2019 Fiscal Year Annual Research Report
Uncertainty in tropospheric cloud adjustment and instantaneous radiative forcing
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17K05657
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
小倉 知夫 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主任研究員 (10370264)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 気候変化 / 放射強制力 / 対流圏調節 / 気候感度 / 雲 / 降水 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大気中のCO2濃度増加に伴う気候変化を全球気候モデル(GCM)を用いた数値シミュレーションで予測する際、問題となるのは、地表気温の上昇幅が複数のGCM間でばらつくことである。こうしたばらつきが生じる一因として、雲の対流圏調節の重要性が指摘されている。雲の対流圏調節とは、CO2増加がもたらす大気中の放射加熱（瞬時放射強制力）により、地表気温が上昇する前に対流圏の雲が変化する現象を指す。一般的には雲の面積が減少するが、その減少幅がGCM間でばらつくため、地表気温の上昇幅にもばらつきが生じることが知られている。
なぜ、雲の対流圏調節がGCM間でばらつくのか。近年、提唱された仮説によると、CO2の増加による瞬時放射強制力がGCM間でばらつくことが一因とされている。この仮説を検証するため、本研究では５つのGCMを用いて数値実験を行った。まず、１）５つのGCMで雲の対流圏調節を診断し、各GCMの出力を標本とした。次に、２）５つのGCMでCO2濃度4倍増による瞬時放射強制力を診断し、それを１つのGCMに境界条件の熱源として与えて雲などの応答を診断した。そして、各熱源に対して得られた応答を標本とした。最後に、標本間のばらつきを１）と２）で比較した。
その結果、１）のばらつきと２）のばらつきの間には相関があり、前者を後者である程度説明できることが分かった。例えば、大気上端の雲放射効果に注目すると 相関係数は0.96であった。このような相関が生じる仕組みを調べたところ、瞬時放射強制力による加熱が対流圏下層で強く加わるGCMでは下層雲の減少が顕著であり、雲放射効果が正に大きくなることが分かった。逆に、対流圏上層に加熱が強く加わるGCMでは上層雲の減少が顕著となり、雲放射効果が負に大きくなる様子が見られた。以上の結果は仮説と整合的であり、仮説に対する信頼性は高まった。
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[Journal Article] Description and basic evaluation of simulated mean state, internal variability, and climate sensitivity in MIROC62019
Author(s)
Tatebe, H., T. Ogura, T. Nitta, Y. Komuro, K. Ogochi, T. Takemura, K. Sudo, M. Sekiguchi, M. Abe, F. Saito, M. Chikira, S. Watanabe, M. Mori, N. Hirota, Y. Kawatani, T. Mochizuki, K. Yoshimura, K. Takata, R. O’ishi, D. Yamazaki, T. Suzuki, M. Kurogi, T. Kataoka, M. Watanabe, and M. Kimoto
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Journal Title
Geoscientific Model Development
Volume: 12
Pages: 2727-2765
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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