(IPCCで中心的に扱われている型の)気候「予測」の考えかた
将来の気候変化は、 人間活動による温室効果気体やエーロゾルの排出量にも依存し、 それは政策決定によって変わりうると考えられる。 したがって、科学的方法だけで 気候変化の決定論的あるいは確率的な予測(prediction)はできない。 しかし、気候変化の影響を評価し、また適応策や軽減策(変化の原因を減らすこと)を考えるためには、 広い意味の気候変化予測は必要である。 IPCCの文脈では、predictionではなくprojectionと呼んで、 次のような手順によって将来見通しをまとめている。 ここではまず、IPCC第4次評価報告書(AR4, 2007年)に使われたおもなprojectionの理屈について述べる。
- 21世紀末ごろまでの社会のありかたについて複数のシナリオをつくり、
それぞれのシナリオでの人間活動による温室効果気体(およびエーロゾル)の排出量を推計する。
- IPCC第4次報告では、2000年に出版された SRES (Special Report on Emission Scenarios)という報告書にあげられたシナリオ (大きな類型が4つ、さらに細分)が使われた。 (SRESのシナリオは温室効果気体排出削減政策を明示的には考慮しないで作られた。)
- 大気・海洋(海洋生態系を含む)・陸上生態系の間の炭素循環のモデル (大循環モデルよりは簡単な構造のもの)に、(1)のそれぞれのシナリオの排出量を 与えて、大気中の温室効果気体(およびエーロゾル)濃度のシナリオをつくる。
- 大気・海洋結合大循環モデル(炭素循環の計算は含まない)に
(2)の濃度シナリオを与えて、気温その他の気候変数を計算する。
- IPCC第4次報告に向けて、 CMIP3 (Coupled Model Intercomparison Project, Phase 3) という共同研究プロジェクトとして、世界の多くの研究機関でなるべく条件を合わせて行なわれた。
(この図は、IPCCによるprojectionの考えかたを説明するために、 [島津康男による地球システムの概念]を参考に、 増田が構成してみたものである。)
なお、(2)+(3)をひとまとめにする、大循環モデルに炭素循環の予測型計算も含めた 「地球システムモデル」によるprojectionもいくつかの機関で行なわれている。 (日本の海洋研究開発機構での初期のとりくみについて、小池編(2006)の中に河宮未知生氏による報告がある。)
また、projection研究の結果、現在から20-30年程度までのprojectionは、 気候システム(とくに海洋)の初期値に大きくより、それに比べれば排出量シナリオによる違いは小さいことがわかった。 そこで、対象期間をこの範囲に限り、初期値の改良に重点を置いた予測(prediction)研究も行なわれている。
IPCC第5次評価報告書(AR5, 2013-14年)に向けては、 SRESに代わって、RCP (reference concentration pathways)というシナリオが作られたが、 これはその名のように、濃度のシナリオである。4つのものがあり、 それぞれ2100年ごろの濃度の人為起源物質がもたらす放射強制の大きさ(単位 W/m2)の代表値をもとにした数字がつけられている。 (SRESと違ってRCPは、温室効果気体排出削減政策が行なわれることを想定したシナリオをも含んでいるが、 具体的な政策の内容は指定されていない。)
そこで、この回のprojectionの仕事の流れは、濃度から始まり、 (3)はCMIP5として行なわれた。 (「CMIP4」というプロジェクトはなかったようだ。)
並行して、(2)の逆向きである、濃度から排出量を求める計算も行なわれた。
AR5に発表された、RCPの濃度、排出量、それに基づくCMIP5の全球平均地上気温の時系列グラフを [別ページ(アクセス制限あり)]で紹介する。
IPCC報告書では、全球平均気温の21世紀の約100年間の上昇の見通しとして、幅をもった値が示されている。 これは、上に示したような手順によるprojectionのいろいろな実験で得られた値がもつ幅である。 この幅には、次の両者が、およそ半々に寄与している。
- CO2などの濃度のシナリオどうしの違いによるもの ... 社会(政策を含む)および炭素循環に関する見通しの不確かさを反映
- 気候モデル(大気海洋結合大循環モデル)どうしの違いによるもの ... 大気・海洋の物理プロセスに関する理解と数値モデル構築の不確かさを反映
文献 (別ページ)
2007-06-18; 更新(最新) 2014-05-18
増田 耕一 (MASUDA Kooiti)