Water Security Compass に掲載されている情報は、広域に適用可能な水資源モデルH08による計算とその後処理の結果です。技術的な評価手法について概要を説明します。
全世界を対象とした水逼迫度の評価（全球版）
H08モデルによる計算
H08モデルは世界最先端の全球水資源モデルのひとつで、自然の水循環と人間の水利用・水管理の主な要素を計算・推定することができます。本サイトで提供する情報は、H08モデルの標準計算とよばれるHanasaki et al. (2018) [1] の論文に記述された条件から、主に以下について変更した結果に基づいています。
- 解像度：水平空間解像度は5×5分（赤道上で約9×9 km）。時間解像度は日単位。
- 水関連インフラ：主要なダム操作による河川流量の調節、人工水路による導水、海水淡水化による造水等を考慮。
- 評価期間：1980年から2020年までの40年間。気象条件は1980年から2020年までの40年間の日単位データを入力。水需要量や水関連インフラ整備状況等の社会条件は2015年付近の情報で固定。
後処理
H08モデルによる日単位、5分格子単位でのシミュレーション結果（利用可能な淡水水資源量、部門別の水需要量）を時間・空間的に集計しています。時間的な集計は指標により異なり、サブ流域単位または流域単位です。使用しているサブ流域や流域のデータは、H08で使われた標高と河道情報をもとに、地理学的な観点から流域を分割・結合することにより独自に作成しています。各指標は、時間・空間的に集計されたデータを基に統計的な処理を行うことで算出しています。
気候や社会の変化の複数シナリオに基づく将来の水逼迫度の評価
Water Security Compass beta では、2030年と2050年を対象年として、３つの将来シナリオに基づき、水需要量、利用可能な水資源量、水逼迫度指標を示しています。評価には現況の評価と同様にH08モデルを用い、気候外力や需要量に関連する社会条件を、将来のシナリオ毎にセットしています（表１）。将来の気候外力としては、CMIP6から5つの気候モデルを選択し補正しているISIMIPのデータセット [2] を用いており、Water Security Compass beta で表示・提供している情報は、これら気候外力の異なる５つの評価結果の平均値です。将来の需要量は、Hanasaki et al. (2013) [3] の手法基づき評価しています。SSP Public Database (Version 2.0） の提供する人口、GDP、発電量の将来予測 [4] を用いるとともに、水利用効率の変化や灌漑面積等の変化をSSPの叙述シナリオに合わせて設定しています。
| パスウェイ | 共通社会経済経路（SSP） 代表的濃度経路（RCP） |
水利用シナリオ |
|---|---|---|
| 持続可能性 グリーンロード |
SSP1-RCP2.6 世界的人口増加（低位）世界的経済成長（中位） 世界的エネルギー使用（低位）技術進展 （高位） |
水利用効率（高位） 灌漑面積の増加（低位）耕作回数の増加（低位） |
| 地域間の対立 ロッキーロード |
SSP3-RCP7.0 世界的人口増加（高位）世界的経済成長（低位） 世界的エネルギー使用（中位）技術進展（低位） |
水利用効率（低位） 灌漑面積の増加（高位）耕作回数の増加（高位） |
| 化石燃料による開発 ハイウェイ |
SSP5-RCP8.5 世界的人口増加（低位）世界的経済成長（高位） 世界的エネルギー使用（高位）技術進展（高位） |
水利用効率（高位） 灌漑面積の増加（高位）耕作回数の増加（高位） |
より空間解像度の高いデータを用いた日本領域での評価（日本領域版）
日本領域版では、全球版と同じく、H08モデルの計算結果を利用して評価を行っています。全球版との計算の違いは、主にH08モデルへの入力データの空間解像度と作成方法です。モデルの空間解像度は１分角（約2㎞）であり、入力データには日本国内で整備されている気象、農地、水需要、ダム貯水量、導水路等に関するデータを用いています（関連する文献：[7]-[9]）。
日本領域版は現時点（2024年7月）でalpha版であり、西日本のみを表示しています。beta版では日本域全体を表示するとともに、指標も増やしていく予定です。
参考文献:
[1] Hanasaki et al. (2018), A global hydrological simulation to specify the sources of water used by humans. Hydrol. Earth Syst. Sci. 22, 789–817. DOI.
[2] Stefan Lange, Matthias Büchner (2021): ISIMIP3b bias-adjusted atmospheric climate input data (v1.1). ISIMIP Repository. DOI.
[3] Hanasaki et al. (2013), A global water scarcity assessment under Shared Socio-economic Pathways -Part 1: Water use.Hydrol. Earth Syst. Sci. 17, 2375-2391. DOI.
[4] SSP database hosted by the IIASA Energy Program at URL.
[5] O’Neill, B. C. et al. (2016), The Scenario Model Intercomparison Project (ScenarioMIP) for CMIP6. Geosci. Model Dev. 9, 3461–3482. DOI.
[6] Riahi, K. et al. (2017), The Shared Socioeconomic Pathways and their energy, land use, and greenhouse gas emissions implications: An overview. Glob. Environ. Chang. 42, 153–168. DOI.
[7] Hanasaki et al. (2022), Toward hyper-resolution global hydrological models including human activities: application to Kyushu island, Japan, Hydrol. Earth Syst. Sci., 26, 1953–1975. DOI.
[8] 小田ら（2024）, 全球水資源モデルの水供給表現の改良 —配水系統を考慮した東京都の水需給評価—. 土木学会論文集, 80 巻, 16 号. DOI.
[9] 川崎ら（2024）, 日本の灌漑導水路網を考慮した流域間導水のモデル化の試み. 土木学会論文集, 80 巻, 16 号. DOI.