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下層雲が繋ぐ温暖化時の気温と降水量の変化

2018/09/18

東京大学大気海洋研究所の渡部雅浩教授、筑波大学生命環境系の釜江陽一助教らの研究チームは、気候システムおよび大気のエネルギー収支に関する考察から、大気下層の雲の変化が 2 つの感度を関連付けるという仮説を提唱し、それを東京大学・国立環境研究所などで共同開発された日本の気候モデルである MIROC5.2を用いたシミュレーションで確かめました。

この新しく特定されたメカニズムでは、下層雲が温暖化時に減少すると日射の反射が減少することで正の雲フィードバックをもたらし、平衡気候感度が大きくなる一方、大気から出てゆく余剰な赤外エネルギーも減少するために、大気のエネルギーバランスから降水量の増加が小さくなります。シミュレーションから、こうした平衡気候感度と水循環感度の反比例関係が明瞭に見出されました。さらに、CMIP5 の 25 の気候モデルでも、同様の雲の働きがあることが分かりました。これに、衛星観測による放射データを組み合わせることで水循環感度を制約することを試み、降水量の増加は CMIP5 気候モデルのシミュレーションから直接推定される値よりも約 30%も小さくなるという結果が得られました。

図 温暖化に対する下層雲の応答が、平衡気候感度と水循環感度を結びつけるメカニ ズム。(a)平年の状態では、下層雲は日射を反射することで(日傘効果)地表面を冷やす一 方、弱い温室効果をもつ(正味では冷却が勝っている)。(b) 温暖化時に下層雲が減ると、 日傘効果が弱まることで正の雲フィードバックが強まり、これは平衡気候感度を上昇させ るように働く。同時に、雲の温室効果減少に伴って、大気からの長波放射増加(大気を冷 却する)が抑制され、それとバランスすべき蒸発の増加(すなわち降水の増加)も抑制さ れる。

 

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