Comments
Description
Transcript
講演資料（PDF形式：9.97MB）
平成 26 年度地球温暖化講演会 共催：気象庁⼤阪管区気象台、環境省近畿地⽅環境事務所 於：⼤阪城スクエア⼤⼿前ホール、2015年1⽉14⽇ 内 容 1. 台風 洪水 土砂災害 生態系の変化 台風、洪水、土砂災害、生態系の変化 －最近の研究から－ 最近 研究 京都大学防災研究所 気象・水象災害研究部門 気象 水象災害研究部門 中北英 中北英一 災害をもたらす豪雨 A) 台風性豪雨、B)梅雨集中豪雨、C)ゲリラ豪雨 台風性豪雨 B)梅雨集中豪雨 C)ゲリラ豪雨 2. 温暖化による影響（IPCC AR5) A) 観測事実、B) 理解、C) 将来変化 3 我が国の気候変動影響評価 3. A) 共生、革新、そして創生へ B) 極端気象災害に関する影響評価 C) 生態系への影響評価 2 災害をもたらす豪雨のスケール 災害をもたらす豪雨 台風 範囲：1000km 継続時間：１日から数日 大河川での洪水、大規模水害、土砂災害 2009/08/08 in台湾 気象庁ＨＰ 台湾中央気象局、台湾国家災害防救科技中心 集中豪雨 範囲：100km 継続時間：6時間から半日程度 ゲリラ豪雨（局地的豪雨） 範囲：数km 継続時間：１時間程度 中・小河川での洪水、内水氾濫、土砂災害 2010/10/20 in奄美 小河川や下水道内での鉄砲水、都市内水氾濫 2008/07/28 at都賀川 2008/08/05 at雑司ヶ谷 南日本新聞 OFFICIAL SITE 都賀川モニタリング映像 共同通信 • 台風による豪雨は1000 km四方の広がりで1日～数日 の継続時間を持つので 数1000 km2より大きな流域をも の継続時間を持つので、数1000 つ河川でも洪水をもたらす危険性があり、大規模水害の 想定対象でもある もちろん土砂災害も生起する 想定対象でもある。もちろん土砂災害も生起する。 • 通常の集中豪雨は、100 km程度の長さで10～20 kmの 幅をもち 6時間～半日程度継続するので 流域面積が 幅をもち、6時間～半日程度継続するので、流域面積が 100 km2オーダーまでの流域面積をもつ中・小河川およ び内水氾濫が問題となる 台風による豪雨と同様に土砂 び内水氾濫が問題となる。台風による豪雨と同様に土砂 災害も生起する。 • ゲリラ豪雨（局地的集中豪雨）は数km四方の広がりで時 ゲリラ豪雨（局地的集中豪雨）は数k 四方の広がりで時 間的には１時間以下の継続時間であるから10 km2程度 の小河川や下水道内での鉄砲水、都市内水氾濫が問題 小河川や 水道内 鉄砲水 都市内水氾濫が問題 となる。 4 最近の特徴 温暖化による影響推測 • 台風： • 台風： – 遅い台風による長く続く地形性豪雨 – 近畿では、木津川・宇治川・桂川上流同時で の地形性豪雨 – 日本への到来回数は減る – スーパー台風の危険性は高まる • 梅雨： 梅雨 • 梅雨： – ７月上旬と８月上旬の日１００mm以上の割 合や、集中豪雨の生起回数が増える。 – 日本海側の豪雨 – 日本海側の豪雨（２０１３年も） – 8月に入っての前線性の豪雨 • ゲリラ豪雨： • ゲリラ豪雨： – 都市化の影響もあり増えるだろう 内 容 山岳による降雨量の増大（地形性降雨） 岳 降 増大（ 性降 ） 1. 災害をもたらす豪雨 A) 台風性豪雨、B)梅雨集中豪雨、C)ゲリラ豪雨 台風性豪雨 B)梅雨集中豪雨 C)ゲリラ豪雨 2. 温暖化による影響（IPCC AR5) A) 観測事実、B) 理解、C) 将来変化 3 我が国の気候変動影響評価 3. A) 共生、革新、そして創生へ B) 極端気象災害に関する影響評価 C) 生態系への影響評価 7 Henderson (1993), Austin et al. (PPT) 台湾での⼤斜⾯崩壊災害と浸⽔ 総雨量（雨量計.VS.レーダー） 小林村災害 深層崩壊 これらの領域は地上雨量計では 捉え切れていない危険性がある 土石流 浸水 天然ダ 天然ダム 決壊→洪水 地上雨量計の位置 地上雨量計による総雨量 成功大学防災研究センター レーダーによる総雨量 台⾵性豪⾬ 台湾での大斜面崩壊災害(深層崩壊) 2011年の近畿南部豪⾬ 2011 年の近畿南部豪⾬(1212) (1212) (積算⾬量と地形 積算⾬量と地形)) 山岳域の風上斜面で 強雨が長時間停滞 ⇒地形性降雨 成功大学防災研究センター撮 成功大学防災研究センタ 撮 影 かつてここに400～ かつてここに400 ～600人 600人 暮らした小林村があった が暮らした小林村があった。 集落の400～600名の遺体は今も土砂に埋まったまま。 高雄県消防局提供 72時間雨量： 時間雨量 1652.5 mm 1652 5 （奈良県上北山村） 淀川・由良川豪雨（T1318) 淀川・由良川豪雨（ T1318) ２０１３年台風１８号被害（宇治） ９月１６日１時１５分:避難勧告 ９月１６日５時５分：大雨「特別警報」 ９月１６日７時１７分 避難指示 ９月１６日７時１７分：避難指示 宇治の「塔の島」が水没 撮影：国土交通省近畿地方整備局 宇治川の合戦の 宇治橋も水没寸前 撮影：国土交通省近畿地方整備局 昨年の宇治豪雨と同じ箇所 が浸水（宇治川は氾濫なし） 由良川 桂川 地形性豪雨 宇治川 木津川 熊野川 那智川 宇治市内と天ヶ瀬ダム 写真提供：国土交通省近畿地方整備局 典型的な梅⾬集中豪⾬（線状対流系） 内 容 1. 災害をもたらす豪雨 A) 台風性豪雨、B)梅雨集中豪雨、C)ゲリラ豪雨 台風性豪雨 B)梅雨集中豪雨 C)ゲリラ豪雨 2. 温暖化による影響（IPCC AR5) A) 観測事実、B) 理解、C) 将来変化 3 我が国の気候変動影響評価 3. A) 共生、革新、そして創生へ B) 極端気象災害に関する影響評価 C) 生態系への影響評価 100 ~ 200 km 典型的な集中豪雨は、自己組織化 された積乱雲のファミリ によって された積乱雲のファミリーによって もたらされる。 このファミリーは１００ｋｍ以上の長 さを持ち、自己組織化されているゆ え6時間以上の寿命を持つ。 え6時間以上の寿命を持つ 17 典型的な梅⾬集中豪⾬（線状対流系） 典型的な集中豪雨 2014年広島豪雨 降雨強度（国交省Cバンド） 240 km 522 km 1998年8月26~27日 那須豪雨 2000年9月11~12日 東海豪雨 563 km レーダー観測 山口・中北(2014) 降雨強度（国交省XRAIN） 2014年 2014 年8月16 16日 日 亀岡・福知山豪雨 降雨強度 積算雨量（08/15 18時から） 内 容 1. 災害をもたらす豪雨 A) 台風性豪雨、B)梅雨集中豪雨、C)ゲリラ豪雨 台風性豪雨 B)梅雨集中豪雨 C)ゲリラ豪雨 2. 温暖化による影響（IPCC AR5) A) 観測事実、B) 理解、C) 将来変化 3 我が国の気候変動影響評価 3. A) 共生、革新、そして創生へ B) 極端気象災害に関する影響評価 C) 生態系への影響評価 22 ゲリラ豪雨 ‐孤立的な積乱雲による集中豪雨 孤立した積乱雲の一生 2008年に生起したゲリラ豪雨災害（１） 2008 年に生起したゲリラ豪雨災害（１） 高度 10 ~ 20 km 20km 降水粒子 １４：３６ 7月28日 （神戸、都賀川) 雲粒 5km start 20min 40min 60min 時間 積乱雲のファミリーとは離れたところに突然発生する。 先ず上空に雲よりはるかに大きな降水粒子をみるみる蓄積しだす。 先ず上空に雲よりはるかに大きな降水粒子をみるみる蓄積しだす。 雲ができ出して30分後には激しい雨を地上にもたらす • 多くの人たちが河川の親水空間を楽し んでいた。 • 約50名が突然の出水によって流され、5 10分後 名の尊い命が失われた。 • 水が堤防を越えて氾濫したのではない。 １４：４６ 2008年に生起したゲリラ豪雨災害（２） 2008 年に生起したゲリラ豪雨災害（２） 内 容 8月5日 (東京、雑司ヶ谷) 1. • 幹線下水道で作業をしていた6名が突 然の出水で流された。 • 1名は自力で脱出したが、5名の尊い命 が失われた。ー＞ 一滴ルールへ 災害をもたらす豪雨 A) 台風性豪雨、B)梅雨集中豪雨、C)ゲリラ豪雨 台風性豪雨 B)梅雨集中豪雨 C)ゲリラ豪雨 2. 温暖化による影響（IPCC AR5) A) 観測事実、B) 理解、C) 将来変化 3 我が国の気候変動影響評価 3. A) 共生、革新、そして創生へ B) 極端気象災害に関する影響評価 C) 生態系への影響評価 26 観測 気候システムの温暖化には疑う余地 がない 理解 気候システムに対する人間の影響は 明らかである 将来 気候変動を抑制するには、温室効果 気候変動を抑制するには 温室効果 ガス排出量の大幅かつ持続的な削減 が必要であろう 観測された地上気温の変化（１９０１〜２０１２年） 観測された気候システムの変化 • 気候システムの温暖化は疑う余地がなく(Unequivocal)、 (U i l) 1950年代以降において、多くの観測された変化は、数十年 から数千年にわたって、前例がない(Unprecedented)。大気 ( p ) 気 と海洋は暖まり、雪氷の量は縮小し、海面水位は上昇し、温 室効果ガスは増加した。 降水量 極端現象 (IPCC/AR5) 北半球の中緯度陸地平均では、 降水量は1901年から増大している (1951年 年 以前は 前は中程度の確信度 中程度 確信度、以後は 後は高い確信度 高 確信度). • 1950年頃以来、多くの極端気象・気候現象の変化が観測さ 年頃以来 多く 極端気象 気候現象 変化が観測さ れてきた。寒い日・寒い夜の数が減少し、暑い日・暑い夜が 増加したことは全球的に非常に可能性が高い。 • 熱波*の頻度は、ヨーロッパ、アジア及びオーストラリアのい ずれも大部分で増加した可能性が高い。 • 陸域では、大雨現象が増加した地域のほうが減少した地域 よりも多い可能性が高い。 • 北米やヨーロッパでは、大雨の頻度あるいは強度が増大し 北米やヨ ロ パでは 大雨の頻度あるいは強度が増大し た可能性が高い。その他の大陸では、大雨現象の変化に関 する確信度はせいぜいで、 す 、中程度である。 あ 。 ******************************* 注)*:最高気温が平均値より少なくとも５℃高い連続日（最低5日以上）の年間最長日数(AR4) © IPCC 2013 Box 3.1, Fig. 1 海洋の温暖化は、気候シ 氷河 グリーンランド 南極大陸 ステムに貯留された ネ ステムに貯留されたエネ ルギー増加において卓越 しており 1971年から しており、1971年から En nergy (1021 Joules s) Fig. TS.3 氷の累 累積減少 少量(GT) © IPCC 2013 2010年に蓄積されたエネ ルギ の90%以上を占め ルギーの90%以上を占め ている (高い信頼度) 氷河から 226 (±60%) Gt yr-1 (1993-2003) ( ) 氷減少量： グリーンランドから 215 (±25%) Gt yr-1 (2002-2011) 南極大陸から 147 (±50%) Gt yr-1 (2002-2011) Upper ocean: above 700m Deep ocean: below 700 m; including below2000 m estimates starting from 1992 100 Gt yr-1 of ice loss corresponds to 0.28 mm yr-1 of global mean sea level rise 全球平均海面水位 観測 理解 (IPCC/AR5) 1901～2010において, 全球平均海面水位は、0.19 [0.17 to 0.21] m上昇 将来 人間による影響が20世紀半ば以降に観測された温 暖化の主要な原因であった可能性が極めて高い 1951年から2010年の期間に観測された地上気 温変化は約0.6〜0.7℃である (IPCC/AR5) (IPCC/AR5) 観測された ・再現された全球平均気候変化 1951～2010年の全球平均地上気温の観測された上昇の半分以上が、温室効果ガ ス濃度の人為起源の増加とその他の人為起源の外力とがあいまって引き起こされた ことは極めて可能性が高い。 人為起源の外力が、1970年代以来観測された、全球の海洋表層の熱容量(0～ 700m) の増加にかなり寄与したことは非常に可能性が高い。 全太陽放射照度の衛星による直接測定結果に基づくと、1986～2008年の期間の全 陽放 照度 衛 直接測定結果 、 年 期間 球平均地上気温の上昇に、全太陽放射照度の変化が寄与していなかったことは確信 度が高い。11年周期の太陽の変動がいくつかの地域における十年規模の気候のゆら ぎに影響していることは確信度が中程度である。 宇宙線と雲量の変化の間に、強固な関連性は何も見出されていない。 (IPCC/AR5) 観測 今世紀末までの世界平均気温変化予測： AR4とAR5に本質的な違いはない AR4 AR5 理解 将来 地上気温 21世紀末における世界平均地上気温の変化は、 RCP2 6シナリオを除く全てのRCPシナリオで1850年か RCP2.6シナリオを除く全てのRCPシナリオで1850年か ら1900年の平均に対して1.5℃を上回る可能性が高い。 縦棒は可能性が高い範囲：likely range （= 66%信頼区間） 海氷 RCP8.5シナリオにおいて今世紀半ばまでに9月の北極海 で海氷がほとんど存在しない状態となる可能性が高い （中程度の確信度） 暖かい日 (TX90p) 海面水位 熱波の頻度が増加し、より長く続く 熱波の頻度が増加し より長く続く可能性が非常に高い。 可能性が非常に高い たまに起こる冬季の極端な低温は引き続き発生するだろう。 TX90p: percentage of days annually with daily maximum surface air temperature (Tmax) exceeding the 90th percentile of Tmax for 1961 to 1990 21世紀の間 世界平均海面水位は上昇を続けるだろう 21世紀の間、世界平均海面水位は上昇を続けるだろう。 また、2100年を超えてもほぼ確実に上昇を続けるだろ う。RCP2.6 RCP2 6 (2081〜2100) (2081〜2100), 可能性の高い範囲： ２６〜５５cm RCP8.5 (2081〜2100), 可能性の高い範囲： ４５〜８２cm 海洋酸性化 気温上昇分布 (IPCC/AR5) 海洋のさらなる炭素吸収により、海洋酸性化が 進行するであろう RCP2.6 (2081〜2100) ： -0.06 〜 0 07 0.07 RCP8.5 (2081〜2100) ： -0.30 〜 0.32 全球平均気温が上昇するにつれて、ほとんどの陸域で日々及び季節の時間 スケールで極端な高温がより頻繁になり、極端な低温が減少することはほぼ 確実である。 である 熱波の頻度が増加し、より長く続く可能性が非常に高い。たまに起こる冬季 の極端な低温は引き続き発生するだろう。 たまに起こる冬季の極端な低温は引き続き発生するだろう 大気：水循環 21世紀にわたる温暖化に応答して、全球的水循環における変化は一様では 21世紀にわたる温暖化に応答して、全球的水循環における変化は 様では ない。湿潤域と乾燥域、また雨季と乾季の間の降水の対照は、地域的な例外 はあるかもしれないが、増大するだろう。 Changes in Extremes 極端な降水量の変化 最大５日雨量 最大 雨量 年降水量 Annual Precipitation 全球平均地上気温が上昇する 全球平均地上気温が上昇するにつれて、中緯度の陸域のほとんどと湿潤な熱帯域に れ 中緯度 陸域 ほとんどと湿潤な熱帯域 おいて、今世紀末までに極端な降水がより強く、より頻繁となる可能性が非常に高い。 全球的には、モンスーンシステムに含まれる領域は21世紀を通じて拡大する可能性が 高い。モンスーンの風は弱くなる可能性が高い。一方、モンスーンの降水は大気中の 水蒸気量の増加により強まる可能性が高い。モンスーン期の開始期は早くなるか、ま たはあまり変化しない可能性が高い。モンス 。モンスーン期の終了期は遅くなり、結果としてモ ン期の終了期は遅くなり、結果としてモ ンスーン期は多くの地域で長期化する可能性が高い。 ・・・・、ENSOに関係した降水量の変動度は強まる可能性が高い。 (IPCC/AR5) 中緯度の陸域のほとんどと湿潤 な熱帯域において、今世紀末ま でに極端な降水がより強く より でに極端な降水がより強く、より 頻繁となる可能性が非常に高い。 地域規模から地球規模で、干ば つの強度や持続期間が増加す る可能性が高い。 内 容 連続無効雨日数 文部科学省 共生～創生プログラム • Kyousei Kyousei((共生 共生)Program:2002 )Program:2002--2006 1. 災害をもたらす豪雨 A) 台風性豪雨、B)梅雨集中豪雨、C)ゲリラ豪雨 台風性豪雨 B)梅雨集中豪雨 C)ゲリラ豪雨 2. 温暖化による影響（IPCC AR5) A) 観測事実、B) 理解、C) 将来変化 3 我が国の気候変動影響評価 3. A) 共生、革新、そして創生へ B) 極端気象災害に関する影響評価 C) 生態系への影響評価 – 20kmRCM (daily rainfall) • Kakushin Kakushin((革新 革新)Program:2007 )Program:2007--2011 – 20kmGCM, 20k GCM 5,2,1kmRCM 5 2 1k RCM (hourly (h l rainfall) i f ll) – Natural Disaster (Inc. water resources) • Sousei Sousei((創生 創生)Program:2012 )Program:2012--2016 51 – Impact assessment and producing adaptation methodologies (First priority) – for Natural Disaster Disaster, Water resources resources, Ecosystem and Eco service (DPRI,Kyoto University is leading the nation wide assessment team) FY2002-2006 地球シミュレータ用の 温暖化予測モデルを 開発 FY2007-2011 Kakushin Team 3 地球シミュレータによる 気候変動予測 長期気候変動（2300年頃） 近未来（20～30年後） 極端現象（台風・集中豪雨等） 雲解像モデルの高度化 海洋乱流シミュレーションの高度化 気候モデル 気候 デ 高度化と 気候変動予測 不確実性の 定量化と低減 自然災害に対する 影響評価 IPCC第5次評価報告書へ貢献 科学的根拠の提供・政策検討・対策立案 56 革新プログラム「極端現象予測」実験仕様 革新プログラム「極端現象予測」 FY2007-FY2011 大気海洋結合モデ ルによる地球温暖 化予測実験 高分解能大気モデルに よるタイムスライス実験 280-120km格子 全球大気モデル ネスティングによる領 グ 域タイムスライス実験 水平5km/2km/1km格子 水平 格子 雲解像領域大気モデル 水平20km格子 全球大気モデル CMIP3モデル 大気 予測した 海面水温 大気 200-50km格子 全球海洋モデル 2075 現在気候 2099 1.0 1km領域 領域 2003 2015 2km領域 水平5km/2km/1km格子 雲解像領域大気モデル 21世紀末 海面 水温 3.0 3 0 2.0 境界条件 海洋 （℃） 1979 海面水温 海面水温 A1BシナリオによるGHG濃度 海面水温分布を指定 水平20km 格 格子 5km領域 境 界 条 件 20km格子全球大気・陸面モデル（数値天気予報モデル） 現在、近未来,, ２１世紀末各25年の気象予測 気 2039 0 2100 2000 近未来 日本周辺域 5km格子非静力学的モデル 各25年期間中 6～10月の気象 西南日本中心 2km格子非静力学的モデル 各期間中10年 6～10月の気象 顕著事例の1km格子モデルによる詳細実験 年 １９７９－２００３ ２０１５－２０３９ ２０７５－２０９９ 内 容 気候変動影響評価が可能な豪雨は?台風 範囲：1000km 継続時間：１日から数日 1. 災害をもたらす豪雨 A) 台風性豪雨、B)梅雨集中豪雨、C)ゲリラ豪雨 台風性豪雨 B)梅雨集中豪雨 C)ゲリラ豪雨 2. 温暖化による影響（IPCC AR5) A) 観測事実、B) 理解、C) 将来変化 3 我が国の気候変動影響評価 3. A) 共生、革新、そして創生へ B) 極端気象災害に関する影響評価 C) 生態系への影響評価 大河川での洪水、大規模水害、土砂災害 2009/08/08 in台湾 全球気候モデル(GCM) 気象庁ＨＰ 台湾中央気象局、台湾国家災害防救科技中心 集中豪雨 範囲：100km 継続時間：6時間から半日程度 ゲリラ豪雨（局地的豪雨） 範囲：数km 継続時間：１時間程度 中・小河川での洪水、内水氾濫、土砂災害 2010/10/20 in奄美 小河川や下水道内での鉄砲水、都市内水氾濫 2008/07/28 at都賀川 2008/08/05 at雑司ヶ谷 領域気候モデル(RCM) 59 南日本新聞 OFFICIAL SITE 不可能? 都賀川モニタリング映像 共同通信 ⽇本の河川の特徴 (1) • 短い⻑さと急な勾配 標⾼(m) ライン川 常願寺川 信濃川 利根川 北上川 コロラド川 セーヌ川 メコン川 河⼝からの距離(km) 地球シミュレーターが推測する２０７６年８⽉後半 台⾵を表現できるモデルで、 時間⾬量が出⼒できるように なって、我が国の、極端現象 としての災害評価が可能とな った 63 沿岸に接近する台風の将来変化 極端現象に伴う災害発生変動評価 斜面系 領域C GCM・RCM 出力 (気象研究所よりスライドを借用） 台風存在頻度の 21世紀末将来変化 沿岸接近数(25年間）は減少傾向 領域気候モデル (気象研5km, 2km-RCM, 独自ラン with WARF等)（物理的ダウンスケール） 陸面過程モデル 台風モデル 主要物理量の確率時空間モデル・極値確率分布モデル （確率的ダウンスケール） 河道の水流モデル 高潮・ 高波モデル 河道の土砂体積・輸送モデル 強風による建物被害モデル ダム操作ルールモデル ダ デ 地下街浸水モデル 土砂流出モデル 雨水流出モデル 災害発生 変動評価 沿岸域 洪水氾濫浸水モデル (長期計算も 含む） 都市 低平地 都市・低平地 （領域C：GCM60, GCM20, RC5, RCM2 (アンサンブル実験結果を含む), やCMIP5） 土砂生産モデル デ Hazard モデル 河道 降雨・気温・水蒸気・風速・放射・気圧系列 （現在気候、近未来、世紀末 各25～30年） 降水 温暖化出力 翻訳 山岳系 TC存在頻度分 布の将来変化 を示す。緑の丸 は将来変化が 有意水準90％ で有意であるこ とを示す モデル各地域の陸グリッドから半径200km域内に存在したTCの存在頻度(単位：ストーム日 数/25年間)。青色棒グラフは現在気候実験、赤色棒グラフは将来気候実験を示す。 沿岸接近時最大風速は増加 斜面崩壊、土石流、洪水流出、洪水氾濫（都市域氾濫・地下街浸水など）、高潮・高 波氾濫、強風・突風により、発生頻度に応じた各ハザードの巨大化や災害としての 治水施設（ダムオペレーションも），堤防、防波堤護岸の安全率の低下や建物被害 率の増大 ＝＞新たな気候変動評価指標の創出 台風の存在頻度は東へシフト (前期モデル） ((気象研究所よりスライドを借用） M k i ett al. Murakami l (2011) J. J Climate Cli t モデル各地域の陸グリッドから半径200km域内に存在したTCの最大風速(ms－1)の平 均値。緑色棒グラフは現在気候実験、橙色棒グラフは将来気候実験を示す。 RCM5を⽤いた梅⾬集中豪⾬の発⽣回数（25年）の 変化 １年の台風最盛期（7月〜10月）、東西2.5度x南北2.5度領域あたりの個数 将来気候実験（2075-2099年）と現在気候実験（1979-2003年）の差 1 6 5 5 3 8 増加量 24 76 10 17 27 100 28 20 30 10 44 22 60 5 21 16 38 16 減る 増える マーシャル諸島付近から日本の南岸に沿って増加（赤の枠線） フィリピンや台湾の東から韓国、西日本にわたる領域（青の枠線）で減少 現在気候 中北ら (2011) 将来気候 95％有意増加 90％有意増加 有意な増加なし Future 1008 1006 1010 1012 Observation(15yrs)‐2mm Present‐day(25yrs) Future(25yrs) c)) 現在・将来の差が有 意水準95%以上有意 Present‐day(25yrs) Future(25yrs) 1 Ju ul a) 7月1～10日の平均日雨量(mm)。コンタは海 面気圧(hPa)。現在気候実験（上図：1979‐ 2003）、将来気候実験（下図：2075‐2099）。各 図内の赤枠はb), c)の領域。 b) a)で示した領域の25年平均日雨量(mm)の季節変化、c) 日雨量 100mm以上の大雨によってもたらされる雨量の総量に対する割合(%) (Kanada et al., 2012, JMS) *実効降⽔量の将来変化 全球モデル(60km)アンサンブル計算 ％ R1.5 ほとんどの地域で10 20％増える ほとんどの地域で10〜20％増える 深層崩壊発⽣のポテンシャル R72 東海以⻄と東北で10〜20％増える ◆……95%の信頼度で有意な変化，・……それに満たない変化 Oku and Nakakita (2013) 1976-1980 1981-1985 1986-1990 1991-1995 1996-2000 2001-2005 2006 2007 2008 80 60 40 surface soil layer rock Schematic from PWRI Report No.4129 (2009) 20 深層崩壊のリスク 0 0 200 400 600 Total rainfall [mm] 800 1000 総雨量 Oku et al (2011) 流量シミ レ ションの 例 流量シミュレーションの一例 不確実性を評価 表層崩壊発⽣のポテンシャル Rainfall in R ntensity [m mm/hr] 1012 Top 20 data of total rainfall and maximum hourly rainfall from Takeda City, Oita, Japan 表層崩壊のリスク 表層崩壊と深層崩壊 1 O Oct 1010 斜面崩壊のリスクの増大 100 1 Seep 1006 現在・将来の差が有 現在 将来の差が有 意水準90%以上有意 1 Au ug 1008 b) 11 Ju un Present day Present‐day Ratio o of intense prrecipitation amount(%) ) Domain-a average rain nfall amount a) 西日本周辺域の梅雨の変質 (気象研究所よりスライドを借用） ％ 再現期間10年に対応する渇⽔流量の 変化⽐率（台⾵が来な 事が⼤きな影響） 変化⽐率（台⾵が来ない事が⼤きな影響） 再現期間100年に対応する年最⼤流量 の変化⽐率（台⾵到来が⼤きな影響） 変化 率（ が 響） 渇⽔流量：１年で約１０番⽬に少ない、河川の⼀⽇の流 渇⽔流量：１年で約１０番⽬に少ない、河川の ⽇の流 量 近未来気候の100 年確率年最⼤流量 の変化⽐率 世紀末気候の100 年確率年最⼤流量 の変化⽐率 近未来気候の１０ 年確率渇水流量 の変化比率 21世紀末気候の10 年確率渇水流量の 変化比率 立川ら 2011 立川ら 2011 ●東北南部と北陸東部以外、ほとんどの地域で最⼤流量は増加。30－40％増も。 ●もともと⼤⾬の少ない東北では、クリティカルになる危険性が⼤きい。 ●ただし、九州〜近畿以外では、台⾵到来頻度が元々相対的に少なく、GCMによる２５年間 の計算では、たまたまという影響が⼤きいと考えられる。洪⽔危険度は東⽇本も要注意。 気候変動予測実験出⼒を直接⽤いた⾼潮リスクの評価 GCMデ タを駆動力として高潮シミュレ ションを実施．台風ごとの最大高潮偏差を GCMデータを駆動力として高潮シミュレーションを実施 台風ごとの最大高潮偏差を 極大値資料とし，Gumbel分布を用いて極値統計解析を行った．再現期間は100年 ． (unit: m) 現在気候 将来気候 Seto Inland Sea Suo-nada AkiItsukinada nada HarimaOsaka nada Bay Hiuchinada ●北⽇本と中部⼭地以外では、渇⽔時の流量減少。渇⽔が深刻に。 ⻄⽇本 は 洪⽔危険も増すし 渇⽔危険度も増す ●⻄⽇本では、洪⽔危険も増すし、渇⽔危険度も増す。 ●ただし、九州〜近畿以外では、台⾵到来頻度が元々相対的に少なく、GCMによる２ ５年間 の計算 は たまたまと う影響が⼤き と考えられる 革新 利根川ダム群は今世紀末の少雨に No Dams 対応できるか？ W t R Water Resources att Tone-Ozeki (6058.8 km2) 間瀬ら (2011) With Dams 周防灘西部における高潮偏差の再現確率値が最大で，2.4 ～2.7m．燧灘および播磨灘においても大きい． T k Tokyo Bay 間瀬ら 2011 Ise Bay Mikawa B Bay Enshunada Kumanonada 周防灘で，現在気候に比べて大きく増大し，3.0～3.7m．燧 灘や播磨灘では小さく，安芸灘および斎灘では大きくなった． Suruga Bay Sagami Bay Boso Peninsula • Water Demand • • • Izu Islands 東京湾で最も大きく2.3～3.0m．次いで，伊勢湾西部およ び三河湾で大きく，それぞれ1.8～2.1m，1.5～2.1m． 東京湾では2.3～3.4mに増大したのに対し，伊勢湾では 2.2～2.6m，三河湾では2.5～3.2mと際だって増大した． Living water: 37.43 m3/s Industrial water: 2.08 m3/s g water: Agricultural Apr~May 39.51 ~ 60.99 m3/s May~Sep 111.62~186.71 m3/s Kimら, 2010 • ダム群から離れた下流の地点である利根大堰（流域 面積6058.8km2）に対する計算結果からは、ダム群の 操作影響が少なくなることがわかる。 利根大堰地点では、ダム群操作にもかかわらず年最 小流量が必要な水利用量に対して満足できない時 期が現れる。そのため、新たな操作ルールの開発が 必要とされる。 ＧＣＭ予測に潜む不確実性 予測 潜む不確実性 設計値Design value（確率値） 減災（Mitigation 減災（ Mitigation） ） 1. Uncertainty in cumulus parameterization Projected 2. We only usevalue single 25-years time-series of output for present, t near ffuture t and d end d偶然の不確実性 off th the 21st century t 河川流量、 ⾼潮 ⾼波⾼ ⾼潮・⾼波⾼ 設計値(Design value) (平均何年に⼀度 (平均何年に 度 (Return period)) Is this enough number of years as statistical sample? ＝＞Reモデルの不確実性 sampling sa p g oor eensemble se b e projection p oject o will w be needed. eeded. – Quite extreme event may not occur within 25-years time series CO2 single シナリオによる不確実性 ＝＞Worst scenario experiment is required! – 3. Uncertainty in CO2 release scenarios 防ぐ・防災(Prevention) 防ぐ・防災 (Prevention) – We are using g most likelihood A1B scenario Time 革新 革新 適応に向けて 再現期間に対応する推定値の不確実性 年最大値 高い不確定性: 極端現象 極端現象, 洪水, 土砂崩壊 GEV Obs. Model A Model B 低い不確定性: 農業, 再現期間に対応する 値を設計値に 利用可能 Model A 再現期間に対応する 値は設計値としては Obs. 使えない Model B 将来気候下での推測デザイン 値 は 確定性があ 値には不確定性がある 現気候下で のデザイン 値 ２５年の時系列から算定 年 時系列から算定 Konoshima and Nakakita (2010) 最悪シナリオ サバイバビリティ・クリティカル（⽣ サバイバビリテ クリテ カル（⽣(最⼤外⼒) 存の淵、⼟俵際）から、しなやかによ り戻せる⾜（社会システム）が より り戻せる⾜（社会システム）が、より 減災の対象となる範囲 重要となる 中北 (2010, 2011) 河川の流量 ⾼潮の⽔位 = ⼤規模災害の場合もふくむ 世紀末のデザイン値 気候変動による影響評価では ＝同じ頻度に対応するデザイン値 は上昇する。 も、 昇する あ ＝でも、どこまで上昇するかにはあ いまいさがある。 防災の対象となる範囲 = 堤防から⽔は溢れさせない。 防波堤から⽔は越えさせない。 極端台⾵の進路を操作して最悪シナリオ を 台⾵の渦を保存させて中⼼位置を移動さ GCMで算定された将来気候極端台風を 進路変更させたときの最悪河川流量 RCM-5km 河川流量 量（ton/sec c) せる。 （コマを移動させる） GCM20 領域気象モデルで移動後の数値シミュ レ シ ンを実施 レーションを実施。 （コマを再び放して勝⼿に移動させる） 領域気候モデルによって 同一台風の異なる経路の計算 現在気候のデザイン流 量の２倍の流量の可能 性 現在気候下の デザイン流量 GCMで算定された将来 気候の極端台⾵の進路 影響評価 日時 • 陸： 強⾵・河川流量・浸⽔ 最悪の河川流量をもた らす台⾵経路 • 海： 波浪・⾼潮 石川ら (2009) 奥ら (2009) FY2012-2016 適応 の考え方 適応への考え方 • 気候変動モデルによる時間毎の出力値により、我が国の気候 変動影響評価が可能となった。 変動影響評価が可能となった • まだ不確定だからといって適応を遅らせていると将来の適応が 不可能あるいは困難になる危険性がある。 不可能あるいは困難になる危険性がある • 実践を通しての適応：「はっきりとはわからないけど進める」 – – – – – 専門家はまずこの認識を持つことが大事。 「現在の進行も適応になる」以上の認識が必要。 この認識を、国民に理解してもらうように努める。 温暖化の影響らしきものを国民に発信してゆく 「具体的な実行があって助かった」を蓄積してゆく。 • 基本計画としての適応 – 設計値（年確率値)にのみこだわるならまだまだ不確定性は高い。 – だからこそ、最悪シナリオ（極端シナリオ）をどう計画に組み込んでいくか、 だからこそ 最悪シナリオ（極端シナリオ）をどう計画に組み込んでいくか という適応が重要。（設計値にという意味ではない） 地球シミュレータ等の世界最高水準のスーパーコンピュータを活用し、 球 タ等 世界最高水準 タを活用 、 ・今後数年〜数十年（近未来）で直面する地球環境変動の予測と診断 ・温室効果ガス排出シナリオ研究と連携した長期気候変動予測 ・気候変動の確率的予測技術の開発 ・精密な影響評価技術の開発 を研究開発 Sousei (創⽣) Program Ｄ (20122016)) 課題対応型の精密な影響評価 安定化⽬標値設定に資する気候変動予測（JAMSTECほか） 直⾯する地球環境変動の予測と診断 （東京⼤学ほか） 代表：中北英⼀（京⼤防災研） 参画機関：京⼤、東北⼤、⼟⽊研、 東⼤、東⼯⼤、名⼤、北⼤ 等 ⾃然災害リスク 京⼤防災研 気象・⽔象研究部⾨ 社会経済影響 京⼤防災研 社会防災研究部⾨ 温暖化予測 実験データ 課題対応型の 精密な影響評価 気候変動リスク情報の基盤技術開発 （筑波⼤学・気象研究所ほか） ⾃然災害に関する気候変動リスク （中北英⼀：京⼤防災研） ⽔資源に関する気候変動リスク （⽥中賢治：京⼤防災研） ⽣態系・⽣物多様性に関する気候変動リスク （中静 透：東北⼤） 京⼤防災研 ⽔資源研究センター ⽣態系影響 東北⼤学 伊勢湾台⾵を対象として台⾵経路操作アンサンブルシミュレーションを実 施し、異なる経路をとった場合に想定される強⾬・強⾵のパターンを解析 21世紀末擬似温暖化条件 世紀末擬似温暖化条件 より精度の高い確率の推定 Ultimate Goal 大きな不確定性下での意思決定法 の構築 最悪シナリオなどの確率のわから ない状況下での意思決定法の 構築 Post Sousei 粗いモデルによるアンサンブ ル情報により確率密度関 情報 より確率密度関 数を推定する。 GCM20やRCMを用いて、粗 い時・空間解像度での値 を、領域スケールでの値 にコンバート Sousei (2012-2016) Kakushin(2007-2011) ⽔資源影響 最⼤クラス・最悪シナリオの検討 1959年9⽉条件 年 ⽉条件 適応策創出の哲学・考え方の 構築 最大クラス外力の 想定－生存の縁 対象: 、 自然災害,, 水資源、 生態系・生物多様性 For adaptation decision making Deterministic, Probabilistic and Beyond 最大クラス台風 複合災害 社会シナリオ の想定 伊勢湾台風疑似温暖化実験による一体型 洪水流出・氾濫計算（小林） 気象庁非静力学モデル (Nakano et al, 2012) 6時間毎の伊勢湾台風の経路と中心気圧． ベストトラック（黒線），再現実験（水色線）・ 擬似温暖化実験（桃色線）．シンボルの色 は中心気圧を示し，大きいシンボルは 1959年9月24日12時UTCの位置を示す． 年 月 日 時 の位置を示す 初期位置20 k km間隔・合計81通りの経路をシミュレーション 間隔 合計81通りの経路をシミ レ ション ⽔災害・沿岸災害の影響評価のデータセット作成 Takemi et al. (in prep) 小林健一郎・奥勇一郎・中北英一・中野満 寿男 寶 馨：伊勢湾台風疑似温暖化実験 寿男・寶 馨 伊勢湾台風疑似温暖化実験 による淀川流域における洪水規模の変化 予測（水工学論文集に掲載） 流量・水位の計算結果 枚方地点の流量 浸水深計算結果 枚方地点の水位 下水道整備が進んだ現時点の推定計算 1959年時点の再現計算 内 容 高山植物への影響 森林限界（樹高≧5m）の上昇スピード 1.関東・中部・東北・北海道の26山 2.約30年前の高木限界から斜面方位に平行な線を引く 3 その平行線と最近の高木限界との交点を求める 3.その平行線と最近の高木限界との交点を求める 4.交点間の標高差を計測 1. 災害をもたらす豪雨 A) 台風性豪雨、B)梅雨集中豪雨、C)ゲリラ豪雨 台風性豪雨 B)梅雨集中豪雨 C)ゲリラ豪雨 2. 温暖化による影響（IPCC AR5) A) 観測事実、B) 理解、C) 将来変化 3 我が国の気候変動影響評価 3. A) 共生、革新、そして創生へ B) 極端気象災害に関する影響評価 C) 生態系への影響評価 平行線を２ｍ間隔に引き 1年あたりの上昇速度をそれぞれ算出 年あたり 上昇速度をそれぞれ算出 91 森林限界は0.33m/年の スピ ドで上昇 スピードで上昇 （高山植物の生息地減少） ↓ 高山植物の生息適地予測、 高山植物の生息適地予測 遺伝的多様性の指標と 合わせて高山植物の 絶滅リスク評価手法の開発へ ↓ 複数のシナリオに基づく予測 ↓ 重要地域の特定 保全対策へ Iwai et al. (in prep) 竹林の分布予測 現在（1971‐2000年） 41.8% MIROC‐‐Mモデル ル 東経137‐142°北緯35‐41.6°の 地域における竹林分布適地割合 (Random forest モデル) 将来予測（2081‐2100年） A1B排出シナリオ 排 B1排出シナリオ 排出シナリオ 74.4% 84.6% (全国平均気温 は2.7℃上昇) (4.0℃上昇) ▲ 増加 or 新たに出現 （南方種の増加、分布拡大など） ● 変化なし or 過去データなし ▼ 減少 or 見られなくなった （在来種の減少、分布縮小など） 79.9% IPSLモ モデル 変化しつつある海洋生物 (2.9℃上昇) 温暖化でより高緯度・高標高に 分布拡大すると予測された →土地利用を考慮した適応策を検討 86.6% (3.9℃上昇) Takano et al. (in prep) 温暖化によって生じる水産資源の再分配 暖 気候変化に対する生物多様性や 生態系サービスの将来予測を行う 文献調査・ モニタリング継続中 海洋の地球温暖化・海洋酸性化に関する気候予測モデルの出力 海洋の地球温暖化 海洋酸性化に関する気候予測モデルの出力 （水温・炭酸カルシウム飽和度(Ω)など） ＋ 温暖化・酸性化に対する生物の影響評価指標 温暖化 酸性化に対する生物の影響評価指標 海洋生物の温暖化・酸性化影響予測 温暖化による南北格差の拡大 研究の社会的意義 (Cheung et al., 2010) • 気候変動が海洋生態系の分布 気候変動が海洋生態系の分布・多様性・機能に及ぼす複合影 多様性 機能に及ぼす複合影 響・その不確実性を定量的に評価 • 生物多様性や生態系サービスの維持/向上に向けて 優先的に対策を講じるべき海域、及びその適切な範囲や時期 に関するガイドラインを提示 亜寒帯 藻場種 マコンブ、ミツイシコンブ ・水産的に有用、亜寒帯の藻場を代表 ・水温上昇により南限が北上中 水温 昇により南限が北 中 ・生息水温約2〜25 ℃、20 ℃ 以下 底生動物 エゾアワビ、キタムラサキウニ ・水産的に有用、藻場群集に強く依存 ・水温上昇により南限が北上中 ・生息水温約4〜24 ℃ 、25 ℃ 以下 温帯 ワカメ 藻場種 ・水産的に有用 温帯の藻場を代表 ・水産的に有用、温帯の藻場を代表 ・冬〜春に生育する１年生の大型海藻 ・生息水温約10〜23 ℃ カジメ（太平洋側）、クロメ（日本海側） ・温帯の藻場群集を構成する多年生の 温帯 藻場群集を構成する多年生 コンブ類海藻、水温上昇により減少中 ・カジメ生息水温約8〜28 ℃ アントクメ ・コンブ類で最も南方まで生育、１年生 ・生息水温28 °C以下 アカモク ・冬〜春に成長し卓越するホンダワラ類 冬 春に成長し卓越するホンダワラ類 ・水温上昇により減少傾向 ・生息水温約15〜23 ℃ （初夏〜秋の高水温期は付着器が生残） アマモ ・砂泥底の藻場群集を代表する種 ・沿岸生態系の基盤を構成する種のひとつ ・生息水温約4〜30 ℃ 亜熱帯〜暖温帯 藻場に関する研究成果 サンゴ種 エンタクミドリイシ ・暖温帯のサンゴ群集を代表 暖温帯のサンゴ群集を代表 ・水温上昇により温帯帯域に北上中 ・最寒月の平均水温が13 ℃で斃死 日本沿岸における藻場の現状 藻場：生物多様性の維持、沿岸生態系の基盤を担う スギノキミドリイシ ・熱帯・亜熱帯サンゴ礁を代表 熱帯 熱帯 ゴ礁を代表 ・水温上昇により現在急速（14km/年） に暖温帯域に北上中 ・最寒月の平均水温が15 ℃で斃死 リュウキュウスガモ ・亜熱帯〜熱帯の砂泥底藻場を代表 ・生息水温約19〜29 生息水温約19〜29 ℃ 文献やモニタリング調査を通じて、各対象生物の生息域 や好適水温環境の情報に基づいた予測指標を作成 温帯性藻場(カジメ) 20年間で 30%減少 キクメイシモドキ ・最も北まで分布する種 ・最寒月の平均水温が10 ℃で斃死 藻場種 フタエモク ・暖海性の岩礁藻場に特徴的 ・水温上昇により温帯帯域に北上中 昇 帯帯域 ・生息水温約16〜28 ℃ 対象種の選定・予測指標作成 食害魚種(アイゴ) ? 熱帯‐亜熱帯性藻場(フタエモク) 熱帯 亜熱帯性藻場(フタエモク) 温暖化シナリオ依存性 モデル検証 46 N 44 N 46 N 磯焼け発生確率 実際のカジメ分布（●） 44 N 46 N 【2090年代】 44 N 42 N 42 N 42 N 40 N 40 N 40 N 38 N 38 N 36 N 36 N 38 N 34 N 34 N 36 N 32 N 32 N 34 N クロアワビ 底生動物 ・沿岸のコンブ類藻場に強く依存 ・藻場の衰退、消失に伴い漁獲が 大きく減少している ・生息水温約7〜28 ℃ 2年に1度 は磯焼け 32 N 30 N 28 N 0 30 N 130 E 0.1 0.2 135 E 0.3 0.4 140 E 0.5 0.6 145 E 0.7 0.8 カジメの生息 は報告なし 150 E 0.9 130 E 135 E 140 E 145 E 26 N 24 N RCP2.6 (低炭素社会) 28 N 130 E 135 E 140 E 145 E RCP8.5 (高排出社会) 30 N 28 N 26 N 150 E 24 N 130 E 135 E 140 E 145 E 150 E 1 カジメの生息可能域 対象生物の好適・不適生息域の再現に成功 磯焼けや食害でカジメの生息に不適 ご静聴ありがとうございました 謝 辞 IPCC・AR５の報告スライドは、 IPCC WG1 国内支援事務局長： • リモート・センシング技術センター 特任主席研究員 近藤洋輝 先生 IPCC AR5のオーサー： • WG1（リードオーサー） • 筑波大学生命環境系主幹研究委員 鬼頭昭雄 先生 • WG2（コーディネイティング・リードオーサー） • 茨城大学 学長 様々な大学、機関からの若 様々 大学 機関から 若 い研究者・学生達との豪雨 観測 2015年も沖縄・大阪湾～京都で！ 三村信男 先生 の作成のスライドから抜粋、修正して使わせていただきました。こ こに厚く御礼申し上げます。 150 E