温暖化研究におけるシナリオについて ～開発・利用・解釈・拡張～

国立環境研究所 花崎直太・高橋潔・肱岡靖明

内容

• S-8共通シナリオの開発・利用と残された課題 RECCA/SOUSEIの方： 情報・意見交換のきっかけとなれば幸いです。 S-8の方： 忌憚のないご意見・ご感想をいただければ幸いです。

S-8共通シナリオの開発・利用と 残された課題

花崎直太、高橋潔、肱岡靖明：日本の温暖化影響・適応策評価のための気候・社 会経済シナリオ、環境科学会誌[研究資料]、25、3、223-236、2012 https://www.jstage.jst.go.jp/article/sesj/25/3/25_223/_article/-char/ja/ 花崎 直太・高橋潔・肱岡靖明・日下博幸・飯泉仁之直・有賀敏典・松橋啓介・三村信男：日本の温暖化影響・適応策評価のための気候・人口・土地利用シナリオ（第２版）、環境科学会誌[研究資料]、印刷中

関連する論文

この発表は上記の論文の要約となっています。 S-8共通シナリオが確定され、花崎ら（印刷中）が投稿されたのは2013年11月で、内容は基本的にこの時点のものです。2014年度以降、国家

適応計画に向けた活動や他の研究プロジェクトの進展などがあり、データの入手可能性などが変化しつつありますので、ご注意ください。

注意

推進費S-8プロジェクト 地球温暖化 → 日本全域への影響 適応策の立案 → 影響の全体像の把握が必要

S-8プロジェクト

水資源 モデル

気候・社会経済の共通シナリオ

自然植生 モデル

農業 モデル

健康 モデル

沿岸防災 モデル

経済的評価手法

共通シナリオの下での物理的影響

共通シナリオの下での経済的影響

共通シナリオがなければ、プロジェクトが成立しない

4

S-8共通シナリオの開発

感染症 モデル

水防災 モデル

適応策

適応策の効果分析

シナリオの要件 条件 背景

1 日本全体をカバー 日本全体は必須。３次メッシュ（1km x 1km）を利用するモデルが多い。

2 複数排出シナリオ・ 複数気候モデル

成り行き社会と低炭素社会の対比は必須。 気候モデルの不確実性も扱いたい。

3 できればSRES排出シナリオよりもRCP排出シナリオで。

世界は新シナリオ（RCP/SSP）で動きつつある。

4 できれば全球モデルでなく、力学的DSされたものを使いたい。

全球モデルを利用して国スケールの影響評価研究している事例が減っている。

5 できれば月単位でなく、日単位未満の情報を使いたい。

空間解像度（1km x 1km）とのバランス。

6 できるだけ現実的な複数の社会経済シナリオを使いたい。

人口などのシナリオは洪水氾濫・土砂崩壊の被害額推定において感度が高い。

5

S-8共通シナリオの開発

S-8共通シナリオ（気候） 第１版 （１年目～）

第２版 （３年目～）

第２版補遺

気候予測 CMIP3 CMIP5

排出シナリオ SRES A1B RCP 2.6/4.5/8.5 RCP4.5

気候モデル MIROC3.2hires MRI-CGCM2.3.2 GFDL CM2.1 CSIRO MK3.0

MIROC5.0 MRI CGCM3 GFDL CM3 HadGEM2-ES

MIROC5.0を TWRFで力学的DS

基準期間 1981-2000

将来期間 2031-2050 2081-2100

2081-2100

6

S-8共通シナリオの開発

参照用 ファイル の配布

ダウンスケール 線形内挿 力学的DS ＋線形内挿

バイアス補正 スケーリング法 飯泉ら(2010)

時間解像度 月 日

空間解像度 ３次メッシュ 花崎ら(2012)、花崎ら(印刷中)

S-8共通シナリオ（人口・土地利用） • 人口シナリオ

– 有賀・松橋（2012）を利用 – 社人研の市区町村別将来人口推計（-2035）の

低位・中位・高位推計を2100まで延長し、 ３次メッシュ(1km x 1km)に落とし込んだもの

– 人口の集中・分散・現状維持シナリオを導入し、 人口３通り×分布３通りで９通り

• 土地利用シナリオ – 加賀（2007）の人口モデルを利用 – 市街地面積のみが人口の関数として変化すると想定し、

３次メッシュ(1km x 1km)で計算したもの – 人口３通り×分布３通りで９通り

S-8共通シナリオの開発

日本の将来人口推計

図1-A：基準年(2010) 図1-B：出生高位死亡低位均一化(2100) 図1-C：出生高位死亡低位変化なし(2100) 図1-D：出生高位死亡低位偏在化(2100)

図1-E：出生中位死亡中位均一化(2100) 図1-F：出生中位死亡中位変化なし(2100) 図1-G：出生中位死亡中位偏在化(2100)

図1-H：出生低位死亡高位均一化(2100) 図1-I：出生低位死亡高位変化なし(2100) 図1-J：出生低位死亡高位偏在化(2100)

図1-K：日本の将来人口推移

S-8共通シナリオの開発

分布：均一化 分布：変化なし 分布：偏在化

人口：大

人口・中

人口：小

２１００

図2-A：基準年(2010) 図2-B：出生高位死亡低位均一化(2100) 図2-C：出生高位死亡低位変化なし(2100) 図2-D：出生高位死亡低位偏在化(2100)

図2-E：出生中位死亡中位均一化(2100) 図2-F：出生中位死亡中位変化なし(2100) 図2-G：出生中位死亡中位偏在化(2100)

図2-H：出生低位死亡高位均一化(2100) 図2-I：出生低位死亡高位変化なし(2100) 図2-J：出生低位死亡高位偏在化(2100)

S-8共通シナリオの開発

日本の将来建物用地推計 分布：均一化 分布：変化なし 分布：偏在化

人口：大

人口・中

人口：小

２１００

年平均気温（℃） 年降水量（-） 海面上昇量(m)

http://www.nies.go.jp/whatsnew/2014/20140317/20140317.html

S-8共通シナリオの利用

シラビソ潜在生育域 （変化率）

ブナ潜在生育域 （変化率）

コメ収量 （変化率）

ヒトスジシマカ分布域（％）

S-8共通シナリオの利用

http://www.nies.go.jp/whatsnew/2014/20140317/20140317.html

CMIP5の気候モデルの選定（１） • CMIP5気候モデルは2013年10月現在49利用可能である。 • この中から４つ程度のモデルに絞り込みたい*。 • このうち、日本の２つのモデルは無条件に当確にする**。

– MIROC5（日本） – MRI-CGCM3（日本）

• あとの２モデルはどれを選べばよいだろうか？

– GFDL CM3（アメリカ・地球流体力学研究所） – HadGEM2-ES（イギリス・ハドレーセンター）

*計算やデータの処理、また表示の都合上、全ての組み合わせは現実的でない **高解像度データの提供や日本を対象とした解析の厚みが期待できるから

S-8共通シナリオの課題

CMIP5の気候モデルの選定（２） • IPCC第５次評価報告書第９章図9-7で「性能評価」されている４２の気候

モデルから、過去の気候(1980-2005)の再現性の高い２２モデルを抽出した。その後RCP8.5の結果が得られない５つのモデルをはずした。

縦軸：気象要素

再現性 低い

再現性 高い

横軸：モデル

例：ACCESSモデルは 青い（再現性が高い）

S-8共通シナリオの課題

CMIP5の気候モデルの選定（３）

MRI-CGCM3 ＋３度超

MIROC5 ＋４度超

HadGEM2-ES ＋５度超

GFDL CM3 ＋６度超

• １７モデル＋２モデル（MIROC5とMRI-CGCM3）の日本付近の気温の20年移動平均を取り、基準年からのRCP8.5シナリオの気温上昇量を求めた。ここで気温上昇量がMIROC5とMRI-CGCM3と異なるGFDL CM3とHadGEM2-ESの２つのモデルを選択した。

S-8共通シナリオの課題

CMIP5の気候モデルの選定（４） • 同様に、１７モデル＋２モデルの日本付近の降水量変化を求めた。４モ

デルにより、２１世紀後期は予測の幅を捉えられる。ただし、２１世紀前期、中期では幅を完全にはとらえきれない。

MRI-CGCM3 中庸低め

MIROC5 中庸高め

HadGEM2-ES 中庸低め⇒低め

GFDL CM3 低め⇒高め

２１世紀前半 振れ幅の上限 （3モデル） が捉えられない

２１世紀中盤 振れ幅の下限 （3モデル） が捉えられない

２１世紀後期 振れ幅はほぼ 捉えられる

S-8共通シナリオの課題

課題１：気候モデル の選び方の高度化

力学的ダウンスケール • 気候シナリオの理想

– ４気候モデル×３排出シナリオの境界条件で領域気候モデルを長期間走らせたい。→全くリソース足りず。

• 実施事項 – 筑波大学日下研究室がMIROC5

(RCP4.5)を境界条件に領域気候モデル WRFを利用して日本全域を力学的ＤＳ

– 日単位、20km解像度の結果を ご提供いただいた。

• 近い将来の期待 – SOUSEIで開発された力学的DSなど。

S-8共通シナリオの課題

出典：気象庁を一部改 課題２：DSのマルチ気候モデル・マルチシナリオ化

人口・土地利用 現在、野生動物への温暖化影響予測の研究を進めています。 データを図示してみたところ、2100年ごろまでに荒地が東京・名古屋・大阪といった大都市域に拡大していくような予測になっている様子がみてとれます。 予測結果がちょっと極端なのではないかと思われますが、 この結果はそのまま用いてしまっても大丈夫でしょうか？

→今回利用したモデルの特性。

プロジェクト関係者から頂いたメール

将来の産業はどう想定されているか？

→人口・都市域以外は将来想定していない。

アドバイザーからの質問

S-8共通シナリオの課題

課題３：社会経済シナリオの整合性・包括性の向上

S-8共通シナリオの達成事項 要件 結果

1 日本全体をカバー 達成 2 複数排出シナリオ・

複数気候モデル 達成（３シナリオ×４モデル）

3 できればSRES排出シナリオよりもRCP排出シナリオで。

達成（RCP2.6/4.5/8.5）

4 できれば全球モデルでなく、力学的DSされたものを使いたい。

一部達成（１シナリオ×１モデル）

5 できれば月単位でなく、日単位未満の情報を使いたい。

一部達成（１シナリオ×１モデル）

6 できるだけ現実的な複数の社会経済シナリオを使いたい。

達成（３シナリオ×３シナリオ） 現実的かの判断は用途による

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まとめ

S-8共通シナリオの残された課題

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まとめ

残された課題 解決の方策 1 気候モデルの選び方の高度

化 指標の取り方・使い方。気候の専門家との連携強化が課題

2 全国力学的DSの複数シナリオ・複数モデル化

技術的には実施可能？専門家と研究資金の確保が課題

3 社会経済シナリオの整合性・包括性の向上

社会経済の専門家との連携強化？

4 シナリオコーディネーションのあり方の検討（策定・利用）

ボトムアップかトップダウンか？

シナリオの記述

• 花崎直太、高橋潔、肱岡靖明：日本の温暖化影響・適応策評価のための気候・社 会経済シナリオ、環境科学会誌[研究資料]、25、3、223-236、2012 https://www.jstage.jst.go.jp/article/sesj/25/3/25_223/_article/-char/ja/

• 花崎 直太・高橋潔・肱岡靖明・日下博幸・飯泉仁之直・有賀敏典・松橋啓介・三村信男：日本の温暖化影響・適応策評価のための気候・人口・土地利用シナリオ（第２版）、環境科学会誌[研究資料]、印刷中 （2013/11/5投稿、2014/7/3受理）

付録：データ

データ配布サイト 付録：データ

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