ジャカルタへの気候変動適応策の導入効果予測シミュレーション

(1)

明星大学理工学部環境・生態学系 4 年 14T7-009 大山未希指導教員亀卦川幸浩

1. 研究の背景と目的

近年、温室効果ガスやヒートアイランド効果等による気候変動が世界的に問題になっている。特に大都市ではその影響が顕著に現れており、異常気象など気候変動に関する被害の増加が懸念されている。現在、これらの問題を軽減させるために気候変動適応策に関する研究が進められている。Estrada 他 ¹⁾の研究では、ヒートアイランド現象を考慮することによって、気候変動に関する被害額が 2.6 倍に膨れ上がることが分かった。以上の背景から領域気候・都市気候・建物エネルギーの連成モデルである WRF-CM-BEM を用いて、アジアのメガシティであるジャカルタを対象に 2050 年頃の気候予測シミュレーションを行い、適応策導入による効果の評価を行うこととした。

2. 研究の目的

上述の背景に関連し、指導教員を含む東京工業大学・東京大学・東北大学の研究グループは、「アジアのメガシティにおける緩和を考慮した適応策の実施事例研究」と題する共同研究を進めている。この研究は、都市圏人口が世界第 2 位であるインドネシアのジャカルタを対象に、2050 年頃の将来気候を予測し、温暖化適応策の導入による都市健康被害の軽減効果の予測評価を目指したものである。本研究は、この共同研究の一環として、

気候変動適応策の導入を想定した独自の将来気候予測を目的とした研究である。

3. 数値モデルの概要 3-1. WRF-CM-BEM

本研究では将来の気候を予測するモデルとして指導教員らが開発した WRF-CM-BEM²⁾を使用した。

3-2. メソスケール気象モデル WRF

メソスケール気象モデル WRF （ Weather Research and Forecasting）モデルとは米国の実用的な天気予報とそれに関連する研究のために NCEP/NCAR により開発された完全圧縮性非静力学モデルである。

3-3. 都市キャノピー・ビルエネルギー連成モデル

CM-BEM

CM-BEM は多層都市キャノピーモデルとビルエ

ネルギーモデルの2つを連結させたモデルであり、

空調利用による建物からの排熱、それに伴う建物周辺の気象状態の相互作用を表現している。WRF とは都市格子の陸面過程を計算するサブモデルとして，双方向接続してある。

4. 研究の流れ

本研究ではジャカルタの将来像として、以下の 4パターンを想定している。(1)現在と同様の都市

構造、(2)これまでと同等の成長速度でスプロール

化する社会、(3)スプロール化を抑制することによりコンパクトな市街地を形成する社会、(4) 都市化を抑制された範囲及びすべての建物の屋上面

積の50％を緑化させ、かつコンパクトな市街地を

形成した社会である。また、温暖化シナリオに関

してはRCP8.5,RCP2.6を、社会経済シナリオに関

しては SSP1,SSP3 を想定している。これらを組

み合わせ、以下の表1のケースを設定し、2050年付近の 8 月の気候のシミュレーションを行った。

表1. 将来のジャカルタのケース設定

(2)

2 つの将来ケース(CaseⅣと CaseⅤ)において予測されたジャカルタでの気温上昇量を地球温暖化と都市成長による昇温に分け解析した。その概念図を図 1 に示す。2050 年頃に生ずるであろう将来の気温上昇は、温室効果による地球規模の気候変動（図1中の地球温暖化）とジャカルタの都市成長に伴う昇温の2成分により構成され得る。

このうち、ジャカルタへの温暖化適応策導入による気温の低減ポテンシャルは後者によりその上限を規定される事になる。この為、適応策導入効果の推計に際し、気温上昇量を2成分に分離する解析方法を採用した。

図1. 解析手法

5. 結果と考察

表2は将来の地上気温上昇量をジャカルタ市街の全都市グリッド平均で表したものである。

表2. 予測された将来の地上気温上昇量（℃）

算定方法算定値

地上気温差分（Case4-Case1） 1.44 地上気温差分（Case5-Case1） 0.77

表2の昇温量を地球温暖化成分と都市成長による成分に分離した（表3）。同表中のパーセンテージは、表2の昇温量に対する地球温暖化と都市成長由来の各昇温量の割合を意味する。

表3. 地球温暖化と都市成長による昇温量（℃）

地球温暖化都市成長式昇温量 % 式昇温量％ Case2-

Case1 1.39 96.6 Case4-

Case2 0.05 3.4 Case3-

Case1 0.70 90.6 Case5-

Case3 0.07 9.4

※昇温量は気温のケース間差分で算出。式は差分法を表す。

Case5にて都市成長に伴う昇温は将来の全昇温に

対し平均 9.4％であり、都市部では最大 51.9%に

も達していた。この事から都市成長の影響は無視することが出来ず、適応策を講ずる必要性が示唆された。図2はCase5とCase6の地上気温差分の解析期間における平均値の分布を表し、緑化適応策の効果を表している。緑化する事でしない時と比べて 2050 年頃の夏季地上気温がジャカルタの市街地平均で0.05℃低下していた（図3）。この気温低下は都市成長による昇温（表 3の0.07℃）

の7割に相当した。また、グリッド別の最大値は 0.77℃の気温低減がシミュレートされていた。

図2. 緑化による降温(℃)(Case5-Case6)

図 3. 緑化による地上気温の低減量

（時別の全都市グリッド平均値）

以上の結果から都市成長に伴う気温上昇は無視出来ず、その対策として緑化適応策の有効性が確認できた。しかし、今回は地上緑化と屋上緑化の二種類の緑化を想定したが、それぞれの気温低減効果が分からない、パラメータを決める基準が曖昧であるなどの問題点もあった。

今後は以上の点についての検討も必要である。

6. 参考文献

1) F. Estrada et al., Nature Climate Change, Vol7, pp.403-408,2017.

2) Y. Kikegawa et al, Theoretical and Applied Climatology, Vol.117 (1-2), pp.175-193, 2014.