重点1 地球温暖化研究プログラム（平成 20年度）
Priority Programs 1 [Climate Change]

研究概要

[目的]
本研究プログラムでは、人為起源の排出による温室効果ガスの大気中濃度の増加による地球温暖化とそれに伴う気候変化、その人類や地球の生態系に及ぼす影響について、その実態を把握し、その機構を理解し、将来の気候変化とその影響を予測する技術の高度化を図り、予測される気候変化とその影響を具体的にかつ不確実性を含めて定量的に示すと同時に、脱温暖化社会の実現に至る道筋を明らかにすることにより、地球温暖化問題の解決に資することを目的とする。
[目標]
温暖化とその影響に関するメカニズムの理解に基づいた、将来に起こり得る温暖化影響の予測のもとに、長期的な気候安定化目標及びそれに向けた世界及び日本の脱温暖化社会のあるべき姿を見通し、費用対効果、社会的受容性を踏まえ、その実現に至る道筋を明らかにすることを全体目標とし、以下のサブ目標を置く。
サブ目標１　温室効果ガス濃度予測の高度化や排出インベントリの検証のため、温室効果ガスのグローバルな長期的濃度変動のメカニズムや地域別収支、温暖化影響を解明する
サブ目標２　衛星観測により二酸化炭素及びメタンのカラム濃度のグローバルな時間・空間変動を把握し、二酸化炭素の収支変動を高精度で推定することにより、温室効果ガス削減戦略に貢献する
サブ目標３　極端現象を含む将来気候変化とその自然生態系・人間社会への影響を高精度で予測できる気候モデル・陸域炭素モデル・影響モデルの開発と統合利用を行い、多様な排出シナリオ下での全球を対象とした温暖化リスクを評価する
サブ目標４　脱温暖化社会の実現に至る道筋を明らかにするために、ビジョン・シナリオ作成、国際政策分析、対策の定量的評価の連携による温暖化対策を統合的に評価する
サブ目標５　IPCC等への参画を通じて国際貢献を図るとともに、アジア太平洋の発展途上国における人材育成と対策強化を支援するため、プログラムで開発した観測・評価手法等のノウハウを提供する

研究の性格

• 主たるもの：-
• 従たるもの：

全体計画

本プログラムは、４つの中核研究プロジェクトの他、いくつかの関連プロジェクト、並びに地球環境研究センターが知的研究基盤の整備事業の一環として行う地球温暖化関連のモニタリング、データベース、研究の総合化・支援に係る事業から構成される。
中核研究プロジェクトの研究課題は以下の通りである。
（１）温室効果ガスの長期的濃度変動メカニズムとその地域特性の解明
（２）衛星利用による二酸化炭素等の観測と全球炭素収支分布の推定
（３）気候・影響・土地利用モデルの統合による地球温暖化リスクの評価
（４）脱温暖化社会の実現に向けたビジョンの構築と対策の統合評価

20年度に実施する関連研究プロジェクトの研究課題は以下の通りである。
（１）過去の気候変化シグナルの検出とその要因推定
（２）高山植生による温暖化影響検出のモニタリングに関する研究
（３）太平洋小島嶼国に対する温暖化の影響評価
（４）温暖化に対するサンゴ礁の変化の検出とモニタリング
（５）温暖化の危険な水準と安定化経路の解明

重点研究プログラムにおけるその他の活動として、以下の地球環境研究センター事業を行なう。
１．地球温暖化に係る地球環境モニタリング
（１）大気・海洋モニタリング
（２）陸域モニタリング
２．地球温暖化に係る地球環境データベースの整備
３．GOSATデータ定常処理運用システム開発・運用
４．地球温暖化に係る地球環境研究の総合化・支援
（１）グローバルカーボンプロジェクト事業支援
（２）地球温暖化観測連携拠点事業支援
（３）温室効果ガスインベントリ策定事業支援

今年度の研究概要

中核研究プロジェクトとして、以下の研究を行う。
（１）温室効果ガスの長期的濃度変動メカニズムとその地域特性の解明
1) 航空機、定期船舶を用いた温室効果ガス観測網を整備する。航空機では定期路線を用いたアジア、ヨーロッパへの航路上の二酸化炭素連続観測を安定的に継続し、採取された大気試料の分析を行う。民間船舶を用いた大気観測では日本−オセアニア、日本−北アメリカに加え、開始したアジア路線の観測を継続する。波照間、落石の観測ステーションではフロン等を含め酸素、炭素同位体比など高頻度観測を継続する。アジアや北域での新たな地上観測サイトの展開を検討する。
2) 観測網を利用しアジア−太平洋地域の温室効果ガスの分布変化を検出し、トレーサーとなり得る酸素や同位体等の緯度毎の経年変動等から、温室効果ガスのグローバルな収支変化と気象・気候とを関連づける。また、大気輸送モデルを用いて各地の観測データを解析し、発生源と観測値の関係を検討する。
3) 日本からニュージランドまでの西太平洋及び北太平洋における海洋の二酸化炭素分圧観測を継続する。日本や中国、シベリアの陸域生態系における二酸化炭素等の吸収量の観測及び収支推定の方法論の研究を行う。土壌有機炭素による温暖化フィードバックに対する応答性を数箇所の森林生態系で実験的に調査する。また、アジアの熱帯域での観測も継続する。

（２）衛星利用による二酸化炭素等の観測と全球炭素収支分布の推定
1) 短波長赤外波長域での測定に関して、巻雲やエアロゾルの存在する様々な大気条件下での取得データに対応するデータ処理手法の精緻化と高速化を行い、それらにより導出される二酸化炭素及びメタンカラム濃度値の誤差評価を行う。また、偏光観測データの利用手法の高度化を図る。
2) 衛星観測データを検証するための地上設置高分解能フーリエ変換分光器の測定精度を評価するため、大気パラメータの航空機による直接測定や地上設置機器等による同時観測データと比較する評価実験を実施する。また、衛星搭載センサーと類似仕様の地上モデルセンサーを用いて分光観測を行い、その導出結果の評価を行う。特に偏光データの利用手法と地表面気圧導出手法の妥当性の確認と評価を行う。
3) 二酸化炭素の空間分布を求めるフォワード計算及び二酸化炭素の地域別収支算出のためのインバース計算に必要な大気輸送モデルのテストと調整を完了する。また、濃度導出に必要な二酸化炭素及びメタンの地表面フラックスのデータセットを整備する。更に、全球の炭素収支分布を推定するインバースモデルシステムについて、地表面観測データを利用してのテストを行う。

（３）気候・影響・土地利用モデルの統合による地球温暖化リスクの評価
1) 気候モデルについて、モデルの改良ならびに次期モデル実験の準備をほぼ完了するとともに、予測の不確実性を考慮した確率的気候変化シナリオの開発を進める。また、極端現象の発生メカニズム及び土地利用変化・灌漑が気候に与える影響を調査する。
2) 影響モデルについて、影響評価の不確実性を明示的に表現するための手法の開発を進める。また、水資源及び農業影響モデルを高度化するとともに、気候モデルとの結合作業を進める。さらに、専門家やメディアとの意見交換等により地球温暖化リスクの全体像の整理を進める。
3) 陸域生態・土地利用モデルについて、陸域生態モデルの高度化及び土地利用変化モデルの開発を進めるとともに、ＩＰＣＣの新しいシナリオ開発プロセスに対応して、次世代気候モデル実験の入力条件となる詳細な空間分布を持つ排出・土地利用変化シナリオの開発を行う。

（４）脱温暖化社会の実現に向けたビジョンの構築と対策の統合評価
1) 低炭素社会を実現するための具体的な方策や対策を組み合わせた一連の施策群を収集し、誰がいつどこで何をすればよいかのヒントを与えるパッケージ集を作成する。また、目標達成にどの施策・施策パッケージを実施するのが適当かを提示するため、従来のバックキャストモデルを改良し、低炭素社会への道筋を検討する。さらにアジアの新興国・途上国や欧米の研究機関と協力して低炭素社会づくりの政策対話を推進する。
2) これまでの研究成果をふまえ、次期国際枠組みに関する具体的かつ詳細な制度提案をまとめるとともに、COP13バリ会合（2007年12月）以降本格化した次期枠組み交渉における、我が国の政策決定に資する情報を提供する。また、次期枠組みに関する第４回アジアワークショップ会合（ニューデリー）を開催し、アジア諸国にとってはいかなる国際制度が望ましいのか、を中心に議論する。同時に、アジア各国内の能力増強の具体的方策を検討する。
3) ＩＰＣＣ第4次評価報告書の成果をもとに、簡易気候モデルであるAIM/Climateのパラメータの調整、新たなモジュール（炭素循環フィードバック）の付加、分析対象年次の延長（ＩＰＣＣ新シナリオの想定に基づいて2300年まで）などの改良作業を行う。また、世界経済モデルの改良と、 AIM/Climateとの連携を通じて、ＩＰＣＣの第５次評価報告書に向けた新シナリオの開発に着手する。さらに、これまでに開発してきた国別モデルや世界技術選択モデルを対象に、データの更新や温暖化に関する既存の政策課題を評価することが可能となるようにモデルの改良を行い、わが国における温暖化対策の評価を行う。