乙部です。
以下のセミナーは中継するつもりです。気になる人は５１７号室に集合。聞きたいことがあれば
僕まで。誰でも参加してかまいません。
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惑星大気研究会 オンラインセミナー 第 83 回
日時: 2016 年 10 月 31 日 (月) 16:30 - 18:00
場所: 神戸大学 自然科学総合研究棟 3 号館 508 号室
(508 号室には 506 号室から入室してください)
接続を希望される方は, wtk-staff (at) gfd-dennou.org (高橋)
までご連絡ください.
講演者:
樫村博基 (神戸大)
講演タイトル:
成層圏SO2注入による気候工学の強制とフィードバック：GeoMIP G4実験の解析
講演要旨:
気候工学（geoengineering）とは「人為的な気候変動の対策として
行う意図的な惑星環境の大規模改変」のことを言う。地球温暖化に対
抗するための気候工学の手法は、太陽放射の一部を人為的に宇宙空間
に反射させて地表に降り注ぐ放射量を減らす方法（Solar Radiation
Management; SRM）と大気中の二酸化炭素を取り除く方法（Carbon
Dioxide Removal; CDR）に大別される。SRMの中で最も有力な方法の
１つが、成層圏エアロゾル注入である。これは、例えば1991年のピナ
ツボ山のような大規模な火山噴火を模して、成層圏に硫酸塩エアロゾ
ルを注入・散布することで、大気の太陽放射反射率を増加させて、地
表が受け取る短波放射量（正味地表短波放射）を減らし、地表気温を
下げようとするものである。気候工学に関するモデル相互比較計画
（Geoengineering Model Intercomparison Project; GeoMIP）では、
地球システムモデルを用いた気候工学数値シミュレーションの相互比
較実験が実施されている。
本研究では、成層圏エアロゾル注入に関するやや現実的な実験設定
のGeoMIP-G4実験について解析する。G4実験は、地球温暖化シナリオ
の１つRCP4.5実験を基準（比較対象）として、その上で2020年から
2070年までの間、毎年5 Tg（1991年ピナツボ山噴火の約1/4に相当する）
の二酸化硫黄（SO2）を赤道下部成層圏に注入するという想定の実験で
ある。ただし、成層圏エアロゾル注入の再現方法は統一されておらず、
SO2から硫酸塩への化学反応過程や核形成・凝集成長などの微物理過程
をモデル化して陽に解くモデルもあれば、単に1991年のピナツボ山噴
火後の成層圏のエアロゾルの光学的深さ（Aearozol Optical Depth;
AOD）をもとに作られた規定のAODを境界値データとして与えるだけの
モデルもあり、実験結果の比較には工夫を要する。また、成層圏エア
ロゾル注入によって地表（対流圏）の気温が低下することで、少なく
とも雲量・水蒸気量・地表面アルベドが変化すると考えられる。これ
らは短波の反射や吸収に影響するため、SRMの効果に対してフィード
バックを与える。
そこで本研究では、G4実験における各モデルのSRM強制とフィード
バック効果を分離して求めるために、１層大気を仮定した短波放射伝
達モデルを応用する。すなわち、GeoMIPで提供されている物理量であ
る大気上端（Top Of the Atmosphere; TOA）と地表面における短波の
下向き・上向き放射量（全天および晴天）から、晴天大気の短波反射
率・吸収率、雲の効果、地表面アルベドを求める。そして、それぞれ
の変化量（G4 － RCP4.5）の、正味地表短波放射の変化量に対する寄
与を求めることで、SRM強制と各フィードバック効果を見積もる。こ
の際、晴天大気の反射率の変化は成層圏エアロゾルによるもの、吸収
率の変化は水蒸気量の変化によるものであると仮定している。
解析の結果、SRM強制の大きさは全球・時間平均値でおよそ－3.6
から－1.6 W/m2 と、モデルごとのバラツキが大きいことが示された。
また、SO2から硫酸塩への化学・微物理・輸送過程を陽に計算したモ
デルの方がSRM強制が大きく、規定のAODでは毎年5TgのSO2注入による
SRM強制としては過小評価であることが示唆された。雲量と水蒸気量
の変化に伴うフィードバックはともに、+0.5から+1.5 W/m2程度の加
熱効果であった。ただし、水蒸気量の変化の効果は、地表気温の変化
量とほぼ比例（気温低下が大きいほど加熱効果も大きい）しているの
に対して、雲量変化の効果は気温低下量と相関が低く、その振る舞い
はモデル間で一貫していない。一方、地表アルベドの変化は冷却効果
のフィードバックをもたらすものの、その大きさは（全球平均値で見
る限りは）小さい。
以上の結果から、成層圏エアロゾル注入による気候工学のシミュ
レーション（G4実験）において、SRM強制そのもののバラツキが大き
いこと、そしてSRM強制は雲量・水蒸気量・地表アルベドの変化がも
たらすフィードバックによって、地表では半分程度に減じうることが
示された。