令和元年度の業務目的

 地球温暖化研究をめぐる情勢としては、国際的には気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第6次評価報告書が2021年刊行に向けて準備が始まっている。この中では、第1作業部会(温暖化予測の科学的知見)と第2作業部会(温暖化への適応策)、第3作業部会(温暖化緩和策)間の連携がより一層求められている。また、気候変動抑制を目的としたパリ協定が平成27年12月に採択、平成28年11月に発効した。
 国内的には、平成27年11月に「気候変動の影響への適応計画」が閣議決定された。これを受けて、環境省により「気候変動適応情報プラットフォーム」(A-Plat)が平成28年8月に整備され、また平成29年度より3か年の計画で、環境省・農林水産省・国土交通省が連携した「地域適応コンソーシアム事業」が実施されている。この事業は地方公共団体における気候変動影響評価の実施や適応計画の策定及び実施を促進し、科学的知見を第2次気候変動影響評価に活用することを目指している。これらを受けて「気候変動適応法」が平成30年12月に施行され、全国自治体で対策策定の動きが加速している。これに伴い、国立環境研究所内に「気候変動適応センター」が設置された。気象庁・文部科学省はこれら諸活動へ提供する温暖化予測データの取りまとめを企図した「気候変動に関する懇談会」を設置した。
 このように、気候変動の影響への適応策を自治体単位で打ち出すためには、第1次情報として様々な気象要素に関する高精度で高解像度の将来予測情報が必要になる。本研究課題では、このような今後の多様な社会的要請に対応していくために以下の目標を立てて研究を進める。
 「高精度統合型モデルの開発」では、創生プログラムまでは大気モデルを用いた気候計算が中心であったが、気象・気候の様々な事象に対する海洋の影響を考慮し、大気海洋相互作用を評価できる高解像度大気・海洋結合系ベースの気候モデルへ移行する。また、新たなモデルコンポーネントを導入し物理変数の精度を向上させ、環境評価に必要な化学的気候情報が作成可能となるモデルの統合化に取り組む。また、本業務においては、将来予測実験のみならず、過去の温暖化を気候学的に検証するために、過去の大気海洋観測データと、創生プロで開発したアンサンブルデータ同化システムを発展させて、150年気候再解析を試みる。
 「汎用シナリオ整備とメカニズム解明」では、水資源・農業・健康など、多岐にわたる影響評価やリスク管理での利用に耐えうる温暖化気候データセットを「汎用シナリオ」として整備するとともに、それらデータを用いた顕著現象や極端現象の将来変化メカニズムの研究を高解像度の全球・領域大気モデルの特徴を生かして実施し、より信頼度が高く、メカニズム研究にも利用可能な気候シナリオデータセットの構築を目指す。また台風の将来変化に特化した領域大気海洋結合モデル及び雲解像モデルによる実験を実施し、メカニズムに着目しながら顕著現象の将来変化の不確実性評価に取り組む。
 「高精度気候モデル及び評価結果のアジア・太平洋諸国への展開と国際貢献」では、東南アジア・中米などを対象として、気象研究所が開発したダウンスケーリングモデルを国際的にも普及させる取り組みを行う。本領域課題においては領域テーマC、D連携の枠組みを利用して現地の影響評価研究に活用してもらう仕組みの実現も試みる。
 本課題の社会へのアウトリーチは、国内的には、当プログラムの領域テーマD「統合的ハザード予測」、気候変動技術社会実装プログラム(SI-CAT)等との連携、また気象庁「地球温暖化予測情報」、環境省「気候変動適応情報プラットフォーム」等を活用し社会への情報提供を行う。また国際的には、IPCCへの貢献を行うとともに、結合モデル相互比較計画(CMIP)や統合的地域ダウンスケーリング研究計画(CORDEX)-アジアなどの国際共同研究へ積極的に参加する。これにより、本研究の計算・解析結果が各国の「地球温暖化予測情報」に反映されるとともに、東南アジア諸国・中米等との連携を通じた現地気候研究者の人材養成を行うことにより、我が国発の気候モデルがアジア地域における事実上のデファクト・スタンダードとなることを目指す。
 以上の目的のため、本事業では以下の研究課題を実施する。
領域課題(i)「高精度統合型モデルの開発」
領域課題(ii)「汎用シナリオ整備とメカニズム解明」
 サブ課題a「汎用シナリオ整備と顕著現象変化メカニズム解明」
 サブ課題b「台風等極端事象の高解像度ダウンスケーリングシミュレーション」
領域課題(iii)「高精度気候モデル及び評価結果のアジア・太平洋諸国への展開と国際貢献」 pagetop

令和元年度の成果目標及び業務方法

領域課題(i)「高精度統合型モデルの開発」

(目標)
温暖化研究及び影響評価・適応研究に有用な中長期気候予測プロダクト生成のため、結合過程を含むことで予測精度の向上が期待される新タイムスライス実験システムを試験運用し、既存システム出力と比較しながら、出力の評価を行う。また、新しい大気モデルを含む統合モデルの開発を継続して進める。

(業務の方法)
新タイムスライス実験システムを稼動させ、既存の日本領域モデルを使用した力学的ダウンスケーリングまでを試験実行する。過去気候を対象とした実験から、特に結合過程の導入に着目して、気候再現性の良否を確認する。また、将来気候の外部条件を与えた実験を行い、台風などの顕著現象の将来変化について表現が既存のものとどのように変わるか確認する。新しく開発した大気モデルを含む統合型モデルを短期的に積分して、降水分布や台風生成、発達、消滅などの再現性を高めるための調整を行う。日本領域大気モデルを海洋モデルと結合させた実験を行い、日本および日本周辺気候を再現への効果を調べる。気温と降水量以外のプロダクト生成の可能性を高めるために、放射などに見られるバイアスの成因を調査してその低減を図る。並行して、新しい領域モデルの導入のための作業を行う。150年気候再解析のためのアンサンブルカルマンフィルタに基づくデータ同化システム開発では数十年程度の気候再解析予備実験を行い、疎な観測分布の下での同化スキームの振舞いを調査する。

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領域課題(ii)「汎用シナリオ整備とメカニズム解明」

 サブ課題a.汎用シナリオ整備と顕著現象変化メカニズム解明

(目標)
顕著現象将来変化に関して大気海洋結合変動等を含めた要因分析と気候シナリオ実験を行う。

(業務の方法)
全球大気モデル温暖化実験における日本を含む北西太平洋域の降水・循環応答の要因と特性を理解するとともに、結合効果を取り入れた温暖化実験を引き続き行い、北西太平洋域の気候変化予測における結合効果の影響を調査する。また、全球・領域気候モデルにおける極端な降水現象の将来変化のメカニズムについて、力学的・熱力学的過程の寄与などを調べる。全球・領域モデルの双方を用いた多数例アンサンブル実験(d4PDF)の延長実験を継続するとともに、近年に発生した顕著現象のイベントアトリビューション研究を、領域テーマAと協力して行う。気象研究所が整備する温暖化予測データセットのCMIP5マルチモデルアンサンブル内での位置付けについて、主に極端事象に着目し、不確実性の幅の定量化を行う。全球・領域気候モデルを用いた力学的ダウンスケーリングによる現在・将来気候実験を継続して実施する。気候の漸進的な変化の調査のために、中解像度150年連続実験を引き続き行う。第2年度に実施した実験結果を評価し、順次、領域テーマDへ提供する。必要に応じ、他の研究プロジェクトにも実験結果提供を行う。

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 サブ課題b.台風等極端事象の高解像度ダウンスケーリングシミュレーション

(目標)
雲解像モデル及び領域大気海洋結合モデルを用いた台風のシミュレーション実験により、台風の強度とそれに伴う日本域の雨量と降水強度の将来変化推定を実施する。

(業務の方法)
前年度に引き続き、観測された顕著な台風についての再現実験を行い、強度及び日本域における雨量の再現性を検証するとともに、台風に伴う豪雨の発生プロセスとメカニズムを調べ、温暖化気候の環境場を与える擬似温暖化実験などにより雨の将来変化予測を実施する。今年度は、前年度に実施した顕著台風とは移動速度などの特性が異なる顕著台風を対象とする。また、温暖化に伴う台風の強度及び中緯度の降水強度・降水量の将来変化を推定するために、d4PDFや全球モデルの台風の力学的ダウンスケーリング実験を昨年度分にさらに追加して実施する。

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領域課題(iii)「高精度気候モデル及び評価結果のアジア・太平洋諸国への展開と国際貢献」

(目標)
海外を対象として高分解能気候モデルによる温暖化予測実験を行う。

(業務の方法)
海外を対象として高分解能気候モデルによる温暖化予測実験を行う。 (業務の方法)東南アジアにおける地域気候モデル国際比較実験(CORDEX-SEA)の参加国から招聘を行い、その招聘研究者に気象研究所非静力学地域気候モデル(NHRCM)の使い方の指導を行う。前年度までは、タイ、フィリピン、ベトナム、マレーシア全域で5km分解能のNHRCMを用い、気候変動予測実験を行ったが、インドネシアに関してはまだごく一部の狭い領域で行ったのみである。インドネシアは、計算領域が広いため全域で計算することは困難である。そこで、今年度は、インドネシアにおける気候シナリオ作成方法について検討を行い、その計算を開始する。また、CORDEX-SEAで指摘されている脆弱地域においては、これまで2km分解能のNHRCMを用いて、フィリピンミンダナオ島とタイメコン川流域で現在気候再現実験及び将来予測実験を行ってきたが、今年度はそれ以外の1か所で2km分解能の気候シナリオの作成を行う。NHRCMによって計算された東南アジアにおける現在気候再現実験結果の影響評価研究への適用方法についての検討を領域テーマDと連携をとりながら行う。高解像度モデル相互比較プロジェクト(HighResMIP)に参加するため20km解像度の全球大気モデルを用いた現在気候再現実験が前年度で終了したので、今年度は将来気候予測実験を行う。前年度までにCORDEX-EAに参加するためにNHRCMを用いて現在気候再現実験を行ってきたが、再現性が良好であることが確認されたため、今年度は21世紀末の将来気候予測実験を行う。


業務の遂行に当たっては、研究連絡会を開き各課題間の連携を確認するとともに、外部有識者等からなる研究運営委員会で得られた全体の研究課題に対する意見や示唆により研究の方向性を確認・修正する。国内外の関連会合に参加して情報交換を行うほか、成果の進捗状況の把握及び情報発信に努めることで業務の効率的・効果的な運用を図る。さらに、より成果を社会実装に近づけるために、気候変動の将来予測等に関する種々の科学的知見をアピールする場や取りまとめる場(国際会議や国内検討会等)など、本業務での研究活動を打ち込む機会を適宜活用しながら、アウトリーチ活動に取り組む。領域テーマDとの連携を図るためのC/D連携研究会を共催し、また本課題成果の温暖化研究への有効活用を目指して国内外の各種温暖化適応研究プロジェクトとの連携を図る。政府の各種取り組みのうち、文部科学省・気象庁で立ち上げた「気候変動に関する懇談会」、環境省が国立環境研究所内に設立した「気候変動適応センター」の各種取り組みに協力する。

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