガスが 排 出 されることによって 毛 布 効 果 が 強 まる 例 えば 大 気 中 の 二 酸 化 炭 素 量 は 工 業 化 以 来 約 35% 増 加 しており この 増 加 は 主 に 化 石 燃 料 の 燃 焼 や 森 林 の 消 失 などの 人 間 活 動 によるものであることが 知 られている このように 人 類 は 地 球 大 気 の 化 学 的 組 成 を 大 きく 変 えてしまい その 結 果 気 候 に 相 当 な 影 響 を 与 えてし まった 地 球 は 球 形 なので 太 陽 光 線 が 低 い 角 度 で 大 気 へ 入 射 する 高 緯 度 帯 よりも 熱 帯 の 地 表 面 の 方 へ 単 位 面 積 当 たりでは 多 くの 太 陽 エネルギーが 到 達 する エネルギーは 低 気 圧 を 含 む 大 気 と 海 洋 の 循 環 によって 赤 道 域 から 高 緯 度 帯 へ 輸 送 される 海 面 や 陸 面 から 水 が 蒸 発 するときにもエネルギーが 必 要 である このエネルギーは 潜 熱 と 呼 ばれ 雲 の 中 で 水 蒸 気 が 凝 結 するときに 放 出 される(FAQ1.1 図 1) 大 気 循 環 は 主 にこの 潜 熱 の 放 出 に よって 駆 動 される そして 大 気 循 環 は 海 面 を 吹 く 風 や 海 面 水 温 や 塩 分 を 変 化 させる 降 水 や 蒸 発 の 作 用 を 通 じて 海 洋 循 環 の 大 部 分 を 駆 動 している 地 球 の 自 転 のために 大 気 循 環 は 南 北 のパターンよりも 東 西 のパターンを 示 す 傾 向 が 強 い 中 緯 度 帯 の 西 寄 りの 風 系 には 極 地 域 への 熱 輸 送 を 担 う 大 規 模 な 気 象 システムが 組 み 込 まれている これらの 気 象 システムは 馴 染 みのある 移 動 性 の 低 高 気 圧 や それに 伴 う 寒 冷 温 暖 前 線 から 成 っている 惑 星 スケールの 大 気 循 環 システムの 波 は 時 間 とと もに 振 幅 が 変 化 しつつ 陸 と 海 の 温 度 差 や 山 岳 や 氷 床 などの 障 害 物 のために 大 陸 や 山 によって 位 置 が 固 定 される このような 波 のパターンのため 北 アメリカが 冬 季 に 特 に 低 温 となるのに 連 動 して 北 半 球 の 他 の 地 域 は 特 に 高 温 となる 氷 床 の 大 きさや 植 生 の 型 や 分 布 大 気 や 海 洋 の 温 度 など 気 候 システムのさまざまな 要 素 の 変 化 は 大 気 と 海 洋 の 大 3

7 規 模 循 環 の 特 徴 に 影 響 を 与 える 気 候 システムには 気 候 強 制 力 の 変 化 の 効 果 を 強 めたり( 正 のフィードバック) 弱 めた り( 負 のフィードバック)するフィードバック 機 構 が 多 くある 例 えば 温 室 効 果 ガスの 濃 度 が 上 昇 すると 地 球 が 温 暖 化 し 雪 や 氷 が 融 け 始 める この 融 解 に 伴 い 雪 や 氷 の 下 か ら 暗 い 地 面 や 水 面 が 現 れ より 多 くの 太 陽 光 線 を 吸 収 するため さらなる 温 暖 化 がもたら され このことがさらに 融 解 を 進 める というような 自 己 強 化 循 環 になっている 雪 氷 - アルベド フィードバック として 知 られるこの 一 連 のフィードバックは 温 室 効 果 気 体 の 濃 度 上 昇 による 最 初 の 温 暖 化 を 増 幅 する 働 きを 持 つ 気 候 システムの 複 雑 さの 解 明 を 目 指 す 科 学 者 たちの 多 大 な 研 究 努 力 は 気 候 フィードバックの 検 知 理 解 正 確 な 定 量 化 に 集 中 している FAQ1.2: 気 候 変 化 と 気 象 にはどのような 関 係 があるか? 気 候 とは 一 般 的 には 平 均 的 な 気 象 と 定 義 されるように 気 候 変 化 と 気 象 は 密 接 に 関 わっ ている 観 測 結 果 をみると 気 象 に 変 化 が 起 こっていることが 分 かるが 気 候 変 化 が 起 きて いることを 示 すのは 長 期 にわたる 気 象 の 変 化 の 統 計 である 気 象 と 気 候 は 深 く 関 わって いる 一 方 で 両 者 には 重 要 な 違 いがある よく 見 受 けられることだが 気 象 と 気 候 を 混 同 して これから 二 三 週 間 先 の 天 気 が 予 報 できないのに なぜ 50 年 後 の 気 候 を 予 測 する ことができるのか と 科 学 者 が 問 われることがある 気 象 のカオス 性 によって 数 日 より 先 の 気 象 は 予 測 できない 大 気 組 成 やその 他 の 要 因 の 変 化 による 気 候 (つまり 長 期 間 平 均 した 気 象 )の 変 化 を 予 測 することは それとは 全 く 異 質 で ずっと 扱 いやすい 問 題 であ る たとえていえば ある 男 性 が 死 亡 する 年 齢 を 当 てることは 不 可 能 だが 工 業 化 された 国 の 男 性 の 平 均 死 亡 年 齢 はおよそ 75 歳 である とかなり 確 実 に 予 測 することができるよ うなものである この 問 題 に 関 する また 別 のよくある 混 同 は 寒 い 冬 や 地 球 上 どこかに ある 低 温 の 場 所 が 地 球 温 暖 化 に 対 する 反 証 だ という 考 えである 極 端 な 高 温 や 低 温 は(そ の 頻 度 や 強 弱 は 気 候 変 化 とともに 変 わるが) 常 に 起 こっている しかし 空 間 的 時 間 的 に 気 象 を 平 均 してみれば 地 球 が 温 暖 化 していることは データから 明 白 に 分 かるのであ る 4

8 FAQ1.2 図 1 気 候 システムを 構 成 する 要 素 とその 過 程 相 互 作 用 のあらまし 気 象 学 者 は 気 象 システムの 日 々の 変 化 を 観 測 し 理 解 し 予 想 することに 多 くの 労 力 をはらっている 大 気 の 運 動 加 熱 冷 却 降 雨 降 雪 や 水 の 蒸 発 を 支 配 する 物 理 法 則 を 利 用 して 気 象 学 者 は 通 常 今 後 数 日 間 の 気 象 を 正 しく 予 測 することができる 数 日 を 超 える 気 象 の 予 測 可 能 性 の 限 界 となる 大 きな 要 因 は 大 気 が 原 理 的 に 持 つ 力 学 的 属 性 にある 1960 年 代 に 気 象 学 者 のエドワード ローレンツは 初 期 状 態 におけるほんのわずかな 違 い が 全 く 異 なる 予 測 結 果 をもたらすことを 発 見 した これはバタフライ 効 果 と 一 般 にいわ れており どこかで 蝶 が 羽 を 羽 ばたかせると(あるいは 何 か 小 さな 現 象 が 起 こると) 理 論 上 は 別 の 場 所 のその 後 の 気 象 パターンを 変 化 させ 得 る というものである この 効 果 の 核 心 にあるのがカオス 理 論 である これは ある 変 数 のごく 小 さな 変 化 が 複 雑 系 に 不 規 則 性 らしきものを 引 き 起 こすというものである しかし カオス 理 論 が 意 味 するものは 完 全 な 無 秩 序 ではない 例 えば 過 去 の 状 態 のわ ずかな 差 から 嵐 がやってくる 日 や その 正 確 な 経 路 が 変 わったとしても その 地 域 のそ の 期 間 での 平 均 の 気 温 や 降 水 量 (つまり 気 候 )はほとんど 変 わらないだろう 天 気 予 報 に とっては 予 報 期 間 の 初 期 状 態 をすべて 知 ることが 大 きな 問 題 であるため 気 候 とは 気 象 にとってのバックグラウンドの 状 態 を 表 していると 考 えるのが 有 益 であろう さらに 正 確 にいえば 気 候 は 大 気 陸 海 洋 雪 氷 生 物 を 包 括 する 地 球 システム 全 体 の 状 態 (FAQ 1.2 図 1)(これは 気 象 パターンを 決 定 する 地 球 のバックグラウンドとして 機 能 する)に 関 5

9 連 しているとみなせる この 例 としては ペルー 沿 岸 の 気 象 に 影 響 を 与 えるエルニーニョ 現 象 が 挙 げられる エルニーニョ 現 象 が 起 こると 不 規 則 性 の 結 果 として 実 現 し 得 るさま ざまな 気 象 パターンの 中 から 一 部 のものだけが 実 現 しやすくなる ラニーニャ 現 象 が 発 生 すると また 異 なる 気 象 パターンが 実 現 しやすくなる もう 一 つの 例 として 身 近 にある 夏 と 冬 の 違 いが 挙 げられる 季 節 の 進 行 は 地 球 シス テムに 吸 収 されたり 放 出 されたりするエネルギーの 地 理 的 分 布 の 変 化 によって 起 きる 同 様 に 気 候 の 将 来 予 測 は 地 球 システム 内 の 熱 エネルギーの 根 本 的 な 変 化 によって 定 まり 特 に 地 表 面 付 近 に 熱 を 蓄 える 温 室 効 果 の 強 化 の 度 合 いによるが これは 大 気 中 の 二 酸 化 炭 素 などの 温 室 効 果 ガスの 量 によって 決 まる この 先 50 年 後 の 温 室 効 果 ガスの 変 化 によ る 気 候 変 化 を 予 測 することは わずか 数 週 間 先 の 気 象 パターンを 予 測 することとは 全 く 別 で ずっと 簡 単 に 解 ける 問 題 である 言 い 換 えれば 大 気 組 成 の 変 化 からもたらされる 長 期 間 の 変 動 は 個 々の 気 象 現 象 よりもはるかに 予 測 可 能 なのである 例 えば 1 回 きりの コイン 投 げやさいころ 振 りの 結 果 を 当 てることはできなくても 何 回 も 試 行 したときの 統 計 的 な 結 果 を 予 測 することはできるといったものである 多 くの 要 因 が 気 候 に 影 響 を 及 ぼし 続 ける 中 で 人 間 活 動 が 主 要 な 影 響 力 になってきてお り これが 過 去 50 年 に 観 測 された 温 暖 化 の 大 半 の 原 因 となっていることを 科 学 者 たちは 明 らかにした 人 為 的 な 気 候 変 化 は 大 気 中 の 温 室 効 果 ガスの 量 の 変 化 という 主 要 なもの だけでなく 微 粒 子 (エーロゾル)の 変 化 や 土 地 利 用 の 変 化 などの 結 果 である 気 候 の 変 化 に 伴 い 特 定 の 気 象 現 象 が 発 生 する 確 率 が 変 化 している 例 えば 世 界 平 均 気 温 の 上 昇 に 伴 い 気 象 現 象 の 中 には 以 前 より 頻 繁 で 激 しくなったもの( 例 熱 波 や 豪 雨 )もあ れば 低 頻 度 になって 弱 まったもの( 例 極 端 な 寒 冷 現 象 )もある FAQ1.3: 温 室 効 果 とは 何 か? 太 陽 は 地 球 の 気 候 の 駆 動 源 であり ごく 短 い 波 長 帯 ( 主 に 可 視 あるいは 近 可 視 ( 紫 外 線 など) 域 )でエネルギーを 放 射 している 地 球 の 大 気 上 端 に 達 する 太 陽 エネルギーの 約 3 分 の 1 が 宇 宙 空 間 へ 直 接 反 射 される 残 りの 3 分 の 2 は 地 球 表 面 に 吸 収 され またわず かながら 大 気 にも 吸 収 される 吸 収 された 入 射 エネルギーと 平 衡 するため 地 球 は 平 均 すれば 同 じ 量 のエネルギーを 宇 宙 空 間 へ 放 射 しなくてはならない 地 球 は 太 陽 よりも ずっと 温 度 が 低 いので 主 に 赤 外 域 の より 長 い 波 長 の 放 射 を 射 出 している(FAQ1.3 図 1) 陸 や 海 から 射 出 される 熱 放 射 の 多 くが 雲 を 含 む 大 気 に 吸 収 され 地 球 へと 放 射 し 返 される これが 温 室 効 果 といわれるものである 温 室 のガラスの 壁 は 空 気 の 出 入 りを 抑 え 中 の 気 温 を 上 昇 させる 物 理 過 程 は 異 なるが 地 球 でも 温 室 効 果 により 同 様 に 地 表 面 が 昇 温 する この 自 然 の 温 室 効 果 がなかったとしたら 地 表 面 の 平 均 気 温 は 氷 点 より 6

10 FAQ1.3 図 1 理 想 化 した 自 然 の 温 室 効 果 のモデル 説 明 は 本 文 を 参 照 も 低 くなってしまうだろう このように 地 球 の 自 然 な 温 室 効 果 によって 今 日 のような 生 物 の 存 在 が 可 能 になっている しかし 主 に 化 石 燃 料 の 燃 焼 や 森 林 の 伐 採 といっ た 人 間 活 動 は この 自 然 の 温 室 効 果 を 大 いに 強 化 し 地 球 温 暖 化 を 引 き 起 こしてきた 大 気 中 に 最 も 多 く 含 まれる 気 体 である 窒 素 ( 乾 燥 空 気 中 の 78%を 占 める)と 酸 素 (21% を 占 める)の 二 つはほとんど 温 室 効 果 に 寄 与 しない 温 室 効 果 の 原 因 となるのは より 複 雑 だがずっと 量 は 少 ない 分 子 である 最 も 重 要 な 温 室 効 果 ガスは 水 蒸 気 であり 二 酸 化 炭 素 (CO2)がその 次 に 重 要 である 大 気 中 に 微 量 に 含 まれる メタン 一 酸 化 窒 素 オゾ ンやその 他 の 気 体 も 温 室 効 果 に 寄 与 する 湿 潤 な 赤 道 域 では 大 気 中 に 大 量 の 水 蒸 気 が 含 まれているので 温 室 効 果 は 非 常 に 大 きく 二 酸 化 炭 素 や 水 蒸 気 を 少 量 加 えても 下 向 きの 赤 外 放 射 に 与 える 影 響 はごく 小 さいものでしかない ところが 寒 冷 で 乾 燥 した 極 域 では 二 酸 化 炭 素 や 水 蒸 気 のわずかな 増 加 はもっと 大 きな 効 果 を 及 ぼす 同 じように 低 温 で 乾 燥 した 上 層 の 空 気 では 水 蒸 気 のわずかな 増 加 が 及 ぼす 温 室 効 果 は 地 表 面 付 近 で 起 きる 場 合 よりもさらに 大 きい 気 候 システムの 幾 つかの 要 素 特 に 海 や 生 物 は 温 室 効 果 ガスの 大 気 中 濃 度 を 左 右 して いる この 主 な 例 としては 植 物 が 大 気 中 の 二 酸 化 炭 素 を 取 り 込 み 光 合 成 によって 二 7

11 酸 化 炭 素 (と 水 )から 炭 水 化 物 を 合 成 することが 挙 げられる 工 業 化 の 時 代 にあっては 人 間 活 動 は 主 に 化 石 燃 料 の 燃 焼 と 森 林 の 伐 採 によって 大 気 中 に 温 室 効 果 ガスを 追 加 し てきた 二 酸 化 炭 素 などの 温 室 効 果 ガスをさらに 大 気 中 に 追 加 することで 温 室 効 果 が 強 化 し 地 球 の 気 候 が 温 暖 化 することになる 温 暖 化 の 程 度 は さまざまなフィードバック 機 構 に 依 存 する 例 えば 温 室 効 果 ガスの 増 加 によって 大 気 が 暖 まると 水 蒸 気 の 濃 度 が 上 昇 し さらに 温 室 効 果 を 強 めることになる そしてこれがさらに 温 暖 化 を 促 し そのことで 水 蒸 気 がさらに 増 加 するという 自 己 強 化 循 環 を 形 成 する この 水 蒸 気 のフィードバックは 二 酸 化 炭 素 の 追 加 だけによる 温 室 効 果 をおよそ 倍 増 するほど 大 きいと 考 えられる もう 一 つの 重 要 なフィードバック 機 構 として 雲 が 関 わるものがある 雲 は 効 果 的 に 赤 外 放 射 を 吸 収 するため 大 きな 温 室 効 果 があり 地 球 を 暖 めている 一 方 雲 は 入 射 する 太 陽 放 射 を 効 率 的 に 反 射 するため 地 球 を 冷 やしている 雲 の 型 位 置 雲 水 量 雲 高 雲 粒 の 大 きさや 形 寿 命 といった 雲 に 関 わるおよそすべての 属 性 の 変 化 が 雲 が 地 球 を 加 熱 あるいは 冷 却 する 度 合 いを 左 右 している それらの 変 化 の 中 には 温 暖 化 を 促 進 す るものも 抑 制 するものもある 地 球 温 暖 化 に 対 応 してどのように 雲 が 変 化 するか そし て 雲 の 変 化 が さまざまなフィードバック 機 構 を 経 て どのように 気 候 に 影 響 するのかを さらに 理 解 するために 多 くの 研 究 が 進 められているところである 8

12 第 2 章 大 気 成 分 と 放 射 強 制 力 の 変 化 概 要 放 射 強 制 力 1は 気 候 変 化 を 引 き 起 こすさまざまな 人 為 起 源 及 び 自 然 起 源 の 因 子 の 強 度 を 定 量 的 に 比 較 するための 概 念 である 気 候 変 動 に 関 する 政 府 間 パネル(IPCC)の 第 1 作 業 部 会 による 第 3 次 評 価 報 告 書 (IPCC,2001)( 以 下 第 3 次 評 価 報 告 書 という) 以 降 の 気 候 モデルによる 研 究 では ある 放 射 強 制 力 に 対 する 平 衡 世 界 平 均 気 温 の 応 答 が ほと んどの 気 候 変 動 の 駆 動 源 に 対 してほとんど 同 じ(25% 以 内 )であることを 中 程 度 の 信 頼 性 で 示 している すべての 人 為 起 源 の 因 子 を 合 わせた 放 射 強 制 力 が 得 られたのは これが 初 めてである おのおのの 物 質 の 排 出 と 関 連 付 けた 個 別 の 放 射 強 制 力 も 初 めて 見 積 もられる 人 為 起 源 の 放 射 強 制 力 は 合 計 で+1.6[-1.0,+0.8] 2 W/m 2 と 見 積 もられている これは 1750 年 以 降 人 類 が 気 候 に 対 して かなりの 温 暖 化 影 響 を 及 ぼしている 可 能 性 が 極 めて 高 い 3 ことを 示 している 人 為 起 源 の 放 射 強 制 力 についてのこの 推 定 値 は 太 陽 放 射 の 変 化 に よるものより 少 なくとも 5 倍 より 大 きい 可 能 性 が 高 い 1950~2005 年 の 間 自 然 起 源 の 放 射 強 制 力 の 合 計 ( 太 陽 放 射 と 火 山 性 エーロゾル)の 温 暖 化 への 影 響 が 人 為 起 源 の 放 射 強 制 力 と 同 程 度 であることはほとんどあり 得 ない 長 寿 命 の 温 室 効 果 ガス( 二 酸 化 炭 素 メタン 一 酸 化 二 窒 素 ハロカーボン 類 及 び 六 フッ 化 硫 黄 ) 濃 度 の 増 加 による 放 射 強 制 力 は 全 体 で+2.63[±0.26]W/m 2 である この 放 射 強 制 力 についての 科 学 的 理 解 度 4は 高 い 第 3 次 評 価 報 告 書 に 比 べて 放 射 強 制 力 が 9% 増 加 して 1 放 射 強 制 力 は 気 候 変 動 に 関 する 政 府 間 パネル(IPCC)の 第 1 作 業 部 会 第 3 次 評 価 報 告 書 (IPCC,2001) で 定 義 されているように 対 流 圏 界 面 における 成 層 圏 の 調 節 を 経 た 放 射 フラックスの 変 化 量 として 定 義 されている 正 の 放 射 強 制 力 は 地 球 全 体 で 平 均 して 地 表 の 温 暖 化 を 負 の 放 射 強 制 力 は 地 球 全 体 で 平 均 し て 地 表 の 寒 冷 化 をもたらす しかしながら 放 射 強 制 力 は 気 候 応 答 の 詳 細 な 側 面 の 指 標 として 企 図 され たものではない ここでは 特 記 がない 限 り 放 射 強 制 力 は 地 球 全 体 で 平 均 された 値 とする 放 射 強 制 力 は 排 出 量 の 変 化 濃 度 の 変 化 観 測 気 候 変 化 の 駆 動 要 因 に 関 するその 他 の 知 識 から 因 子 ごとにさま ざまな 方 法 で 計 算 される 本 報 告 書 では 特 記 がない 限 り 各 因 子 による 放 射 強 制 力 を 現 在 (およそ 2005 年 )と 工 業 化 時 代 の 開 始 (およそ 1750 年 )の 差 として 記 述 しており その 単 位 は W/m 2 である 2 信 頼 度 90%の 範 囲 を 角 括 弧 内 に 示 している 信 頼 度 90%の 範 囲 が 最 適 な 推 定 値 から 非 対 称 であった 場 合 A [-X, +Y] と 標 記 しており これは 範 囲 の 下 限 が (A-X)で 上 限 が (A+Y)ということである 3 可 能 性 が 極 めて 高 い という 表 現 は 本 文 書 で 比 較 のため 使 用 している 表 現 の 例 で 信 頼 度 が 95% 以 上 で 使 用 している 他 の 例 として 可 能 性 が 高 い ( 信 頼 度 が 66%)がある 4 放 射 強 制 力 の 見 積 りには 不 確 実 性 の 範 囲 ( 量 的 不 確 実 性 )と 科 学 的 理 解 度 の 水 準 ( 構 造 的 不 確 実 性 ) が 伴 う 量 的 不 確 実 性 は 過 去 に 発 表 された 研 究 を 基 に 信 頼 度 が 5~95(90)%の 範 囲 で 表 現 されている 科 学 的 理 解 度 の 水 準 は 構 造 的 不 確 実 性 の 主 観 的 な 尺 度 であり 関 係 する 諸 過 程 がどれだけ 理 解 されている かを 表 現 している 科 学 的 理 解 度 の 水 準 が 高 い 気 候 変 化 の 因 子 は 放 射 強 制 力 がそれぞれの 不 確 実 性 の 範 囲 内 であると 期 待 される( 詳 細 については 及 び TS.1 の 不 確 実 性 に 関 する 表 を 参 照 ) 9

13 いるのは 1998 年 以 降 の 濃 度 変 化 の 結 果 である 2005 年 の 世 界 平 均 の 二 酸 化 炭 素 濃 度 は 379ppm であり その 放 射 強 制 力 は +1.66[±0.17] W/m 2 であった 現 在 の 放 射 強 制 力 の 約 4 分 の 3 が 過 去 の 化 石 燃 料 やセ メント 生 産 に 起 因 する 排 出 が 原 因 で 残 りの 4 分 の 1 が 土 地 利 用 の 変 化 が 原 因 であ る 可 能 性 が 高 い 1995~2005 年 の 10 年 間 の 大 気 中 二 酸 化 炭 素 濃 度 の 年 増 加 率 は 1.9ppm であり 二 酸 化 炭 素 による 放 射 強 制 力 は 20% 増 加 した これは 少 なくとも 過 去 200 年 間 のどの 10 年 間 で 観 測 もしくは 推 測 された 中 で 最 も 大 きな 変 化 である 1999~2005 年 で 化 石 燃 料 及 びセメント 生 産 からの 世 界 的 な 排 出 は およそ 年 3% の 割 合 で 増 加 している 2005 年 の 世 界 平 均 のメタン 濃 度 は 1774ppb であり その 放 射 強 制 力 は+0.48[±0.05] W/m 2 であった 過 去 20 年 間 にわたって 大 気 中 メタン 濃 度 の 増 加 率 は 総 じて 減 少 している この 理 由 はよく 理 解 されていないが このメタン 増 加 率 が 減 少 している こととメタンの 主 な 消 滅 源 (OH)に 長 期 変 動 がほとんどないことは メタンの 総 排 出 量 が 増 加 していないことを 示 唆 している モントリオール 議 定 書 で 規 制 されているガス(CFC 類 HCFC 類 及 びクロロカーボ ン 類 )による 2005 年 の 放 射 強 制 力 は 全 体 で+0.32[±0.03] W/m 2 であった これらに よる 放 射 強 制 力 は 2003 年 が 極 大 で 現 在 は 減 少 し 始 めている 一 酸 化 二 窒 素 (N2O) 濃 度 はほぼ 直 線 的 に 増 加 し 続 けている(0.26%/ 年 ) 2005 年 の 世 界 平 均 濃 度 は 319ppb であり その 放 射 強 制 力 は+0.16[±0.02]W/m 2 であった 最 近 の 研 究 は 観 測 された 空 間 的 な 濃 度 勾 配 に 熱 帯 域 からの 排 出 が 大 きな 役 割 を 果 たしていることを 裏 付 けている 京 都 議 定 書 で 削 減 対 象 となっているフッ 素 含 有 ガス(ハイドロフルオロカーボン 類 パーフルオロカーボン 類 六 フッ 化 硫 黄 )の 多 くは 1998~2005 年 の 間 に 高 い 割 合 (1.3~4.3 倍 )で 濃 度 が 増 加 した 2005 年 のこれらによる 放 射 強 制 力 の 合 計 は [±0.002] W/m 2 であり およそ 年 10%の 割 合 で 急 速 に 増 加 している 反 応 ガスである OH は メタン HFC 類 HCFC 類 及 びオゾンの 寿 命 や 放 射 強 制 力 に 影 響 する 主 要 な 化 学 種 である OH はまた 硫 酸 塩 硝 酸 塩 やその 他 の 有 機 エーロ ゾルの 形 成 についても 重 要 な 役 割 を 果 たしている 世 界 平 均 OH 濃 度 の 推 定 によ ると 1979~2004 年 の 間 に 正 味 の 変 化 は 検 出 されていない 10

14 第 3 次 評 価 報 告 書 のときに 利 用 できたモデルより 新 しく 改 良 された 化 学 輸 送 モデル によると 対 流 圏 オゾンの 増 加 による 放 射 強 制 力 は+0.35[-0.1,+0.3]W/m 2 と 見 積 もられて おり その 科 学 的 理 解 度 は 中 程 度 である 低 緯 度 では 対 流 圏 オゾンの 有 意 な 増 加 傾 向 が 現 れている 1980 年 代 から 1990 年 代 にかけて 観 測 された 成 層 圏 オゾンの 極 めて 大 きな 減 少 はもは や 起 こっていない しかしながら 最 近 の 変 化 がオゾンの 回 復 の 兆 しかどうかは まだはっ きりしない 放 射 強 制 力 は モントリオール 議 定 書 で 規 制 されたガスによる 成 層 圏 オゾン の 破 壊 が 主 要 因 であり -0.05[±0.10] W/m 2 と 再 評 価 された その 科 学 的 理 解 度 は 中 程 度 で ある 化 学 輸 送 モデルを 用 いた 研 究 によると メタンの 酸 化 から 生 じる 成 層 圏 水 蒸 気 の 増 加 に よる 放 射 強 制 力 は +0.07[±0.05] W/m 2 と 見 積 もられているが その 科 学 的 理 解 度 は 低 い 放 射 強 制 力 に 影 響 する 水 蒸 気 量 の 増 加 を 引 き 起 こす 恐 れのあるその 他 の 人 為 的 要 因 につい ては よく 分 かっていない モデルや 観 測 から 得 られた エーロゾルの 直 接 効 果 による 放 射 強 制 力 の 合 計 は-0.5[±0.4] W/m 2 と 見 積 もられているが その 科 学 的 理 解 度 はやや 低 い 水 雲 の 中 の 雲 のアルベド 効 果 (エーロゾルの 第 一 間 接 効 果 または Twomey 効 果 とも 呼 ばれている)による 放 射 強 制 力 は-0.7[-1.1, +0.4] 2 W/m 2 と 見 積 もられているが その 科 学 的 理 解 度 は 低 い 大 気 モデルは 向 上 しており 現 在 では 多 くのモデルがすべての 主 なエーロゾルを 取 り 扱 っている 現 場 観 測 衛 星 観 測 地 上 観 測 が 改 善 されたことによって 全 球 エー ロゾルモデルの 検 証 が 可 能 になった エーロゾル 直 接 効 果 の 放 射 強 制 力 の 合 計 の 最 良 の 推 定 と 不 確 かさの 幅 は モデル 研 究 と 観 測 を 合 わせた 結 果 に 基 づいている 個 々のエーロゾル 種 による 直 接 の 放 射 強 制 力 は エーロゾルによる 直 接 効 果 の 放 射 強 制 力 の 合 計 ほどはよく 分 かっていない 硫 酸 塩 は-0.4[±0.2] W/m 2 化 石 燃 料 起 源 の 有 機 炭 素 は-0.05[±0.05] W/m 2 化 石 燃 料 起 源 の 黒 色 炭 素 は+0.2[±0.15] W/m 2 バ イオマス 燃 焼 は+0.03[±0.12] W/m 2 硝 酸 塩 は-0.1[±0.1] W/m 2 鉱 物 粒 子 は-0.1[±0.2] W/m 2 と 見 積 もられている バイオマス 燃 焼 に 関 する 推 定 値 は エーロゾルを 覆 う 雲 の 影 響 を 強 く 受 ける 硝 酸 塩 と 鉱 物 粒 子 に 最 良 の 推 定 値 が 与 えられたのはこれが 初 めてである より 多 くのエーロゾル 種 の 導 入 とエーロゾル 雲 相 互 作 用 の 扱 いの 改 善 により 雲 11

15 アルベド 効 果 の 最 良 の 推 定 が 可 能 となっている しかしながら まだ 大 きな 不 確 実 性 が 残 っている より 多 種 のエーロゾルを 取 り 扱 っているモデルや 衛 星 観 測 デー タによって 束 縛 されたモデルは 比 較 的 小 さい 放 射 強 制 力 を 算 出 する 傾 向 にある また エーロゾル 雲 相 互 作 用 に 関 する 他 の 効 果 ( 例 えば 雲 の 寿 命 準 直 接 効 果 ) は 放 射 強 制 力 として 考 慮 されていない( 第 7 章 参 照 ) 主 に 正 味 の 森 林 破 壊 による 土 地 被 覆 の 変 化 は 地 表 アルベドの 上 昇 により -0.2[±0.2] W/m 2 の 放 射 強 制 力 をもたらした その 科 学 的 理 解 度 はやや 低 い 雪 に 付 着 した 黒 色 炭 素 エーロゾルは 地 表 アルベドを 減 少 させ +0.1[±0.1] W/m 2 の 放 射 強 制 力 をもたらしたが その 科 学 的 理 解 度 は 低 い その 他 の 地 表 特 性 の 変 化 も 放 射 強 制 力 による 定 量 化 ができな いようなさまざまな 過 程 を 通 して 気 候 へ 影 響 を 与 えるが それらの 科 学 的 理 解 度 は 非 常 に 低 い 持 続 する 線 状 の 飛 行 機 雲 による 放 射 強 制 力 は+0.01[-0.007, +0.02]W/m 2 であるが その 科 学 的 理 解 度 は 低 い 最 良 の 推 定 は 第 3 次 評 価 報 告 書 の 値 よりも 小 さくなっている 広 がっ た 飛 行 機 雲 からの 正 味 の 放 射 強 制 力 やそれらの 飛 行 機 雲 が 巻 雲 の 雲 量 に 与 える 影 響 の 最 良 の 推 定 値 はない 1750 年 以 降 の 太 陽 放 射 の 増 加 による 直 接 的 な 放 射 強 制 力 は+0.12[-0.06, +0.18]W/m 2 と 見 積 もられているが その 科 学 的 理 解 度 は 低 い この 値 は 第 3 次 評 価 報 告 書 の 値 の 半 分 以 下 である 放 射 強 制 力 がこのように 小 さくなったのは 太 陽 放 射 の 長 期 変 動 を 再 評 価 したこと による つまり マウンダー 極 小 期 から 現 在 までの 太 陽 放 射 の 増 加 量 が 従 来 の 推 定 よりも 小 さくなった しかしながら 放 射 強 制 力 の 不 確 実 性 は 大 きいままである 過 去 30 年 間 の 宇 宙 からの 観 測 によって 太 陽 放 射 の 総 量 が 極 小 値 の 有 意 な 変 化 傾 向 なしに 0.08%の 幅 ( 周 期 の 最 小 値 から 最 大 値 までの 値 )で 変 動 していることが 明 らかになった 11 年 周 期 で 変 化 する 紫 外 域 日 射 による 世 界 平 均 のオゾン 全 量 の 変 化 ( 数 % 程 度 )の 理 解 は 進 んでいるが オゾンの 鉛 直 分 布 の 変 化 はそれに 比 べてよく 分 かっていない 宇 宙 線 による 大 気 のイオン 化 の 太 陽 活 動 による 変 動 と 世 界 平 均 雲 量 の 低 下 の 間 の 経 験 的 な 関 係 についてはあいまいなままである 2005 年 の 世 界 全 体 の 成 層 圏 エーロゾル 濃 度 は 1980 年 前 後 に 始 まった 衛 星 による 観 測 開 始 以 来 最 も 低 かった これは 1991 年 のピナトゥボ 火 山 の 噴 火 以 降 大 きな 火 山 の 爆 発 12

16 的 噴 火 がないためと 考 えられる このような 突 発 的 な 火 山 活 動 から 発 生 したエーロゾルは 一 時 的 に 負 の 放 射 強 制 力 をもたらすが ピナトゥボ 火 山 以 前 の 火 山 噴 火 による 放 射 強 制 力 に 関 する 知 識 は 限 られている 比 較 的 信 頼 性 が 高 い 長 寿 命 の 温 室 効 果 ガスと 比 べて それ 以 外 のオゾン エーロゾルの 直 接 効 果 雲 のアルベド 効 果 及 び 土 地 利 用 の 変 化 による 放 射 強 制 力 の 空 間 分 布 にはかなり の 不 確 実 性 がある 南 半 球 の 正 味 の 放 射 強 制 力 はエーロゾルの 寄 与 が 小 さいため 北 半 球 より 大 きい 可 能 性 が 非 常 に 高 い 放 射 強 制 力 の 空 間 分 布 は 気 候 応 答 の 分 布 を 示 している わけではない 世 界 平 均 の 地 表 面 強 制 力 5の 合 計 は 負 である 可 能 性 が 非 常 に 高 い 成 層 圏 及 び 対 流 圏 エー ロゾルの 増 加 は 地 表 面 での 短 波 放 射 フラックスを 減 少 させることにより 地 表 面 強 制 力 に 対 して 主 に 負 の 効 果 を 与 える これは 正 の 人 為 起 源 の 放 射 強 制 力 に 主 に 寄 与 する 長 寿 命 の 温 室 効 果 ガスの 増 加 と 対 照 的 である よくある 質 問 と 回 答 FAQ2.1: 人 間 活 動 はどのように 気 候 変 化 に 寄 与 するのか またそれをどのように 自 然 の 影 響 と 比 較 するのか? 人 間 活 動 は 温 室 効 果 ガス エーロゾル( 微 粒 子 )や 雲 の 量 の 変 化 を 通 じて 大 気 を 変 化 させることにより 気 候 変 化 に 寄 与 する 最 も 良 く 知 られている 寄 与 は 大 気 中 に 二 酸 化 炭 素 を 排 出 する 化 石 燃 料 の 燃 焼 である 温 室 効 果 ガスやエーロゾルは 地 球 のエネルギー バランスの 一 部 を 担 っている 入 射 する 太 陽 放 射 と 外 向 きの 赤 外 ( 熱 ) 放 射 を 変 えること で 気 候 に 影 響 を 及 ぼす これらの 気 体 や 微 粒 子 の 大 気 中 の 量 や 性 質 が 変 わることにより 気 候 システムは 温 暖 化 したり 寒 冷 化 したりし 得 る 工 業 化 時 代 の 開 始 (1750 年 頃 ) 以 来 人 間 活 動 が 気 候 に 及 ぼした 総 合 的 な 効 果 は 温 暖 化 の 方 向 に 効 いている この 期 間 の 気 候 に 関 する 人 類 の 影 響 は 太 陽 放 射 の 変 化 や 火 山 噴 火 のような 自 然 な 過 程 による 変 化 として 知 られているものをはるかに 超 えている 温 室 効 果 ガス 人 間 活 動 の 結 果 として 四 つの 主 要 な 温 室 効 果 ガス: 二 酸 化 炭 素 メタン 一 酸 化 二 窒 素 ハロカーボン 類 (フッ 素 塩 素 臭 素 を 含 む 気 体 のグループ)が 排 出 されている こ れらの 気 体 は 大 気 中 に 蓄 積 し 時 が 経 つにつれて 濃 度 が 増 加 している これらの 気 体 はど 5 地 表 面 強 制 力 は 地 表 面 における 瞬 間 的 な 放 射 フラックスの 変 化 量 であり 熱 と 水 分 の 地 表 面 での 収 支 の 変 化 を 診 断 する 便 利 な 手 段 である しかしながら 放 射 強 制 力 とは 異 なり 地 表 面 強 制 力 では 平 衡 世 界 平 均 地 上 気 温 の 変 化 をもたらすさまざまな 因 子 の 効 果 の 定 量 的 な 比 較 はできない 13

17 れも 工 業 化 時 代 に 入 ってから 著 しく 増 加 した(FAQ2.1 図 1 参 照 ) これら 増 加 のすべ ては 人 間 活 動 に 原 因 を 求 めることができる 二 酸 化 炭 素 は 運 輸 建 物 の 冷 暖 房 セメント 等 の 製 造 における 化 石 燃 料 使 用 によ り 増 加 してきた 森 林 破 壊 は 二 酸 化 炭 素 を 排 出 し 植 物 による 二 酸 化 炭 素 吸 収 を 減 らした 二 酸 化 炭 素 は 植 物 の 腐 敗 などの 自 然 の 過 程 でも 排 出 される メタンは 農 業 天 然 ガスの 輸 送 ごみの 埋 め 立 てに 関 連 した 人 間 活 動 の 結 果 とし て 増 加 してきた また メタンは 例 えば 湿 地 において 起 こるような 自 然 の 過 程 で も 排 出 される メタン 濃 度 は この 20 年 間 にわたり 濃 度 増 加 率 が 減 少 したので 現 在 は 増 加 していない 一 酸 化 二 窒 素 もまた 肥 料 の 使 用 や 化 石 燃 料 燃 焼 のような 人 間 活 動 により 排 出 され る 土 壌 と 海 洋 における 自 然 の 過 程 もまた 一 酸 化 二 窒 素 を 排 出 する FAQ2.1 図 1 過 去 2000 年 間 の 重 要 な 長 寿 命 温 室 効 果 ガスの 大 気 中 濃 度 1750 年 頃 からの 増 加 は 工 業 化 時 代 の 人 間 活 動 に 起 因 する 濃 度 の 単 位 は 100 万 分 の 1(ppm)あるいは 10 億 分 の 1(ppb)で 大 気 分 子 それぞれ 百 万 個 あるいは 十 億 個 中 の 温 室 効 果 ガスの 分 子 数 を 表 す (データは 本 報 告 書 の 6 章 と 2 章 から 結 合 され 簡 略 化 されている) 14

18 ハロカーボンガスの 濃 度 は 主 に 人 間 活 動 が 原 因 で 増 加 してきた 小 さいながら 自 然 起 源 の 排 出 源 もある 主 要 なハロカーボンにはクロロフルオロカーボン( 例 えば CFC-11 CFC-12)が 含 まれる クロロフルオロカーボンは 大 気 中 にあることで 成 層 圏 オゾン 破 壊 の 原 因 となることが 明 らかになる 以 前 は 冷 媒 として また 他 の 工 業 過 程 において 広 く 使 われた オゾン 層 保 護 を 目 指 した 国 際 規 制 の 結 果 クロロ フルオロカーボンガスの 量 は 減 少 しつつある オゾンは 大 気 中 の 化 学 反 応 により 連 続 的 に 生 成 破 壊 される 温 室 効 果 ガスである 対 流 圏 では 化 学 反 応 によりオゾンを 生 成 する 一 酸 化 炭 素 炭 化 水 素 窒 素 酸 化 物 のような 気 体 の 排 出 を 通 じて 人 間 活 動 はオゾンを 増 加 させてきた 前 述 の 通 り 人 間 活 動 により 排 出 されたハロカーボンは 成 層 圏 においてオゾンを 破 壊 し 南 極 上 空 でオゾンホールを 引 き 起 こしている 水 蒸 気 は 大 気 中 で 最 も 量 が 多 く 重 要 な 温 室 効 果 ガスである しかしながら 人 間 活 動 は 大 気 中 の 水 蒸 気 量 に 対 して わずかな 直 接 的 影 響 を 持 つに 過 ぎない 間 接 的 には 人 類 は 気 候 を 変 化 させることにより 水 蒸 気 に 大 きな 影 響 を 及 ぼす 可 能 性 がある 例 えば 暖 かい 大 気 はより 多 くの 水 蒸 気 を 含 む また メタンは 成 層 圏 に おいて 化 学 反 応 で 消 滅 し 少 量 の 水 蒸 気 を 生 成 するため 人 間 活 動 はメタン 排 出 を 通 じても 水 蒸 気 に 影 響 を 及 ぼす エーロゾルは 大 きさ 濃 度 化 学 成 分 ともさまざまな 大 気 中 の 微 粒 子 である エー ロゾルには 直 接 大 気 に 排 出 されるものと 排 出 された 化 合 物 から 生 成 されるもの がある エーロゾルは 自 然 起 源 の 化 合 物 と 人 間 活 動 の 結 果 として 排 出 された 化 合 物 の 両 方 を 含 む 化 石 燃 料 燃 焼 やバイオマス 燃 焼 は 硫 黄 化 合 物 や 有 機 化 合 物 黒 色 炭 素 (すす)を 含 むエーロゾルを 増 加 させてきた 露 天 掘 りや 工 業 過 程 のような 人 間 活 動 は 大 気 中 のダストを 増 加 させてきた 自 然 起 源 エーロゾルには 地 表 面 から 排 出 される 鉱 物 ダスト 海 塩 エーロゾル 陸 地 や 海 洋 から 排 出 される 生 物 起 源 のも の 火 山 噴 火 による 硫 酸 塩 やダストエーロゾルを 含 む 人 間 活 動 により 影 響 を 受 けた 要 因 の 放 射 強 制 力 人 間 活 動 により 影 響 を 受 けた 幾 つかの 要 因 の 放 射 強 制 力 の 寄 与 を FAQ2.1 図 2 に 示 す 値 は 工 業 化 時 代 の 開 始 (1750 年 頃 )に 対 する 強 制 力 の 合 計 を 反 映 している すべての 温 室 効 果 ガス 増 加 による 強 制 力 は 人 間 活 動 に 起 因 する 強 制 力 の 中 で 最 もよく 理 解 されており この 放 射 強 制 力 は 個 々の 気 体 は 大 気 中 の 外 向 き 赤 外 放 射 を 吸 収 するため 正 の 値 をとる 温 室 効 果 ガスの 中 で 二 酸 化 炭 素 の 増 加 は この 期 間 の 最 も 大 きい 強 制 力 を 引 き 起 こして きた 対 流 圏 オゾン 増 加 もまた 温 暖 化 に 寄 与 してきたが 成 層 圏 オゾンの 減 少 は 寒 冷 化 15

19 に 寄 与 してきた エーロゾル 粒 子 は 大 気 中 の 太 陽 放 射 と 赤 外 放 射 の 反 射 と 吸 収 を 通 じて 直 接 的 に 放 射 強 制 力 に 影 響 する エーロゾルによっては 正 の 強 制 力 をもたらすものも 負 の 強 制 力 をも たらすものもある すべての 種 類 のエーロゾルの 直 接 的 な 放 射 強 制 力 を 合 わせると 負 の 値 となる エーロゾルはまた 雲 の 特 性 を 変 化 させて 間 接 的 に 負 の 放 射 強 制 力 を 引 き 起 こ す == FAQ2.1 BOX1 == 放 射 強 制 力 とは? 温 室 効 果 ガスのような 気 候 変 化 を 引 き 起 こす 要 因 の 影 響 は しばしばその 放 射 強 制 力 とし て 評 価 される 放 射 強 制 力 とは 気 候 に 影 響 を 及 ぼす 要 因 が 変 化 したときに 地 球 - 大 気 シ ステムのエネルギーバランスがどのように 影 響 を 受 けるかを 測 る 尺 度 である 放 射 とい う 語 が 入 るのは これらの 要 因 が 入 射 する 太 陽 放 射 と 地 球 大 気 内 の 外 向 き 赤 外 放 射 の 間 のバランスを 変 化 させるからである この 放 射 バランスが 地 球 の 地 上 気 温 を 制 御 する 強 制 力 という 語 は 地 球 の 放 射 バランスがこれにより 通 常 からずれた 状 態 に 押 しやら れていることを 示 すために 用 いられる 放 射 強 制 力 は 通 常 大 気 上 端 で 測 った 地 球 の 単 位 面 積 当 たりのエネルギー 変 化 率 として 定 量 化 され W/m 2 で 表 される(FAQ2.1 図 2 参 照 ) ある 要 因 や 要 因 グループの 放 射 強 制 力 が 正 と 評 価 されたならば 地 球 - 大 気 システムのエネルギーは 最 終 的 に 増 加 し このシ ステムの 温 暖 化 をもたらす 対 照 的 に 負 の 放 射 強 制 力 は 最 終 的 にエネルギーを 減 少 させ システムの 寒 冷 化 をもたらす 気 候 研 究 者 にとって 重 要 な 課 題 は 気 候 に 影 響 を 及 ぼすす べての 要 因 と 強 制 力 として 働 くメカニズムを 明 確 にし 各 要 因 の 放 射 強 制 力 を 定 量 化 し 要 因 グループからの 総 放 射 強 制 力 を 評 価 することである 16

20 FAQ2.1 図 2 気 候 変 動 の 放 射 強 制 力 の 主 な 要 素 文 中 に 示 すように これらの 放 射 強 制 力 はすべて 人 間 活 動 または 自 然 要 因 に 伴 う 気 候 に 影 響 を 及 ぼす 一 つまたは 複 数 の 因 子 の 結 果 である これらの 値 は 工 業 化 時 代 の 始 まり(1750 年 頃 )を 基 準 とした 2005 年 の 強 制 力 を 示 している 人 間 活 動 は 長 寿 命 ガス オゾン 水 蒸 気 地 上 アルベド エーロゾル 及 び 飛 行 機 雲 にかなりの 変 化 をもたらす 1750 年 から 2005 年 にかけての 自 然 起 源 の 強 制 力 で 増 加 したのは 太 陽 放 射 だけである 正 ( 負 )の 強 制 力 は 気 候 を 温 暖 化 ( 寒 冷 化 )させる おのおのの 色 つきの 棒 グラフについた 細 い 黒 線 は 個 々の 値 の 不 確 実 性 の 範 囲 を 示 す( 本 報 告 書 図 2.20 を 転 載 ) 17

21 工 業 化 時 代 以 降 の 人 間 活 動 は 主 に 耕 作 地 牧 場 森 林 の 変 化 を 通 して 地 球 上 の 土 地 被 覆 の 性 質 を 変 えてきた また 人 間 活 動 は 雪 氷 の 反 射 特 性 も 変 えてきた 全 体 として 人 間 活 動 の 結 果 現 在 では より 多 くの 太 陽 放 射 が 地 球 表 面 から 反 射 されている 可 能 性 が 高 い この 変 化 は 負 の 放 射 強 制 力 となる 航 空 機 は 十 分 低 温 で 高 湿 度 の 領 域 で 持 続 する 線 状 の 凝 結 の 軌 跡 ( 飛 行 機 雲 )を 生 成 す る 飛 行 機 雲 は 太 陽 放 射 を 反 射 し 赤 外 放 射 を 吸 収 する 巻 雲 の 一 つの 形 状 である 全 世 界 の 航 空 機 の 運 航 による 線 状 の 飛 行 機 雲 は 地 球 の 雲 量 を 増 加 させており 小 さい 正 の 放 射 強 制 力 を 引 き 起 こすと 推 定 されている 自 然 変 化 による 放 射 強 制 力 自 然 の 強 制 力 は 太 陽 の 変 化 と 爆 発 的 な 火 山 噴 火 により 生 起 する 太 陽 放 射 量 は 工 業 化 時 代 に 徐 々に 増 加 し 小 さい 正 の 放 射 強 制 力 を 引 き 起 こした(FAQ2.1 図 2 参 照 ) こ れは 太 陽 放 射 の 11 年 周 期 の 変 化 に 追 加 されるものである 太 陽 エネルギーは 気 候 シ ステムを 直 接 加 熱 するばかりでなく 成 層 圏 オゾンのような 幾 つかの 大 気 中 の 温 室 効 果 ガ スの 量 に 影 響 を 及 ぼすことができる 爆 発 的 火 山 噴 火 は 成 層 圏 中 の 硫 酸 塩 エーロゾルの 一 時 的 な 増 加 を 通 して 短 期 間 (2~3 年 )の 負 の 強 制 力 をもたらすことがある 最 後 の 大 きな 噴 火 は 1991 年 (ピナトゥボ 火 山 )であり それ 以 来 今 まで 成 層 圏 は 火 山 噴 火 の 影 響 は 受 けていない 太 陽 放 射 変 化 と 火 山 に 対 して 見 積 もられた 放 射 強 制 力 の 今 日 と 工 業 化 時 代 の 初 期 の 間 の 差 は 人 間 活 動 から 見 積 もられた 放 射 強 制 力 の 差 と 比 べて どちらも 非 常 に 小 さい 従 っ て 今 日 の 大 気 では 現 在 と 将 来 の 気 候 変 化 に 対 する 人 間 活 動 に 伴 う 放 射 強 制 力 は 自 然 過 程 による 変 化 に 起 因 すると 見 積 もられる 放 射 強 制 力 よりずっと 重 要 である 18

22 第 3 章 観 測 結 果 : 地 表 面 及 び 大 気 中 の 気 候 変 化 概 要 世 界 の 平 均 地 上 気 温 は 過 去 100 年 間 (1906~2005 年 )で 線 形 の 長 期 変 化 傾 向 (トレ ンド)を 推 定 すると 0.74±0.18 上 昇 した 最 近 50 年 間 の 昇 温 率 は 過 去 100 年 間 の 約 2 倍 となっている(10 年 当 たり 0.13±0.03 対 10 年 当 たり 0.07±0.02 ) 陸 上 と 海 上 で 平 均 した 世 界 の 平 均 気 温 は さまざまな 均 一 性 の 問 題 を それぞれ 独 自 に 補 正 している 三 つの 異 なる 推 定 値 から 求 められている 1901~2005 年 の 期 間 について これらの 推 定 は 不 確 実 性 の 範 囲 で 一 致 しており 最 近 の 上 昇 率 も 同 様 の 値 を 示 している トレンドは 線 形 ではなく 測 器 による 観 測 が 始 まった 最 初 の 50 年 (1850~1899 年 )から 最 近 の 5 年 (2001 ~2005 年 )までの 昇 温 は 0.76±0.19 だった 2005 年 は 観 測 史 上 最 も 気 温 の 高 い 2 年 のうちの 一 つであった 測 器 による 観 測 が 始 まっ て 以 来 世 界 の 平 均 地 上 気 温 が 最 も 高 かったのは 1998 年 と 2005 年 である 一 つの 推 定 では 1998 年 が 最 も 気 温 が 高 く 残 りの 二 つの 推 定 では 2005 年 の 方 がわずかに 高 かった 2002~2004 年 の 3 年 は 1850 年 以 降 で 3 番 目 4 番 目 5 番 目 に 気 温 の 高 い 年 だった 最 近 12 年 間 (1995~2006 年 )のうち 1996 年 を 除 く 11 年 は 1850 年 以 降 の 記 録 で 高 い 方 から 12 位 の 記 録 に 入 っている 1998 年 は 大 規 模 な 1997~1998 年 エルニーニョ 現 象 の 影 響 で 地 上 気 温 が 高 くなったが 2005 年 はこのような 強 い 偏 差 はなかった 2006 年 の 気 温 は 過 去 5 年 の 平 均 と 同 程 度 である 陸 域 は 海 洋 よりも 速 く 昇 温 している 陸 域 も 海 洋 域 も 昇 温 しており 海 洋 では 海 面 水 温 も 夜 間 の 海 上 気 温 も 昇 温 している しかし 世 界 全 体 でみると 陸 上 の 地 上 気 温 は 1979 年 以 後 海 洋 の 2 倍 の 速 さで 上 昇 している( 陸 上 :10 年 当 たり 0.27 以 上 対 海 洋 :10 年 当 たり 0.13 ) また 北 半 球 の 気 温 は 冬 (12~2 月 )から 春 (3~5 月 )にかけて 大 きく 上 昇 している 気 候 の 温 暖 化 に 伴 って 極 端 な 気 温 の 発 生 も 変 化 している データのある 陸 域 の 70~75% で 中 緯 度 では 広 く 霜 の 降 りる 日 が 減 少 するとともに 極 端 な 高 温 の 増 加 や 極 端 に 寒 い 日 の 減 少 がみられる 最 も 特 徴 的 な 変 化 は 寒 い 夜 (1961~1990 年 を 基 準 として 最 も 低 温 の 10%)の 出 現 頻 度 が 1951 年 から 2003 年 にかけて 減 少 していることである 暑 い 夜 (1961~1990 年 を 基 準 として 最 も 高 温 の 10%)はより 頻 発 している 日 較 差 は 1950 年 から 2004 年 にかけて 平 均 で 10 年 当 たり 0.07 の 割 合 で 減 少 している しかし 1979 ~2004 年 の 期 間 は 最 高 気 温 と 最 低 気 温 が 同 様 の 割 合 で 上 昇 しているので 日 較 差 はほと んど 変 化 していない 2003 年 夏 のヨーロッパ 西 部 中 部 における 記 録 破 りの 熱 波 は 近 年 19

23 のひときわ 顕 著 な 極 端 現 象 の 例 である その 夏 (6~8 月 )は 1780 年 頃 に 比 較 可 能 な 形 で 測 器 観 測 が 始 まって 以 来 最 も 暑 く( 以 前 の 記 録 である 1807 年 よりも 1.4 高 い) 少 な くとも 1500 年 以 降 で 最 も 暑 かった 可 能 性 が 非 常 に 高 い 近 年 各 海 洋 の 海 面 水 温 は すべての 緯 度 で 非 常 に 明 瞭 に 昇 温 している 大 西 洋 では 両 半 球 で 昇 温 に 違 いがある 太 平 洋 では エルニーニョ 現 象 や 赤 道 対 称 の 太 平 洋 十 年 規 模 変 動 による 中 断 がある 一 方 インド 洋 では 着 実 に 昇 温 している これらの 特 徴 が 海 面 水 温 の 地 域 的 な 昇 温 率 の 違 いをもたらし ひいては 大 気 循 環 に 影 響 が 及 ぶ 都 市 のヒートアイランドの 効 果 は 実 際 にあるものの 局 地 的 であり 大 規 模 スケールの トレンドには 影 響 しない 最 近 の 多 くの 研 究 が 示 すように 半 球 規 模 や 大 陸 規 模 でみる 限 り (1950 年 以 降 の) 陸 上 気 温 の 記 録 に 都 市 化 や 土 地 利 用 の 変 化 が 及 ぼす 効 果 は 無 視 で きる なぜならば 実 際 にあるとはいえ 局 地 的 な 効 果 は 用 いられるデータセットの 中 で 無 効 となるか 補 正 の 対 象 となってしまうからである いずれの 場 合 でも これらの 効 果 は 海 面 水 温 の 記 録 には 現 れない 都 市 のヒートアイランドの 効 果 が 降 水 量 や 雲 や 日 較 差 に も 変 化 をもたらすことを 示 唆 する 証 拠 が 増 えている それは 汚 染 物 質 の 濃 度 が 低 くなる などの 週 末 に 現 れる 効 果 のために 週 末 効 果 として 検 出 される 北 極 域 の 平 均 気 温 は 過 去 100 年 の 世 界 の 平 均 気 温 の 上 昇 率 のおよそ 2 倍 の 速 さで 昇 温 している 北 極 域 の 気 温 には 大 きな 十 年 規 模 の 変 動 がみられる 1920 年 代 の 後 半 から 1950 年 代 の 前 半 にかけては 現 在 と 同 程 度 の 温 暖 期 が 比 較 的 長 く 続 いたが 空 間 分 布 は 近 年 の 温 暖 化 とは 異 なっていた 1958~2005 年 における 下 部 対 流 圏 の 昇 温 率 は 地 上 気 温 の 昇 温 率 よりわずかに 大 きい 高 層 気 象 観 測 用 ラジオゾンデの 記 録 は 地 上 の 観 測 記 録 に 比 べると 空 間 的 に 極 めて 不 十 分 である 特 に 熱 帯 では 多 数 の 記 録 に 負 のバイアスが 含 まれている 可 能 性 が 非 常 に 高 いこ とを 多 くの 証 拠 が 示 唆 している 1979 年 以 降 の 衛 星 マイクロ 波 探 査 計 (MSU や 改 良 型 マ イクロ 波 探 査 計 (AMSU))の 測 定 から 推 定 された 対 流 圏 の 気 温 トレンドには 手 法 によっ て 相 違 がみられる 他 説 明 のつかない 誤 差 が 含 まれている 可 能 性 が 高 いものの 気 温 トレ ンドの 推 定 値 は 衛 星 の 交 代 軌 道 縮 小 ( 日 射 の 効 果 に 伴 う) 現 地 通 過 時 刻 のドリフトの 修 正 を 通 じて 改 善 され(データセット 間 の 違 いが 少 なくなり)つつある MSU チャンネ ル 2 データへの 成 層 圏 の 影 響 を 考 慮 すれば 衛 星 による 対 流 圏 の 気 温 の 記 録 は 地 上 気 温 の トレンドとおおむね 一 致 する 1979 年 以 降 の 世 界 の 地 上 気 温 の 昇 温 の(データセットの 違 いによる) 幅 は 10 年 当 たり 0.16~0.18 で MSU によって 推 定 された 対 流 圏 気 温 の 上 昇 率 である 10 年 当 たり 0.12~0.19 とほぼ 匹 敵 する しかし 対 流 圏 の 昇 温 は 地 上 より 少 し 大 きく また 成 層 圏 のはっきりした 寒 冷 化 の 影 響 もあって 圏 界 面 高 度 も 上 昇 した 可 20

24 能 性 が 高 い 下 部 成 層 圏 は 1979 年 以 来 寒 冷 化 している 高 層 観 測 用 ラジオゾンデや 衛 星 (MSU チャ ンネル 4)や 再 解 析 による 推 定 は 量 的 にほぼ 一 致 して 1979 年 以 降 下 部 成 層 圏 が 10 年 当 たり 0.3~0.6 の 割 合 で 寒 冷 化 していることを 示 唆 している 1958 年 にさかのぼる より 長 期 の 高 層 観 測 用 ラジオゾンデの 記 録 でも 寒 冷 化 がみられるが 気 温 の 低 下 率 は 1958 年 から 1978 年 にかけてよりも 1979 年 以 降 の 方 がかなり 大 きい ラジオゾンデの 記 録 は まだ 考 慮 できていないラジオゾンデの 変 化 のため 成 層 圏 の 寒 冷 化 を 過 剰 に 見 積 もっ ている 可 能 性 が 高 い 大 きな 火 山 噴 火 に 続 いて 成 層 圏 の 昇 温 が 起 こったため 成 層 圏 の 気 温 トレンドは 直 線 的 ではない 1900~2005 年 の 降 水 量 は 一 般 的 に 北 緯 30 度 以 北 の 陸 上 で 増 加 した しかし 熱 帯 で は 1970 年 代 以 降 減 少 傾 向 が 卓 越 している 北 緯 10~30 度 では 降 水 量 が 1900 年 から 1950 年 代 にかけて 顕 著 に 増 加 したが 1970 年 頃 以 後 は 減 少 している 北 緯 10 度 から 南 緯 10 度 にかけての 熱 帯 地 方 では 特 に 1976/1977 年 以 後 降 水 量 が 減 少 する 傾 向 がみら れる 熱 帯 の 値 が 世 界 平 均 を 支 配 している 北 米 東 部 と 南 米 東 部 ヨーロッパ 北 部 北 中 央 アジアでは かなり 湿 潤 化 の 傾 向 がみられ サヘル 地 中 海 アフリカ 南 部 南 アジ アの 一 部 では 乾 燥 化 の 傾 向 がみられる 降 水 量 変 化 の 分 布 は 気 温 変 化 に 比 べて 場 所 や 季 節 的 による 変 動 が 大 きい しかし 降 水 量 が 著 しく 変 化 する 場 所 では 測 定 された 気 流 の 変 化 とよく 合 う 大 雨 の 頻 度 は 大 いに 増 加 した 大 雨 の 頻 度 ( 例 えば 95%パーセンタイル)は 多 くの 陸 域 で 総 降 水 量 が 減 少 している 地 域 でも 増 加 している 可 能 性 が 高 く 気 候 の 温 暖 化 や 観 測 された 水 蒸 気 量 の 増 大 とよく 合 う ( 再 現 期 間 が 50 年 に 1 回 の)よりまれな 現 象 もまた 増 加 している しかし このようなトレンドが 信 頼 できるか 検 証 するほど 十 分 なデータが 存 在 する 地 域 は ほんのわずかしかない 干 ばつは 1970 年 代 以 降 特 に 熱 帯 や 亜 熱 帯 でより 一 般 的 になっている 広 い 範 囲 で 干 ばつを 表 すしきい 値 を 超 えたのに 伴 い より 厳 しく より 長 期 間 にわたる 干 ばつが 観 測 さ れた 地 域 が 過 去 30 年 で 拡 大 した Palmer Drought Severity Index(PDSI)の 形 で 定 量 化 される 陸 上 の 降 水 の 減 少 と 蒸 発 散 を 増 大 させる 昇 温 や 乾 燥 が 干 ばつの 発 生 地 域 拡 大 に 寄 与 する 重 要 な 因 子 である 干 ばつが 発 生 した 地 域 は 特 に 熱 帯 の 海 面 水 温 の 変 化 とそ れに 関 連 した 大 気 循 環 及 び 降 水 の 変 化 に 主 に 決 定 付 けられるようにみえる 米 国 西 部 では 雪 塊 氷 原 が 消 えたことに 続 く 土 壌 水 分 量 の 減 少 も 干 ばつに 寄 与 する 因 子 の 一 つのようであ る オーストラリアやヨーロッパの 最 近 の 干 ばつについては 異 常 高 温 や 熱 波 に 伴 って 発 生 していることから 地 球 温 暖 化 と 直 接 的 に 関 連 していることが 推 測 される 21

25 対 流 圏 の 水 蒸 気 は 増 加 している 陸 上 や 海 上 の 高 温 に 深 く 関 連 して 1976 年 以 後 地 上 の 比 湿 は 次 第 に 増 加 している 世 界 の 海 上 における 気 柱 内 の 総 水 蒸 気 量 は 海 面 水 温 の 分 布 の 変 化 や 量 の 変 化 そして 相 対 湿 度 がほぼ 一 定 であることと 一 致 して 1988 年 から 2004 年 にかけて 10 年 当 たり 1.2±0.3%の 割 合 で 上 昇 した 海 面 水 温 と 強 い 相 関 があることから 気 柱 内 の 総 水 蒸 気 量 が 1970 年 以 降 に 4% 増 加 したことが 示 唆 される 対 流 圏 上 部 の 比 湿 に も 1982 年 から 2004 年 にかけて 同 様 の 上 昇 トレンドが 検 出 され これにより 温 室 効 果 が かなり 強 まった 地 球 薄 暮 化 は 世 界 全 体 でみられる 現 象 ではなく 1990 年 以 後 は 収 束 してきた 報 告 されてきた 1970 年 から 1990 年 にかけての 地 球 表 面 に 到 達 する 太 陽 放 射 の 減 少 は 都 市 に 偏 っており 符 号 は 反 転 してきた 観 測 記 録 はまばらであるが 多 くの 場 所 では 雲 量 の 増 加 雲 の 性 質 の 変 化 及 び 大 気 汚 染 (エーロゾル)の 増 加 に 伴 い 特 に 1970 年 か ら 1990 年 にかけて 蒸 発 計 の 蒸 発 量 が 減 少 した しかし そのような 場 所 の 多 くでは 実 際 の 蒸 発 散 量 が 蒸 発 計 で 測 定 された 蒸 発 位 に 近 くなるにつれて 降 水 量 の 増 加 で 土 壌 の 水 分 量 が 増 えるのに 伴 い 地 表 面 の 水 バランスから 推 測 される 実 際 の 蒸 発 散 量 は 増 加 する ゆえに 蒸 発 散 量 を 決 定 するにあたっては 太 陽 放 射 の 減 少 と 地 上 降 水 量 の 増 加 がトレー ドオフの 関 係 にあるが 一 般 的 には 後 者 の 方 が 卓 越 する 雲 はエルニーニョ 南 方 振 動 (ENSO)の 影 響 を 受 けて 変 化 し 陸 と 海 では 逆 の 変 化 がみ られる 1950 年 代 以 降 広 い 範 囲 で(しかし 遍 在 的 ではない) 雲 量 の 増 加 と 同 時 に 陸 上 の 日 較 差 が 減 少 している 海 上 における 全 雲 量 や 下 層 雲 の 変 化 は 地 上 観 測 と 衛 星 観 測 とでは 結 果 が 一 致 しない しかし 1980 年 代 から 1990 年 代 にかけての 大 気 の 上 端 におけ る 放 射 の 変 化 は 一 部 はエルニーニョ 現 象 に 関 連 し 熱 帯 の 上 層 雲 量 の 減 少 と 関 連 してい るようにみえる また この 放 射 の 変 化 は 地 上 のエネルギー 収 支 と 観 測 された 海 洋 貯 熱 量 の 変 化 と 関 連 している 大 規 模 な 大 気 循 環 は 明 らかに 変 化 している 大 気 循 環 の 変 動 性 や 変 化 は 比 較 的 少 数 の 大 規 模 なパターンによっておよそ 説 明 される ENSO は 明 瞭 でないときもあるものの 世 界 規 模 の 年 々 変 動 において 卓 越 するモードである 太 平 洋 十 年 規 模 振 動 (PDO)の 位 相 の 変 化 に 関 連 した 1976/77 年 の 気 候 シフトや より 頻 繁 に 起 こるエルニーニョ 現 象 は 多 くの 地 域 特 に 熱 帯 モンスーンに 最 も 影 響 を 与 えてきた 例 えば 北 米 大 陸 では ENSO や 太 平 洋 北 大 西 洋 パターン(PNA)に 関 連 した 変 化 のため 東 部 で 雲 が 多 く 湿 潤 になる 一 方 西 部 では 東 部 よりも 温 暖 になるような 大 陸 規 模 の 対 照 的 な 変 化 がみられた 20 世 紀 に 太 平 洋 域 では 循 環 が 弱 まる 時 期 (1900~1924 年 1947~1976 年 )と 循 環 が 強 ま る 時 期 (1925~1946 年 1976~2005 年 )の 数 十 年 周 期 変 動 が 明 瞭 だった 大 西 洋 の 数 十 22

26 年 周 期 の 変 動 は 大 西 洋 数 十 年 周 期 振 動 (AMO)として 大 気 と 海 洋 のいずれにおいても 明 らかである 中 緯 度 の 偏 西 風 は 両 半 球 でおおむね 強 まっている 大 気 循 環 の 変 化 は 主 に 中 緯 度 の 偏 西 風 の 緯 度 帯 平 均 に 関 連 する 環 状 モード として 観 測 される 偏 西 風 は 大 西 洋 や 南 半 球 の 極 前 線 ジェット 気 流 の 極 方 向 への 移 動 と 低 気 圧 経 路 の 活 動 の 強 まりを 伴 い ほとん どの 季 節 で 1960 年 代 から 少 なくとも 1990 年 代 の 半 ばまで 強 まった これらは 対 流 圏 や 成 層 圏 下 部 における 冬 季 の 極 渦 の 強 化 傾 向 を 伴 っている 月 の 時 間 規 模 では 南 半 球 環 状 モー ドや 北 半 球 環 状 モード(それぞれ SAM と NAM と 呼 ぶ) 及 び 北 大 西 洋 振 動 (NAO)は 温 帯 の 変 動 で 卓 越 するパターンである NAM と NAO は 密 接 に 関 連 している 北 半 球 の 偏 西 風 は NAO や NAM の 変 化 の 一 部 として 1960 年 代 から 1990 年 代 に 強 まったもの の その 後 は 平 年 並 に 戻 った 北 半 球 の 海 洋 から 大 陸 への 偏 西 風 は 変 化 し 特 にヨーロッ パでは 冬 季 に 観 測 された 低 気 圧 の 経 路 の 変 化 や それに 関 連 した 降 水 量 や 気 温 偏 差 のパ ターンの 変 化 の 主 な 原 因 となる 南 半 球 では SAM が 1960 年 代 から 現 在 まで 強 化 してお り 南 極 半 島 での 強 い 昇 温 やいくらかは 南 極 大 陸 の 一 部 の 寒 冷 化 に 関 連 している 風 や 有 義 波 高 の 解 析 により 再 解 析 に 基 づいて 明 らかになった 1990 年 代 後 半 までの 北 半 球 の 温 帯 における 低 気 圧 の 活 動 度 の 増 加 が 裏 付 けられる 1970 年 代 以 降 熱 帯 低 気 圧 は 強 まった 可 能 性 が 高 い 熱 帯 低 気 圧 についての 変 動 は あ る 海 域 における 増 加 がしばしば 別 の 海 域 での 減 少 を 補 うような 形 の 数 や 経 路 の 変 化 とし て 現 れる そのような 熱 帯 低 気 圧 ハリケーンや 台 風 の 変 動 では ENSO や 十 年 規 模 の 変 動 が 卓 越 している 熱 帯 の 雷 雨 や 熱 帯 低 気 圧 の 発 達 に 影 響 を 与 える 海 面 水 温 等 の 重 要 な 変 数 には 明 瞭 なトレンドがある 世 界 的 にみて ハリケーンの 寿 命 がより 長 くなるとともに 強 度 が 増 すにつれ その 潜 在 的 な 脅 威 に 1970 年 代 中 期 以 降 かなりの 上 昇 傾 向 があると 推 定 されている そして その 傾 向 は 熱 帯 の 海 面 水 温 と 非 常 に 強 い 相 関 がある ほとんどの 地 域 でわずかに 熱 帯 低 気 圧 の 数 や 活 動 日 数 が 減 っているにもかかわらず カテゴリー4 と 5 に 達 するハリケーンの 数 と 割 合 が 1970 年 代 以 降 に 全 世 界 的 に 大 幅 に 増 加 したことで この 関 係 は さらに 強 力 に 裏 付 けられた 最 も 増 加 の 大 きい 地 域 は 北 太 平 洋 インド 洋 及 び 太 平 洋 南 西 部 であった しかしながら 2005 年 の 空 前 の 記 録 を 頂 点 として 北 大 西 洋 のハリケーン 数 についても 最 近 11 年 のうち 9 年 で 平 年 (1981~2000 年 の 平 均 値 に 基 づ く) 以 上 になっている さらに ブラジル 沖 で 2004 年 3 月 に 南 大 西 洋 で 初 めての 熱 帯 低 気 圧 が 発 生 した 気 温 の 上 昇 と 観 測 された 雪 氷 圏 や 海 洋 の 変 化 はよく 一 致 している 20 世 紀 には 氷 河 や 小 さい 氷 帽 ( 南 極 やグリーンランドは 含 まない)の 質 量 や 面 積 の 減 少 が ほぼ 世 界 的 に みられ これは 観 測 された 地 上 気 温 の 変 化 と 一 致 していた 積 雪 面 積 は 北 半 球 の 多 くの 地 23

27 域 で 減 少 し 海 氷 面 積 は 北 極 域 の 特 に 春 と 夏 に 減 少 し( 第 4 章 ) 海 洋 が 昇 温 し 海 面 水 位 が 上 昇 している( 第 5 章 ) よくある 質 問 と 回 答 FAQ3.1: 地 球 の 気 温 はどのように 変 化 しているのか? 過 去 157 年 間 の 測 器 による 観 測 結 果 によれば 地 上 気 温 は 重 要 な 地 域 的 変 動 を 伴 いつ つ 世 界 的 に 上 昇 している 世 界 平 均 すると 20 世 紀 の 昇 温 は 1910 年 代 から 1940 年 代 にかけて(0.35 )と 1970 年 代 から 現 在 まで(0.55 )のより 強 い 昇 温 の 2 段 階 で 起 こっている ここ 25 年 で 昇 温 率 が 増 加 しており 記 録 上 の 最 も 暖 かい 12 年 のうちの 11 が 過 去 12 年 間 で 起 こった 上 層 については 1950 年 代 の 後 半 以 来 の 世 界 的 な 観 測 結 果 によれば 対 流 圏 ( 高 度 約 10km 以 下 )が 地 表 よりわずかに 大 きな 割 合 で 昇 温 している 一 方 成 層 圏 ( 高 度 約 10~30 km)が 1979 年 以 来 著 しく 降 温 している これは 物 理 的 な 予 想 やほとんどのモデル 結 果 と 一 致 する 海 洋 の 昇 温 海 面 水 位 の 上 昇 氷 河 の 融 解 北 極 地 方 での 海 氷 後 退 及 び 北 半 球 における 積 雪 面 積 の 減 少 から 地 球 温 暖 化 が 起 こっているこ とは 明 白 である 一 つの 温 度 計 で 世 界 の 気 温 を 測 定 することはできない 代 わりに 毎 月 の 世 界 平 均 気 温 を 算 出 するために 世 界 の 陸 域 の 数 千 の 観 測 点 での 毎 日 の 気 温 の 測 定 値 と 海 上 を 移 動 す る 船 からの 数 千 以 上 の 海 面 水 温 の 測 定 値 が 結 合 される 時 間 とともに 一 貫 した 変 化 を 得 るために 実 際 は 利 用 できるデータ 数 の 変 化 に 対 して 影 響 を 受 けにくい 偏 差 (おのおの の 観 測 点 の 気 候 値 からのずれ)で 主 に 解 析 を 行 う 現 在 では 1850 年 から 現 在 までの 記 録 を 使 うことができる しかし データの 被 覆 率 は 19 世 紀 の 後 半 には 全 世 界 というにはあ まりに 少 なく 南 極 大 陸 で 観 測 が 始 まった 1957 年 以 後 にかなり 改 善 され 1980 年 頃 に 衛 星 観 測 が 始 まって 以 後 は 最 良 の 状 態 となった 世 界 平 均 として 表 したとき 地 上 気 温 は 過 去 100 年 間 (1906~2005 年 )に 約 0.74 上 昇 した(FAQ3.1 図 1 参 照 ) しかしながら 昇 温 の 割 合 は 常 に 一 定 ではないし 季 節 や 場 所 によっても 異 なっている 1850 年 から 1915 年 頃 にかけては 自 然 変 動 に 起 因 する 上 昇 や 下 降 ( 一 部 は 貧 弱 なサンプリングにも 起 因 する 変 化 もある)の 他 に 大 きな 世 界 的 な 変 化 はみられなかった 世 界 平 均 気 温 は 1910 年 代 から 1940 年 代 にかけて(0.35 ) 上 昇 し その 後 は 1970 年 代 にかけて 幾 分 (0.1 ) 低 下 した 後 は 2006 年 末 までは 急 激 に (0.55 ) 上 昇 した(FAQ 3.1 図 1) この 期 間 中 最 も 気 温 が 高 かったのは 1998 年 と 2005 年 である( 統 計 的 には 区 別 がつかない) 最 も 暖 かい 12 年 のうちの 11 が 過 去 12 年 間 (1995 ~2006 年 )で 起 こった 特 に 1970 年 代 以 降 一 般 に 海 上 よりも 陸 上 で 昇 温 が 大 きい 季 節 的 には 冬 半 球 の 方 がわずかに 昇 温 は 大 きい 都 市 や 市 街 地 域 では ( 都 市 のヒートアイ ランドの 効 果 と 呼 ばれる)さらなる 昇 温 が 起 こっているが 空 間 的 には 限 られている 世 24

28 界 の 気 温 データから 影 響 を 受 けている 観 測 点 をできるだけ 多 く 除 去 し 誤 差 幅 ( 図 の 淡 灰 色 のバンド)を 広 げることによって 都 市 のヒートアイランドの 効 果 を 考 慮 に 入 れること ができる 1901 年 以 降 一 部 の 地 域 で 寒 冷 化 がみられた 最 も 顕 著 なのは グリーンランド 南 部 付 近 の 北 大 西 洋 北 部 である この 期 間 の 昇 温 は アジアや 北 米 大 陸 の 北 部 の 内 陸 部 で 最 も 著 しい しかし それらの 地 域 は 年 々 変 動 が 大 きいため 昇 温 のシグナルが 最 も 明 瞭 なのは 中 低 緯 度 の 一 部 特 に 熱 帯 の 海 洋 である 1979 年 以 降 の 気 温 のトレンドを 示 している FAQ 3.1 図 1 の 左 下 図 では 太 平 洋 にエルニーニョに 関 連 する 温 暖 化 と 寒 冷 化 の 分 布 がみ られる 世 界 の 多 くの 地 域 ( 北 米 大 陸 の 一 部 南 米 大 陸 南 部 ヨーロッパ アジア 北 部 及 び 東 部 アフリカ 南 部 オーストラリア)では 最 近 日 別 気 温 の 極 値 の 長 期 変 化 の 解 析 が 可 能 と なった 特 に 1950 年 以 降 これらの 記 録 は 非 常 に 寒 い 昼 や 夜 の 数 が 次 第 に 減 少 し 極 端 に 暑 い 昼 や 夜 の 数 が 増 加 していることを 示 している(FAQ 3.3 参 照 ) 両 半 球 の 中 高 緯 度 のほとんどの 地 域 で 霜 のない 期 間 が 長 くなっている 北 半 球 では 春 の 訪 れがかなり 顕 著 に 早 まっている 上 記 で 述 べた 地 上 データに 加 え 1958 年 以 降 は 陸 上 でかなりの 被 覆 率 となったラジオゾ ンデと 1979 年 以 降 は 衛 星 データから 上 空 の 気 温 の 測 定 記 録 が 作 られている すべての データは 必 要 に 応 じて 観 測 手 法 や 測 器 の 変 化 の 影 響 を 補 正 している マイクロ 波 の 衛 星 データを 用 いて 対 流 圏 ( 地 上 から 約 10km 上 空 まで)と 下 部 成 層 圏 ( 約 10~30km) を 含 む 厚 い 大 気 の 衛 星 気 温 記 録 が 作 成 されてきた 1979 年 以 降 のさまざまな 衛 星 に 搭 載 された 13 の 測 器 の 相 互 校 正 手 法 を 改 良 するとともに 衛 星 高 度 や 観 測 時 間 の 変 化 を 補 正 した 新 しい 解 析 結 果 が 幾 つか 得 られたものの トレンドにはいくらかの 不 確 実 性 が 残 っ ている 1950 年 代 後 半 以 降 の 世 界 的 な 観 測 について 利 用 可 能 なすべてのデータの 最 新 版 による と 対 流 圏 の 昇 温 の 割 合 は 地 上 に 比 べて 幾 分 大 きい 一 方 1979 年 以 降 成 層 圏 は 顕 著 に 寒 冷 化 している これは 温 室 効 果 ガスの 増 加 に 伴 い 対 流 圏 の 昇 温 と 成 層 圏 の 降 温 が 引 き 起 こされるとするモデル 実 験 の 結 果 や 物 理 学 的 な 予 想 と 一 致 する また オゾン 層 破 壊 もまた 成 層 圏 の 降 温 にかなり 寄 与 する 観 測 された 地 上 気 温 の 上 昇 と 一 致 して 川 や 湖 が 結 氷 する 期 間 が 短 くなった 加 えて 20 世 紀 は 氷 河 の 質 量 や 面 積 がほぼ 世 界 的 に 減 少 した グリーンランドの 氷 床 の 融 解 が 最 近 明 らかになり 北 半 球 の 多 くの 地 域 では 雪 氷 面 積 が 減 少 してきた 北 極 では すべての 25

29 季 節 で 海 氷 の 厚 さや 面 積 が 減 少 し 特 に 春 や 夏 には 激 減 している 海 洋 は 昇 温 し 海 水 の 熱 膨 張 や 陸 氷 の 融 解 のため 海 面 水 位 が 上 昇 している FAQ3.1 図 1 上 段 : 観 測 された 年 間 の 世 界 平 均 気 温 ( 黒 点 )(Had CRUT3 データセットより) 及 びデータ の 単 純 な 近 似 左 縦 軸 は 1961~1990 年 平 均 からの 偏 差 を 右 縦 軸 は 気 温 の 推 定 値 ( )を 示 す 直 線 近 似 は 過 去 25 年 ( 黄 ) 過 去 50 年 ( 橙 ) 過 去 100 年 ( 紫 ) 過 去 150 年 ( 赤 )の 値 を 与 えており それぞ れ 1981~2005 年 1956~2005 年 1906~2005 年 1856~2005 年 の 期 間 である 近 年 の より 短 い 期 間 の 方 が 傾 きが 急 で 気 温 上 昇 の 加 速 を 示 していることに 注 意 青 い 曲 線 は 十 年 規 模 の 変 動 をみるために 平 滑 化 された 曲 線 である 変 動 に 意 味 があるかどうかを 考 慮 するため 10 年 間 で 5~95%の 誤 差 幅 ( 淡 灰 色 )を 示 している( 従 って 年 ごとの 値 はこれらの 幅 を 超 越 する) 20 世 紀 における 放 射 強 制 力 を 推 定 す ることによって 得 られた 気 候 モデルの 結 果 ( 第 9 章 )によれば 1915 年 ころまでの 期 間 はほとんど 変 化 がなく 20 世 紀 初 頭 の 変 化 のほとんどは 太 陽 放 射 の 変 化 火 山 活 動 などの 自 然 の 変 化 が 大 きく 寄 与 し ていることが 示 唆 される 1940 年 頃 から 1970 年 頃 までは 第 二 次 世 界 大 戦 に 続 く 工 業 化 によって 増 加 し た 北 半 球 の 大 気 汚 染 によって 寒 冷 化 し 1970 年 代 中 頃 以 降 二 酸 化 炭 素 等 の 他 温 室 効 果 ガスの 増 加 に 伴 う 気 温 の 上 昇 が 観 測 されている 下 段 : 地 表 ( 左 ) 及 び 対 流 圏 ( 地 上 から 高 度 10km までの 範 囲 衛 星 による 観 測 )( 右 )において 推 定 さ れた 1979~2005 年 の 直 線 的 な 気 温 上 昇 傾 向 の 分 布 灰 色 の 区 域 は データが 不 完 全 な 地 域 衛 星 によ る 対 流 圏 の 記 録 では 空 間 的 に 均 一 な 気 温 上 昇 を 示 している 一 方 地 表 付 近 では 陸 上 と 海 洋 の 関 係 が より 明 確 に 表 れていることに 注 意 26

30 FAQ3.2: 降 水 量 はどのように 変 化 しているのか 観 測 結 果 によると 降 水 の 量 強 さ 頻 度 とタイプが 変 化 している 降 水 のこれらの 特 徴 は 一 般 的 に 大 きな 自 然 変 動 の 現 れであり エルニーニョ 現 象 と 北 大 西 洋 振 動 (NAO) のような 大 気 循 環 のパターンの 変 化 がこれらの 変 動 に 相 当 な 影 響 を 及 ぼす 1900 年 から 2005 年 にかけて 降 水 量 にはっきりした 長 期 傾 向 がみられたのは 以 下 の 地 域 である: 北 米 東 部 と 南 米 東 部 ヨーロッパ 北 部 北 / 中 央 アジアではかなり 湿 潤 化 し サヘル アフリカ 南 部 地 中 海 南 アジアでは 乾 燥 化 の 傾 向 がみられる 北 部 地 域 では 今 や 降 水 量 のうち 雪 よりむしろ 雨 として 降 る 量 が 増 えている 降 水 量 の 総 量 が 減 少 した 場 所 でさえ 大 雨 現 象 が 広 範 囲 にわたり 増 加 している これらの 変 化 は 特 に 低 緯 度 の 世 界 の 海 洋 の 昇 温 に 起 因 する 大 気 中 の 水 蒸 気 の 増 加 に 関 連 する 干 ばつと 洪 水 の 両 方 の 発 生 が 増 加 している 地 域 も 幾 つかある 降 水 は 雨 や 雪 等 の 雲 から 降 る 液 体 あるいは 固 体 の 水 の 総 称 である 降 水 は 断 続 的 で 降 水 が 起 きたときの 特 徴 は 温 度 と 天 気 状 況 に 強 く 依 存 する 天 気 状 況 により 風 と 地 表 面 からの 蒸 発 を 通 じた 水 蒸 気 の 供 給 と その 水 蒸 気 がいかに 低 気 圧 内 で 集 まり 雲 を 形 成 するのかが 決 まる 上 昇 した 空 気 は 膨 張 して 冷 却 されるため 水 蒸 気 が 凝 結 して 降 水 が 形 成 される 上 昇 気 流 ができるのは 山 で 上 昇 する 場 合 暖 かい 空 気 が 冷 たい 空 気 に 乗 り 上 げる( 温 暖 前 線 ) 場 合 冷 たい 空 気 が 暖 かい 空 気 の 下 に 潜 りこむ( 寒 冷 前 線 ) 場 合 地 表 面 の 局 地 的 な 加 熱 によって 対 流 が 起 きる 場 合 その 他 の 天 気 や 雲 システムから 生 じる 場 合 がある それゆえに これらのいずれかが 変 化 すれば 降 水 量 は 変 化 する 降 水 量 観 測 の 分 布 はまばらな 傾 向 があるので 蒸 発 の 変 化 のおおまかな 推 定 値 と 降 水 量 を 用 いて 計 算 し た 土 壌 水 分 量 の 指 標 である Palmer Drought Severity Index(FAQ 3.2 図 1 を 参 照 )に よって 降 水 量 の 全 体 的 なトレンドを 示 す 人 為 起 源 で 増 大 した 温 室 効 果 のために 加 熱 が 増 えた 結 果 ( 洋 上 及 び 湿 った 地 面 の 上 がい つもそうであるように) 地 表 面 に 適 当 な 水 分 があれば 蒸 発 は 増 加 する 蒸 発 熱 は 空 気 を 暖 めるよりむしろ 空 気 を 湿 らせるために 働 くため 地 表 面 の 水 分 は エアコン として 効 果 的 に 機 能 する この 結 果 夏 に 温 暖 で 乾 燥 か 冷 涼 で 湿 潤 のどちらかになるという 傾 向 がしばしば 観 測 される 従 って 北 米 東 部 及 び 南 米 東 部 が 湿 潤 化 した 場 合 (FAQ3.2 図 1) 他 の 場 所 よりも 気 温 上 昇 は 小 さかった(FAQ3.3 図 1 の 暖 かい 日 の 変 化 を 参 照 ) しかし 冬 の 大 陸 北 部 では より 暖 かくなることによって 大 気 が 水 蒸 気 量 を 保 持 する 能 力 が 高 まる ため 気 温 が 高 くなるにつれて 降 水 量 が 多 くなる しかし 一 般 に 降 水 量 が 幾 分 増 加 し たこれらの 地 域 では FAQ3.2 図 1 のように 降 水 量 の 変 化 がそれほど 明 白 でなかった ために 温 度 の 上 昇 (FAQ3.1)で 乾 燥 化 が 進 んだ 27

31 FAQ3.2 図 ~2002 年 の 月 ごとの Palmer Drought Severity Index (PDSI)の 空 間 分 布 の 第 一 主 成 分 ( 上 段 ) PDSI は 有 名 な 干 ばつの 指 標 で 以 前 の 降 水 量 と ( 気 温 に 基 づいて 推 定 された) 大 気 中 への 水 分 移 動 量 を 水 文 収 支 システムに 組 み 込 むことで 算 出 される ( 各 地 点 における 平 均 状 態 からの) 表 面 水 分 の 累 積 欠 如 量 である 下 段 の 図 は 1900 年 以 降 この 分 布 の 符 号 と 強 さがどのように 変 化 したか を 示 したものである 下 段 のグラフの 値 が 正 ( 負 )のときに 上 段 の 図 の 赤 やオレンジの 区 域 は 平 均 より 乾 燥 化 ( 湿 潤 化 ) 青 や 緑 の 区 域 は 平 均 より 湿 潤 化 ( 乾 燥 化 )する 時 系 列 は おおまかには 長 期 変 化 傾 向 と 一 致 しており この 分 布 及 び 分 散 で 1900~2002 年 の PDSI の 直 線 的 傾 向 の 67%の 要 因 となっている 従 って 例 えば 特 にサヘル 地 域 などのアフリカの 広 範 囲 の 干 ばつの 強 化 をよく 示 している また 特 に 北 米 及 び 南 米 の 東 部 ユーラシア 北 部 で 湿 潤 化 していることに 注 意 Dai ら(2004b)から 転 載 28

32 気 候 が 変 動 するにつれて 幾 つかの 直 接 的 な 影 響 のため 降 水 の 量 強 さ 頻 度 とタイ プが 変 化 する 昇 温 によって 地 面 は 乾 燥 し 世 界 中 の 多 くの 場 所 (FAQ 3.2 図 1)で 観 測 されるように 干 ばつの 潜 在 的 な 発 生 率 と 深 刻 さが 増 した しかし 確 立 した 物 理 法 則 (ク ラウジウス-クラペイロンの 関 係 )によれば 気 温 が 1 上 昇 するごとに 大 気 が 水 蒸 気 量 を 保 持 できる 能 力 はおよそ 7% 増 加 する 相 対 湿 度 の 観 測 結 果 のトレンドは 不 明 だが 相 対 湿 度 が 地 表 から 対 流 圏 で 全 体 的 にほぼ 一 定 であることから 気 温 の 上 昇 に 伴 い 水 蒸 気 が 増 加 したことが 示 唆 される 海 面 温 度 の 変 化 に 基 づく 推 定 によれば 20 世 紀 中 に 洋 上 大 気 中 の 水 蒸 気 がおよそ 5% 増 加 した 降 水 は 主 に 大 気 に 含 まれる 水 蒸 気 を 供 給 する 気 象 シ ステムにより 生 じるので 水 蒸 気 の 増 加 のために 降 水 強 度 の 増 加 と 大 雨 や 大 雪 の 危 険 性 が 一 般 的 に 増 加 する 温 暖 化 に 伴 い 水 蒸 気 が 増 加 することによって 年 間 総 降 水 量 がわず かに 減 少 するときでもより 強 い 降 水 現 象 が 起 き 全 体 的 な 降 水 量 が 増 加 する 場 合 はさらに より 強 い 降 水 現 象 が 予 想 されることは 基 本 的 な 理 論 気 候 モデルシミュレーション 及 び 経 験 的 な 証 拠 で 確 認 されている 従 って 気 候 の 温 暖 化 に 伴 い 雨 が 降 っていないところ では 干 ばつの 降 っているところでは 洪 水 の 両 方 の 危 険 性 が 増 加 するが 発 生 する 場 所 や 時 刻 はそれぞれ 異 なっている 例 えば ヨーロッパでは 2002 年 夏 に 広 範 囲 にわたる 洪 水 が 起 こったが 1 年 後 の 2003 年 には 記 録 破 りの 熱 波 と 干 ばつに 見 舞 われた 洪 水 と 干 ばつの 分 布 とタイミングは 特 に 熱 帯 や 環 太 平 洋 の 中 緯 度 の 多 くの 国 々で エルニーニョ 現 象 の 周 期 に 最 も 大 きな 影 響 を 受 ける エーロゾルによる 汚 染 が 地 表 面 を 覆 い 直 射 日 光 が 遮 られる 地 域 では 蒸 発 の 減 少 によっ て 大 気 への 全 体 的 な 水 分 の 供 給 が 抑 制 される 従 って 水 蒸 気 量 の 増 加 に 伴 い より 強 い 降 水 が 起 きる 可 能 性 が 増 加 するとしても 大 気 に 水 蒸 気 を 再 び 蓄 えるのに 時 間 がかかるの で 強 雨 の 持 続 時 間 と 頻 度 は 減 少 するかもしれない 降 水 の 特 徴 の 局 地 的 地 域 的 な 変 化 は エルニーニョ 現 象 や 北 大 西 洋 振 動 (NAO: 冬 の 北 大 西 洋 上 空 の 偏 西 風 の 強 さの 指 標 )によって 決 まる 大 気 循 環 のパターンやその 他 の 変 動 のパターンにかなり 依 存 する これらの 観 察 された 循 環 の 変 化 の 中 には 気 候 変 動 と 関 係 しているものもある 低 気 圧 の 経 路 の 変 化 に 伴 って 湿 潤 化 する 地 方 もあれば しばしば 隣 接 する 地 域 では 乾 燥 化 も 起 き 変 化 は 複 雑 なパターンを 示 す 例 えば ヨーロッパ 地 方 では 1990 年 代 には 正 の NAO が 明 瞭 だったので ヨーロッパ 北 部 で 湿 潤 化 し 地 中 海 と アフリカの 北 部 では 乾 燥 化 した(FAQ 3.2 図 1) 1960 年 代 後 半 から 1980 年 代 後 半 に 明 瞭 だったサヘルにおける 長 期 間 の 干 ばつ(FAQ 3.2 図 1)は 当 時 ほど 顕 著 ではないもの の 現 在 も 続 いており 大 気 循 環 の 変 化 を 通 して 太 平 洋 インド 洋 及 び 大 西 洋 の 熱 帯 の 海 面 水 温 パターンの 変 化 に 関 連 している 干 ばつは アフリカで 広 範 囲 にわたって 発 生 し 熱 帯 地 方 と 亜 熱 帯 地 方 でよく 起 こるようになった 29

33 気 温 が 上 昇 すると 特 に 雪 シーズンの 初 めと 終 わりである 秋 と 春 また 気 温 が 0 に 近 い 地 域 で 降 水 が 雪 よりもむしろ 雨 となる 可 能 性 が 高 まる このような 変 化 は 特 に 北 半 球 の 中 高 緯 度 の 多 くの 場 所 でみられ 雨 は 増 えたものの 雪 塊 氷 原 が 減 少 したため 結 果 的 に 最 も 必 要 とされる 夏 の 水 資 源 が 減 少 した それでも 降 水 には 分 布 がまばらで 断 続 的 という 性 質 があり このため 観 測 された 変 化 のパターンは 複 雑 である 長 期 的 な 記 録 によれば 降 水 のパターンが 年 々 変 動 することや 例 えばエルニーニョ 現 象 の 影 響 があ ると 複 数 年 続 く 干 ばつでさえ 大 雨 の 年 のため 中 断 されることがはっきり 分 かる 米 国 南 西 部 では 干 ばつと 平 年 よりも 少 ない 降 雪 量 が 6 年 間 観 測 された 後 2004 /2005 年 に 湿 潤 な 冬 となったことがその 例 になるかもしれない FAQ3.3: 熱 波 干 ばつ 洪 水 そしてハリケーンのような 極 端 現 象 に 変 化 があったか? 1950 年 以 来 熱 波 の 発 生 数 は 増 加 し そして 高 温 の 夜 の 数 が 広 範 囲 に 増 加 してきた よ り 温 暖 な 環 境 になるにつれて 蒸 発 量 が 増 加 してきた 一 方 で 陸 上 の 降 水 量 がわずかに 減 り 干 ばつの 影 響 を 受 ける 地 域 の 範 囲 も 増 加 した 概 して 洪 水 をもたらすような 日 単 位 で の 大 雨 の 数 は 増 加 したが すべての 地 域 で 増 加 したというわけではない 熱 帯 低 気 圧 やハ リケーンの 頻 度 は 年 ごとに 著 しく 変 化 するが 1970 年 代 以 降 強 度 と 持 続 期 間 ともに 著 し く 増 加 した 形 跡 がみられる 温 帯 での 低 気 圧 の 進 路 と 強 度 の 変 動 は 北 大 西 洋 振 動 のよう な 大 気 循 環 特 性 の 変 動 を 反 映 している 世 界 の 中 では さまざまな 種 類 の 極 端 現 象 の 変 化 の 兆 候 がみつかっている 地 域 がある 異 常 については 一 般 的 に 発 生 頻 度 の 値 が 1% 5%そして 10% 未 満 となる 場 合 ( 一 方 の 極 端 について) もしくは 90% 95% そして 99%を 超 過 した 場 合 (もう 一 方 の 極 端 につ いて)とみなされている 高 温 の 夜 もしくは 暑 い 日 については 気 温 の 90 パーセンタイル を 超 過 した 場 合 とされている( 次 に 議 論 ) 一 方 で 低 温 の 夜 もしくは 寒 い 日 は 10 パー センタイル 以 下 になったときを 指 す 大 雨 については 日 降 水 量 が 95 パーセンタイル( 豪 雨 は 99 パーセンタイル)のときと 定 義 される サンプルとして 抽 出 されている 陸 域 では 最 近 50 年 で 低 温 の 夜 の 年 発 生 数 は 著 しく 減 少 高 温 の 夜 の 年 発 生 数 は 著 しく 増 加 してきた(FAQ 3.3 図 1) 寒 い 日 の 日 数 の 減 少 と 高 温 の 日 の 日 数 の 増 加 については 現 象 の 広 がりが 大 きい 一 方 で 概 してあまり 顕 著 ではな い 最 低 最 高 気 温 分 布 については 世 界 的 な 温 暖 化 と 一 致 して 値 がより 高 くなってい るだけでなく 最 近 50 年 の 異 常 高 温 と 比 較 して 寒 い 方 の 極 値 の 方 がより 昇 温 している (FAQ 3.3 図 1) 異 常 高 温 がより 多 く 発 生 していることから 熱 波 の 発 生 数 が 増 加 して いることがうかがえる さらに 裏 付 けとなる 兆 候 として 中 緯 度 地 域 で 平 均 的 に 温 暖 化 が 進 むことに 伴 い 霜 の 降 りる 日 がほとんどなくなったという 傾 向 が 観 測 されている 30

34 極 端 な 現 象 の 変 化 を 著 しく 示 すものとして 平 均 降 水 量 が 増 えていない 場 所 においても 最 近 50 年 で 中 緯 度 帯 での 大 雨 頻 度 が 増 加 したことがある(FAQ 3.2 参 照 ) 豪 雨 について は 同 様 に 増 加 している 傾 向 にあると 報 告 されているが 調 査 結 果 が 得 られた 地 域 は 少 な い 干 ばつは それが 長 期 的 な 現 象 のため 比 較 的 検 知 しやすい 干 ばつに 関 する 指 数 指 標 は 多 くあるが 多 くの 調 査 では 月 総 降 水 量 や 平 均 気 温 を 組 み 合 わせた Palmer Drought Severity Index (PDSI)と 呼 ばれる 指 標 を 使 用 している PDSI は 20 世 紀 半 ばから 計 算 されており この 指 標 から 1950 年 中 頃 以 降 多 くの 北 半 球 の 陸 域 で 乾 燥 傾 向 が 進 んでいる ことが 分 かる 特 に ユーラシア 南 部 アフリカ 北 部 カナダ アラスカの 多 くの 地 域 で 広 く 乾 燥 しており(FAQ 3.2 図 1) 北 米 東 部 及 び 南 米 東 部 では 逆 の 傾 向 が 広 がっている 南 半 球 の 陸 域 については 1970 年 代 が 湿 潤 である 一 方 1960 年 代 1990 年 代 は 比 較 的 乾 燥 していた そして 1974 年 から 1998 年 までは 乾 燥 傾 向 にあった ヨーロッパでの 長 期 に わたる 記 録 からは 20 世 紀 全 体 について 重 要 な 傾 向 はほとんど 読 み 取 れない 1950 年 代 以 降 陸 面 で 降 水 が 減 少 していることがこの 乾 燥 傾 向 の 主 要 な 原 因 となっているようである が ここ 20~30 年 の 地 表 面 気 温 上 昇 も 寄 与 しているようである ある 調 査 によると エ ルニーニョ 南 方 振 動 に 伴 う 陸 域 での 降 水 の 減 少 や 主 として 地 表 面 の 昇 温 の 結 果 として 乾 燥 域 が 増 加 することにより 地 球 全 体 で(PDSI が-3.0 以 下 の 地 域 と 定 義 される) 非 常 に 乾 燥 した 陸 域 の 面 積 が 1970 年 代 以 降 で 2 倍 になった 熱 帯 低 気 圧 とハリケーンの 発 生 頻 度 と 強 度 の 変 化 については 大 きな 自 然 変 動 の 中 にま ぎれてしまっている ENSO は 世 界 中 の 熱 帯 低 気 圧 の 位 置 と 活 動 に 大 きな 影 響 を 与 えてい る 世 界 的 にみて 1970 年 代 中 期 以 降 に 低 気 圧 の 持 続 期 間 がより 長 くなり またその 強 度 が 強 まるにつれ ハリケーンの 潜 在 的 な 脅 威 はかなりの 上 昇 傾 向 にあると 評 価 されている そして その 指 標 は 熱 帯 の 海 面 水 温 と 非 常 に 強 い 相 関 がある ほとんどの 海 盆 で 低 気 圧 の 数 や 活 動 日 数 がわずかに 減 っているにもかかわらず 1970 年 代 以 降 低 気 圧 の 数 と 割 合 が 世 界 的 に 増 加 したことによって この 関 係 はさらに 強 力 に 裏 付 けられてきた 具 体 的 には カテゴリー4 と 5 のハリケーンの 数 が 1970 年 以 降 約 75% 増 加 した 最 も 増 加 の 大 きい 地 域 は 北 太 平 洋 インド 洋 そして 南 西 太 平 洋 であった しかしながら 2005 年 の 記 録 破 り を 頂 点 として 北 大 西 洋 のハリケーンの 数 も 最 近 11 年 のうち 9 年 について 平 年 以 上 だっ た 地 表 面 と 対 流 圏 上 部 でのさまざまな 観 測 から 判 断 すると 20 世 紀 後 半 に 北 半 球 冬 の 低 気 圧 の 進 路 の 極 方 向 への 移 動 及 び 活 動 度 の 増 加 があった 可 能 性 が 高 い これらの 変 化 は 北 大 西 洋 振 動 と 関 連 して 起 こっている 変 動 の 一 部 である ジェット 気 流 の 極 方 向 への 移 動 と 31

35 低 気 圧 活 動 の 強 化 に 伴 い 対 流 圏 及 び 成 層 圏 下 部 の 12~2 月 周 極 偏 西 大 気 循 環 が 強 まっ ていることが 1979 年 から 1990 年 中 頃 までの 観 測 によって 明 らかになった 小 規 模 の 激 しい 気 象 現 象 ( 竜 巻 雹 雷 雨 など)に 関 する 観 測 事 実 はほとんど 局 地 的 かつ 散 在 してお り 一 般 的 な 結 論 を 引 き 出 すことはできない また これらの 現 象 に 対 する 一 般 の 知 識 が 深 まり 報 告 を 集 める 努 力 も 改 善 されたことで 多 くの 地 域 でこれらの 現 象 が 増 加 している ようにみえる FAQ3.3 図 ~2003 年 に 観 測 された 極 端 な 気 温 の 頻 度 の 傾 向 (10 年 当 たりの 日 数 ) 1961~1990 年 の 値 を 基 に 10 パーセンタイルを(a) 寒 い 夜 (b) 寒 い 日 90 パーセンタイルを(c) 暖 かい 夜 (d) 暖 かい 日 とそれぞれ 定 義 する 少 なくとも 1999 年 までのデータがあり データ 期 間 が 40 年 以 上 存 在 する 格 子 についてのみ 傾 向 を 計 算 している 黒 線 は 5%の 危 険 率 で 有 意 である 地 域 を 囲 んでいる また そ れぞれの 地 図 の 下 に 示 している 図 は 地 球 全 体 の 平 年 差 (1961~1990 年 を 基 準 )を 年 ごとの 時 系 列 とし て 表 したもの 赤 い 線 は 十 年 規 模 の 変 化 を 表 しており 長 期 変 化 傾 向 は 示 された 地 球 全 体 のすべての 項 目 で 5%の 危 険 率 で 有 意 である Alexander ら(2006)より 転 載 32