[A-CG34] 地球規模環境変化の予測と検出

[ACG34-04] 2100年を超える地球システムの長期応答とティッピングエレメント

*横畠 徳太¹、メルニコワ イリーナ¹、林 未知也¹、塩竈 秀夫¹、山本 彬友²、鈴木 立郎²、草原 和弥²、釜江 陽一³、佐藤 雄亮⁴、羽島 知洋²、河宮 未知生²、仁科 一哉¹、高尾 信太郎¹、廣田 渚郎¹、吉森 正和⁵ (1.国立環境研究所、2.海洋研究開発機構、3.筑波大学、4.韓国科学技術院、5.東京大学)

キーワード：地球システムモデル、ティッピングエレメント

パリ協定以降、気候緩和の取り組みが進んでいる。世界の温室効果ガス排出量は増加しているが、その増加スピードは、2010年代に比べて緩くなってきている。パリ協定のもとで、世界各国は NDC を宣言し、宣言された内容がすべて実現した場合には、2度目標が達成されるという予測もある。しかしながら、各国が宣言している NDC の実現可能性に関して考えると、ネットゼロ達成の法律や政策が実際に整備されていないなど、目標実現までの道のりは必ずしも容易ではない。世界各国が NDCを実現できるかどうかの信頼性を考慮すると、21世紀中にネットゼロを達成することが非常に難しいとの推定結果もある。このため、21世紀中にネットゼロ排出が達成されない場合には、21世紀以降も気候変動が続く可能性がある。

温室効果ガスに対する地球システムの応答は、様々な特性や時間スケールをもち、海洋や陸面の深層部にまで影響が及ぶ場合には、応答の時間スケールが長くなる。様々な特性を持つ地球システムの応答のうち、人間社会に大きな影響を及ぼす要素として着目されているのがティッピングエレメントである。不可逆な変化を引き起こす可能性のあるティッピングエレメントは、幅広い時間スケールの応答を含み、100年以上の時間スケールを持つものが大半である。このことからも、2100年以降に生じる気候変動を考慮することは非常に重要である。

しかしながらIPCC 評価報告書やこれまでの気候変動研究では、2100年までの社会経済シナリオに基づいた将来予測が分析されており、2100年以降の気候変動について議論されることがほとんどない。21世紀以降も気候変動が続き、地球システムがティッピングポイントを超える可能性を考えると、2100年以降の気候や地球システムの変動を分析し、人間社会や生態系に与える影響を評価することが非常に重要である。2100年を超える気候変動に関してのこれまでの研究では、専門家判断に基づく０次元簡易モデルによる分析や、簡易気候モデルによる分析がなされているが、複雑なプロセスを考慮した地球システムモデルによる研究は、ほとんど行われていない。

そこでこの研究では、地球システムモデル MIROC-ES2L (Hajima et al. 2020, Geoscience Model Development) を利用した長期的な地球システム変動について分析する。この際、共通社会経済経路 (Shared Socio-Economic Pathways, SSP) を2500年まで延長したシナリオを利用した将来予測を行う。シナリオとしては、ネットゼロ排出が21世紀中に実現される低排出シナリオ（SSP119/126/434）、21世紀中に排出実現が進むが、ネットゼロ排出は達成されない中排出シナリオ（SSP245/460）、排出量が増加し続ける高排出シナリオ（SSP370/585）、一旦気温が上昇し2度目標を達成するオーバーシュートシナリオ（SSP534os）を利用する。得られた実験結果の大気・海洋・陸域における様々な要素の分析を行うことにより、ティッピングエレメントを含めた、地球システムにおける様々な要素の間の相互作用について分析を行う。また、シナリオ間の比較を行うことにより、気候緩和を行わない場合の長期的な気候変動について分析し、人間社会や生態系への影響について議論する。これまでに十分示されていない、2100年を超える気候変動に関しての総合的な知見を示すことにより、気候緩和策の重要性を社会に伝えることが大きな目標である。