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パリ協定における緩和目標と温度目標の定量的関係

電力中央研究所筒井純一

2016年9月5日「1.5℃に抑える努力の追求（パリ協定）」研究者集会

概要• パリ協定の要点と長期緩和目標の科学的背景• IPCC WG3 AR5のシナリオデータベースの特徴• 低排出シナリオの排出・吸収バランスの試算• 緩和シナリオ評価における論点

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国際研究プログラム気候モデル比較各種の影響評価社会経済シナリオ作成

IPCCWG1: 気候科学WG2: 影響評価WG3: 緩和策

UNFCCC/パリ協定温度目標：2～1.5℃緩和目標：今世紀後半に排出と吸収を均衡

5年毎の総括とNDC提出

国内対策温暖化対策計画環境基本計画適応計画など

国内研究プログラム（文科省・気象庁、環境省、ほか関係省庁の研究事業など）

地球温暖化の研究が各種対策の計画策定に反映されるプロセス

パリ協定の要点• 全ての締約国は、地球温暖化の脅威への世界的な対応強化（協定の目的）の貢献を自ら決定し（自国決定貢献：NDC）、必要な国内措置を講じる義務を負う 各国の実施状況は情報提供とレビューの対象、NDCは5年毎に改訂

• 緩和、適応、支援を含めた世界全体の取り組み状況を総括するグローバル・ストックテイクを2023年から5年毎に実施（緩和は2018年から） 各国の行動が全体として協定の目的と長期目標の達成に向かうようにする仕組み

シナリオイニシアティブの役割• 地球温暖化研究における分野横断的な情報共有と研究協力を促進する研究活動• 今後は政策指向の研究成果創出が求められることを意識すべきか？

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緩和目標（今世紀後半の人為的な排出と吸収の均衡）の科学的背景

温度上昇と累積CO2排出量の近似的な比例関係（AR5の新知見）• 海洋の二つの効果（温度上昇を遅らせる効果と、大気CO2濃度を下げる効果）が温度の変化を相殺する関係にあり、正味ゼロ排出の状態で、ほぼ一定の温度上昇が続く

• 温度上昇は累積的なCO2排出量に依存し、両者が近似的に直線関係にあることが多くの気候モデル計算の結果で示されている

• WG3 AR5で評価された多数のシナリオも同様の関係にある

示唆と論点• 世界平均の温度上昇を2℃程度に抑えるには、800 GtC（2930 GtCO2）くらいが上限（計算上では、現時点であと約25年分）

• 比例関係は、非CO2要因や自然変動の影響があって、必ずしも明確ではない• 温度上昇に関する不確実性は非常に大きい上、非CO2要因の効果を安全側に設定した（より厳しいCO2削減を課す）評価と見られる

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WG3 AR5シナリオデータベースCO2排出量 CO2濃度 温度変化

AIM-Enduse 41 0 0BET 23 0 0DNE21+ 32 0 0EC-IAM 21 21 0ENV-Linkages 17 0 0GCAM 124 124 124GEM-E3-ICCS 11 0 0GRAPE 14 14 0GTEMREF32 4 4 0IMACLIM 53 0 0IMAGE 75 75 67MARIA 5 0 0MERGE 92 91 80MESSAGE 140 140 129MiniCAM 15 15 0POLES 75 0 0Phoenix 26 0 0REMIND 130 130 124SGM 7 7 0TIAM 53 53 0TIMES-VTT 6 6 0WITCH 127 127 0WorldScan 8 0 0合計 1099 807 524

CO2排出量 CO2濃度 温度変化AME 66 55 23AMPERE2 248 178 160AMPERE3 130 79 63EMF22 70 69 0EMF27 350 203 122GEA 42 42 42LIMITS 84 72 48RCP 4 4 4RoSE 105 105 62合計 1099 807 524

データ出典：https://tntcat.iiasa.ac.at/AR5DB/世界合計CO2排出量が得られるシナリオ・モデルを集計（化石燃料起源のみは除く）濃度と温度はMAGICC6の中央値が得られているものを集計

研究プロジェクト別シナリオ数

統合評価モデル別シナリオ数

赤字は日本のモデル

• 多数の統合評価モデルで作成された約1200本のベースラインと緩和のシナリオ

• WG3 AR5のシナリオ分類表を通じたUNFCCCへの影響大

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化石燃料起源の累積CO2排出量で整理したAR5シナリオDBの特徴

• 2℃前後のシナリオに分析が集中 1.5℃レベルの情報は非常に少ない

• シナリオ情報が得られるのは2100年まで UNFCCC目標は2100年というわけではない 気候安定化の評価が定まらない（特に負排出で終わるシナリオの場合）

• 濃度と温度の計算はMAGICC6で統一 温度評価は一部のモデル出力に限定か？ WG3 AR5のシナリオ分類表の作成過程は透明性が低い印象

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2℃前後に収まる「排出・吸収バランス」の試算

RCP4.5とRCP2.6に相当するCO2排出量と非CO2強制力を基に簡易モデル（CMIP5平均準拠）で試算した、CO2の人為的な排出と人為的な吸収の均衡（図中の正味人為排出ゼロ）、およびCO2の人為的な排出と自然・人為を合わせた吸収の均衡（図中の大気CO2増加ゼロ）の比較。CO2排出量は正味ゼロ以上、非CO2強制力は増加後に一定で推移する条件。a–d: 人為起源の正味累積CO2排出量に対応する大気・海洋・陸域別の炭素蓄積量、e: CO2の正味年排出量、f: 非CO2強制力、g: 全球平均気温の変化。

2100年以降を考慮すると、RCP2.6相当の正味人為排出ゼロの場合がパリ協定の目標と整合的

創生テーマB 2015年度報告

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非CO2要因は前記RCP2.6相当と同じ設定。右端のボックスプロットは、CMIP5モデルの気候感度のばらつきを反映した多数の計算結果を温度上昇の順に並べた場合の下位から5, 25, 50, 75, 95%の範囲。確率論的評価はTsutsui (Climatic Change, in revision)に基づく。CO2排出量の削減年率は、それぞれ4.5%と2.3%。1850–2160年の累積排出量は、それぞれ880 GtCと1110 GtC。

論点1：気候応答の不確実性

• CMIP5の範囲は「2℃適合」と「2℃ 50%」（RCP2.6とRCP4.5の中間、図中のZ650）の予測幅の大半が重なる程大きい そもそも「1.5℃」はどのような達成確率、時期で定義されるのか

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論点2：負排出の可能性

• CMIP5（あるいはMAGICC6）中央値の気候応答の場合、1.5℃レベルでは、相当量の負排出（もしくは気候工学的手法）が避けられない オーバーシュート型パスの総合的理解が必要 2100年以降の持続可能性も考慮すべきではないか

AR5シナリオDBの低排出パスの傾向

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論点3：非CO2要因の定量的評価

• 正味CO2排出がゼロに近づくにつれて、非CO2要因の寄与が相対的に増大 BECCS以外の革新技術は本格的に検討されていない

6ページの図e–gと同様、ただし非CO2強制力が増加後に定率（2%/年）で減少する場合を加えて比較。a, c, e: RCP4.5相当、b, d, f: RCP2.6相当。

創生テーマB 2015年度報告

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議論：今後の研究、1.5℃レポートへの貢献

「1.5℃」の時間スケールと達成確率に関する情報の拡充 遠い将来の想定に限界がある社会経済の見通しと、2100年は通過点に過ぎない気候安定化との折り合いのつけ方

UNFCCCとの距離感、シナリオイニシアティブの役割

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以下はシナリオイニシアティブに関する補足

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地球温暖化研究における分野横断的な情報共有と研究協力を促進する研究活動

文科省事業の気候変動リスク情報創生プログラムのサブテーマが事務局の役割

活動自体は研究プログラムの枠を越えた研究者間の自発的な取り組み

正式名称：気候変動プロジェクト間のシナリオに関する協力イニシアティブ（エネ総工研黒沢さん命名）

シナリオ・イニシアティブとは

シナリオ：一貫性のある仮定に基づいて妥当性のある将来の発展を記述したものパス(pathway)：一定期間にわたる変化を経て到達したレベル（CO2濃度など）とそのレベルに至るまでの道筋

シナリオ要素：CO2等の排出量や濃度、その前提となる社会経済の諸条件、その結果起こる気候の変化・影響

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排出量と社会経済シナリオ(WG3)

放射強制力

気候予測(WG1)

影響、適応、脆弱性評価(WG2)

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IPCC第4次報告（2007年）までの逐次アプローチ

代表濃度パス(RCP)と放射強制力のレベル

気候、大気、炭素循環予測(WG1)

排出量と社会経済シナリオ(WG3)

影響、適応、脆弱性評価と緩和策分析(WG2, 3)

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2a 2b

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活動の背景：シナリオ研究のアプローチの変化IPCC第5次報告（2013–14年）に

向けた並行アプローチ

WGはIPCC作業部会、矢印は情報の流れ、並行アプローチの4は情報の統合とフィードバック出典：Moss et al. (2007) IPCC Expert Meeting Report: Towards New Scenarios

アプローチの変化とともに、シナリオ作りの主体がIPCCから研究コミュニティに移り、分野間の連携がより重視されるようになった。

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IAM: Integrated Assessment Modeling（統合評価モデリング）（エネルギー・土地利用・経済・気候の統合評価モデル）

CM: Climate Modeling（気候モデリング） IAV: Impacts, Adaptation, and Vulnerability（影響、適応、脆弱性）

出典：Moss et al. (2010, Nature)

活動の背景：分野間連携の重要性増す

国際的なモデル間比較プログラムが主導

各分野の評価対象や前提条件は相互に依存

各種のシナリオ情報が連携基盤

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新シナリオ作りは、SSP・強制力マトリックスでのシナリオ情報の作成と共有• SSPの軸：緩和と適応の困難度(challenge)が異なる世界発展5種• 強制力の軸：RCP（代表濃度パス）を拡張した複数の緩和レベル

統合評価モデルが重要な役割、影響評価研究に共通の前提条件を提供 気候モデル分野はScenarioMIP（シナリオモデル相互比較プロ）で貢献 一連の過程で分野間の協力と情報共有が促進、個別研究の一貫性が高まる

活動の背景：SSPを基盤とするシナリオ作りSSP: Shared Socio-economic Pathway(s)（共有社会経済パス）

SSP・強制力マトリックスの概念van Vuuren et al. (2014)とO'Neill et al. (2016)に基づいて作成。白抜きの長方形は、RCPの強制力とSSPの組み合わせに対応する位置。評価対象の強制力はRCPの4種以外にも設定される。黒丸は、統合評価モデル等で定量化されるシナリオの例。矢印は、評価対象のシナリオと、その基準となるリファレンスシナリオのつながりを示す。気象学会「天気」新用語解説（2016.07）

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年2–3回の情報交換会議や研究集会を通じた異分野間の研究交流の場 互いの研究手法の理解を深め、共通基盤としてのシナリオの作成や利用を円滑に進めることで、研究の発展に資する

シナリオ・イニシアティブの活動とねらい

第1回 2012年9月10日、16名、問題認識や共有すべき情報についての話題提供第2回 2012年12月12日、13名、第5回IAMC年次会合の参加報告など第3回 2013年6月10日、約80名参加WS、国内外の影響評価研究の紹介と議論第4回 2013年11月25日、17名、IPCC WG1 AR5の新知見、第6回IAMC年次会合報告、地域

気候モデル/ダウンスケーリング関連の動向第5回 2014年5月2日、日本地球惑星科学連合大会のジョイントセッション「分野横断的連

携による総合的な地球温暖化研究に向けて」、発表22件第6回 2014年12月26日、20名、AR5統合報告書・CMIP6・SSP・IAMCなどの情報、ゼロエ

ミッション技術の見通し第7回 2015年12月24日、21名、気候感度問題第8回 2016年2月3日、エネルギー資源学会 第32回コンファレンスセッション24「バイオ

マス・エネルギーと長期的な地球温暖化対策シナリオ」、発表6件第9回 2016年9月5日、「1.5℃に抑える努力の追求（パリ協定）」研究者集会、発表17件