【岡山大学】降水粒子による日傘効果・温室効果を全球規模で解明～高精度な中・長期の気候変動予測の実現に期待～
2024（令和6）年 6月 28日
国立大学法人岡山大学
https://www.okayama-u.ac.jp/
＜発表のポイント＞
雲は、太陽から地球に入射する「太陽放射」および地球から宇宙へ射出する「地球放射」を大きく変調させる役割を持ちますが、降水粒子が持つ放射効果については未解明でした。
本研究では、降水粒子の放射効果によるエネルギー収支変化を介した気候応答を調査し、熱帯降水および極域の温暖化に影響が顕著に現れることをメカニズムレベルで解明しました。
本研究の成果は、北極の温暖化の度合いが観測よりも小さいという世界各国の気候モデルに共通する誤差の原因を説明し、より高精度の気候変動予測に貢献することが期待されます。
◆概 要
国立大学法人岡山大学（本部：岡山市北区、学長：那須保友）学術研究院環境生命自然科学学域（理）の道端拓朗准教授は、雨や雪といった降水粒子が地球のエネルギー収支を変調させる効果に着目し、気温・降水量への全球的・地域的な影響についてメカニズムレベルで解明することに成功しました。
雲や大気中の微粒子は、太陽から地球に入射する「太陽放射」および地球から宇宙へ射出する「地球放射」を変調させる役割を持つことがよく知られていますが、降水粒子が持つ放射効果については未解明でした。これは、国内外ほとんどの数値気候モデルが降水を極めて簡素に取り扱ってきたことに起因し、降水粒子は放射に対して“透明”なものとしてモデル化されることが一般的でした。
道端准教授が開発した、降水粒子を精緻に取り扱う世界最高水準の降水微物理スキーム“CHIMERRA”を用いることで、降水粒子が北極域の温室効果に顕著に寄与する役割を持つことが明らかになりました。
本研究成果は、過去・現在・将来の気候を予測する国際プロジェクト「CMIP6」のモデルに共通して見られる、北極温暖化の過小評価バイアスを改善に導く可能性を示唆しています。北極気候の再現性は、日本を含む中緯度の異常気象にも密接に関わっているため、降水粒子の放射効果の導入により中・長期の気候変動予測の高精度化に大きく貢献することが期待されます。
本研究成果は、2024年6月19日午後6時（日本時間）付で、Nature Partner Journalの国際学術誌「npj Climate and Atmospheric Science」に掲載されました。
図1. 気候システムにおける雲・降水粒子が持つ放射効果および地表面気温・降水量への影響を模式的に示した図。
図2. 降水粒子の放射効果を考慮した実験と考慮しない実験の差による（a）大気の断熱放射冷却の変化、（b）降水量の変化、および（c）地表面気温の変化。ドット域は95%信頼度で有意な差を示す。暖色系は正偏差（降水量増加（a, b）もしくは気温上昇（c））、寒色系は負偏差（降水量減少（a, b）もしくは気温低下（c））を意味する。
図3. （a）MIROC6を用いた降水粒子の放射効果の有無の差による北極域の地表面気温への影響、および（b）34のCMIP6モデルによる北極温暖化増幅インデックスの差異。
◆道端拓朗准教授からのひとこと
気候変動予測に用いられる数値気候モデルには、様々な不確実要素があります。その最大の不確実要素の一つである雲・降水過程を大幅に高度化したモデルを開発したことで、従来型の気候モデルでは評価自体ができなかった降水粒子の放射効果の定量化が可能になりました。
今後も気候モデルの物理過程を継続的に高度化し、日本発の高精度気候変動予測・環境変動予測の実現に尽力していきたいと思います。
道端拓朗准教授
◆論文情報
論 文 名：Radiative effects of precipitation on the global energy budget and Arctic amplification
掲 載 紙：npj Climate and Atmospheric Science
著 者：Takuro Michibata（道端拓朗）
D O I：10.1038/s41612-024-00684-4
U R L：https://doi.org/10.1038/s41612-024-00684-4
◆研究資金
本研究は、科学技術振興機構（JST）創発的研究支援事業（JPMJFR206Y）、JSPS科研費（JP23K13171, JP19H05669）、環境省・（独）環境再生保全機構環境研究総合推進費（JPMEERF21S12004）、文部科学省「気候変動予測先端研究プログラム」（JPMXD0722680395）の支援を受けて実施しました。
◆詳しい研究内容について
降水粒子による日傘効果・温室効果を全球規模で解明～高精度な中・長期の気候変動予測の実現に期待～
https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r6/press20240619-3.pdf
◆参 考
・岡山大学 学術研究院 環境生命自然科学学域（理） 雲物理気候学研究室
https://www.okayama-u.ac.jp/user/comets/
・岡山大学 理学部 地球科学科
https://www.okayama-u.ac.jp/user/earth/index.html
◆参考情報
・JST 創発的研究支援事業
https://www.jst.go.jp/souhatsu/
岡山津島キャンパス（岡山市北区）
◆本件お問い合わせ先
＜研究に関すること＞
岡山大学 学術研究院 環境生命自然科学学域（理）准教授 道端拓朗
〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中3-1-1 岡山大学津島キャンパス
TEL：086-251-7884
https://www.okayama-u.ac.jp/user/comets/
＜JST事業に関すること＞
科学技術振興機構 創発的研究推進部 東出学信
TEL：03-5214-7276
https://www.jst.go.jp/souhatsu/
＜岡山大学の産学官連携などに関するお問い合わせ先＞
岡山大学研究・イノベーション共創機構 産学官連携本部
〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟
TEL：086-251-8463
E-mail：sangaku◎okayama-u.ac.jp
https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/
岡山大学メディア「OTD」（アプリ）：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000011.000072793.html
岡山大学メディア「OTD」（ウェブ）：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000215.000072793.html
岡山大学統合報告書2023：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001926.000072793.html
岡山大学SDGsホームページ：https://sdgs.okayama-u.ac.jp/
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岡山大学Image Movie (YouTube)：https://youtu.be/pKMHm4XJLtw
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