領域気候モデルを用いた1kmメッシュ温暖化予測データの作成方法

要約

新たに開発したモデルバイアス補正法を用いて、気候シナリオによる領域気候モデル計算結果をアメダス観測値に準じて補正した、1kmメッシュ気候データ(気温、湿度)が作成できる。

  • キーワード:1kmメッシュ気候図、アメダス、領域気候モデル、地球温暖化
  • 担当:近中四農研・暖地温暖化研究近中四サブチーム
  • 代表連絡先:電話084-923-4100
  • 区分:近畿中国四国農業・農業環境工学、共通基盤・農業気象
  • 分類:研究・参考

背景・ねらい

九州および近畿中国四国地域は、農業における温暖化への懸念が強い地域である。しかし、現在公表されている領域気候モデル(RCM)による将来の気候予測値は、圃場レベルでの評価には依然として粗く(図1)、また観測値とは大きく異なる場合がある。このため、地域農業への温暖化の影響を具体的に評価するには、より高解像でアメダス等の観測値に準じた気候データが必要である。そこで、温暖化予測シナリオ結果にもとづく、RCM計算結果をアメダス観測値に準じて補正した、1kmメッシュ気候図の作成方法を開発する。

成果の内容・特徴

  • 気温の1kmメッシュ気候データは以下の手順で作成する。
    ①現在気候値とする期間においてRCMの計算を実施し、RCM計算値(TRCM)による気温を求める。また同期間のアメダス観測値も求める。
    ②TRCM値とアメダス観測値との気温差(ΔT)を目的変数、アメダスポイントの地形因子を説明変数とするステップワイズ重回帰分析によりΔTの推定式を作成する。
    ③メッシュ図内の各メッシュにおけるRCMの将来予測値とΔTの推定値とから、メッシュ毎の温暖化予測値(TRCM+ΔT)を求め、1kmメッシュ気候図を作成する。
  • 湿度計算に必要な1kmメッシュ気候データは以下の手法で作成する。
    ①水蒸気圧は、観測値から作成した最低気温の飽和水蒸気圧を変数とする水蒸気圧推定モデル(1次回帰式)と上記1の手法による最低気温推定値とから求める。
    ②RCM 計算標高と実際の標高が異なることから、RCMの大気圧は誤差を含む。このため、湿球温度のような大気圧データが必要な気候要素の計算では、海面更正気圧式を利用して開発した大気圧推定モデル(式2)を用いる。
  • 1kmメッシュ気候データは、16の250mメッシュ値の平均とする。各250mメッシュにおけるRCMのTRCM値は式1で求める(但し、大気圧および水蒸気圧は距離重み付け平均[第一項]のみの値)。
  • 地形因子は、平均標高、標高差、開放度、傾斜度、傾斜の通過頻度、座標値、海度、海岸距離とし、250mメッシュの地形データから作成する。
  • メッシュ気候図の作成例として、2050年8月の1kmメッシュ月平均気温図を示す(図2)。従来の温暖化予測図よりも詳細な気温分布の把握が可能となっている。
  • 本手法による、5特別地域気象観測所(平戸、阿蘇山、人吉、油津、阿久根)の観測値に対する、TRCM値と本手法による値のRoot Mean Square Error (RMSE)を示す(表1)。

成果の活用面・留意点

  • 本手法は、特定の年月日の値について計算するものではない。
  • 本手法は、筑波大学開発の擬似温暖化法の採用を前提としている。

具体的データ

式1

表1.5地点の特別地域気象観測所における各要素値のRMSE(各値は、1991~2000年の準平年値)

式2

図1.既存の温暖化予測メッシュ.

図2.2050(2041~2050)年8 月の1kmメッシュ月平均気温図

その他

  • 研究課題名:暖地・温暖地における気候温暖化等環境変動に対応した農業生産管理技術の開発
  • 課題ID:215-a
  • 予算区分:基盤
  • 研究期間:2006~2008年度
  • 研究担当者:植山秀紀、足立幸穂(筑波大)、木村富士男(筑波大)