2016 Fiscal Year Annual Research Report

Effects of large volcanic eruptions on climate and ecosystems: analyses with an Earth system model

Research Project

Project/Area Number	25400472
Research Institution	Japan, Meteorological Research Institute
Principal Investigator	小畑淳気象庁気象研究所, 気候研究部, 主任研究官 (20354508)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田中泰宙気象庁気象研究所, 環境・応用気象研究部, 主任研究官 (50435591) [Withdrawn] 足立恭将気象庁気象研究所, 気候研究部, 研究官 (90354456) [Withdrawn]
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords	火山噴火 / 二酸化硫黄 / 硫酸エアロゾル / ライダーエアロゾル観測 / 日射減少 / 寒冷化 / 陸域植生衰退 / 気候変動
Outline of Annual Research Achievements	火山噴火によるエアロゾル粒子の増加は一時的であるが地表面への日射を遮断し、気温低下・植生衰退などの環境変動を引き起こす。その総合的・定量的理解は今までの観測・古気候研究によると不確かであるため、気象研究所地球システムモデル（大気・海洋・陸域及び生物圏の諸過程を整合性良く組み込んだ数値モデル）を用いた噴火影響評価実験を行い理解を進展させる。本モデルにはエアロゾルモデルが組み込まれており、噴火に伴い放出される二酸化硫黄の酸化による硫酸エアロゾルの生成を計算出来る。27年度までは、過去の巨大噴火の実験を行い、環境への影響を世界平均から各地域まで詳細に解明した。最終の28年度は、近年、気象研究所のライダー（発射レーザー光のエアロゾル粒子からの散乱光受信により粒子の高度分布を遠隔測定する装置）による高精度エアロゾル観測（つくば、ローダー(ニュージーランド)の2地点）の資料が整備されたことを受けて、このライダー観測資料を用い、改めてモデルにおける硫酸エアロゾルの表現を検証した。その結果、観測期間に起こった大規模噴火、即ち、エルチチョン（メキシコ1982年）とピナツボ（ルソン島1991年）の噴火、それぞれについて、噴火後一年以内に見られるエアロゾル粒子の激増をモデルは桁として良く再現している事が確認された。しかし0.5～2倍の尺度で詳細に見ると、増加の極大値についてモデルは過小評価の傾向を持ち、そのため、例えばピナツボ噴火による世界平均0.4℃の寒冷化は、モデルでは0.3℃と弱めに表現されていた。このモデルの過小評価については、モデルに与えた二酸化硫黄噴火放出量の不正確（不足）、エアロゾル粒子の大きさの計算誤差（過大粒子：日射の散乱反射が過小になる一因）など、モデル作成や実験設定における様々な原因が考えられ、最終年度として課題が残る一方で、今後のモデルの改良に役立つ知見が得られた。
Remarks	上記のwebページは気象研究所作成であり、本研究課題の火山噴火実験に用いる気象研究所地球システムモデルの仕組みを紹介している。