Dependence of column ozone on future ODSs and GHGs in the variability of 500-ensemble members

500アンサンブルメンバー実験の変動性における将来のODSおよびGHGに対するオゾン量の依存性

秋吉 英治*; 門脇 正尚   ; 山下 陽介*; 長友 利晴*

Akiyoshi, Hideharu*; Kadowaki, Masanao; Yamashita, Yosuke*; Nagatomo, Toshiharu*

最新の化学-気候モデル(CCM)では、今後オゾン層破壊物質(ODS)が減少かつ温室効果ガス(GHG)が増加した場合、熱帯と南極を除くほとんどの地域でオゾン量が増加することが示されている。しかし、ODS濃度が1990年代半ばにピークを迎えたにもかかわらず、1990年代以降、約10年に1回の頻度で北極のオゾンが大きく減少した。この事象を理解するために、CCMを用いて、ODSとGHGの濃度を将来の予測値に基づいて設定した、24のシナリオ実験(各実験:500アンサンブルメンバー)を行った。北半球の中高緯度で低オゾン量の50アンサンブルメンバーでは、低温と強い西風帯状平均帯状風と関連して、ODS依存性が明確に示された。GHG濃度が高い場合でも、ODS濃度が1980-1985年の水準を上回った場合、北極の春のオゾン濃度が極端に低くなるアンサンブルがあった。したがって、北極の極渦が安定している場合には、オゾンの大幅な減少を避けるためにODS濃度を低減する必要がある。また、下位50位までの平均値は、21世紀末に向けた温室効果ガスの増加が北極のオゾン層破壊を悪化させないことを示している。

State-of-the-art chemistry climate models (CCMs) have indicated that a future decrease in ozone-depleting substances (ODSs) combined with an increase in greenhouse gases (GHGs) would increase the column ozone amount in most regions except the tropics and Antarctic. However, large Arctic ozone losses have occurred at a frequency of approximately once per decade since the 1990s, despite the ODS concentration peaking in the mid-1990s. To understand this, CCMs were used to conduct 24 experiments with ODS and GHG concentrations set based on predicted values for future years; each experiment consisted of 500-member ensembles. The 50 ensemble members with the lowest column ozone in the mid- and high latitudes of the Northern Hemisphere showed a clear ODS dependence associated with low temperatures and a strong westerly zonal mean zonal wind. Even with high GHG concentrations, several ensemble members showed extremely low spring column ozone in the Arctic when ODS concentration remained above the 1980-1985 level. Hence, ODS concentrations should be reduced to avoid large ozone losses in the presence of a stable Arctic polar vortex. The average of the lowest 50 members indicates that GHG increase towards the end of the twenty-first century will not cause worse Arctic ozone depletion.