温暖化に伴う熱帯上層雲の高度の変化が上層雲を減らして温暖化を弱める ―マイクロスケールの物理が温暖化予測に与える影響―

2021年9月22日

海洋研究開発機構
東京大学 大気海洋研究所

国立研究開発法人海洋研究開発機構 地球環境部門環境変動予測研究センター及び国立大学法人東京大学大気海洋研究所の研究グループは、スーパーコンピュータ「地球シミュレータ」等を用いて全球雲解像モデル「NICAM」による高解像度数値シミュレーションを実施・解析した結果、地球が温暖化すると熱帯域の対流圏上部に広がる雲（以下「上層雲」という。）の中でミクロなスケールで変化が起こることで上層雲を減少させることを示しました。

世界平均気温は1970～2019年の50年間で、最近2000年の間のどの50年よりも速いペースで上昇しています。これは人間の活動による温室効果ガスの増加が主な原因であるものの、将来の温暖化予測には依然として不確実性が存在しています。特に温室効果がある熱帯上層雲に関する不確実性が指摘されていますが、従来の気候予測研究で用いられている数値モデルでは、計算機資源の問題から雲の内部プロセスは人為的な仮定に基づいて計算されており、不確実性の要因となっていました。

本研究では、マイクロスケールの雲粒子成長プロセス（以下「雲微物理過程」という。）を直接計算するシミュレーションを実施・解析することで、上層雲のライフサイクルには３つの雲微物理過程（重力沈降過程、雲粒子間の衝突併合過程、雲粒子と水蒸気の昇華過程）が重要であることを示しました。また、温暖化に伴って上層雲高度の気圧が低下することで上述の３つプロセスが促進され、結果として上層雲が減少することがわかりました。上層雲は地球から宇宙への赤外放射を妨げる温室効果を持つ事で知られています。したがって、このことは雲微物理過程が温暖化時に上層雲を減らし、温室効果を弱めることで温暖化を弱める働きをすることを示しています。

この結果は雲微物理過程のなかでもこれまで注目されてこなかったプロセスとその性質が、温暖化予測に影響を与えうることを強く示唆しています。

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　　海洋研究開発機構プレスリリース（2021年9月22日）