気候・水文モデルの不確実性を考慮した農業用水管理手法を開発(Managing Agricultural Water under Uncertainty)

2026-07-16 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)

スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)の研究チームは、気候変動下における農業用水管理では、気候モデルと水文モデルの不確実性を定量的に評価することが不可欠であることを示し、その成果をNature Communications Earth & Environmentに発表した。研究では、複数の全球気候モデルと水文モデルを組み合わせ、モデル間の違いが将来の作物用水需要や水利用の持続可能性評価に与える影響を解析した。その結果、21世紀末には、雨水由来のグリーンウォーターフットプリントの予測値が平均に対して最大18%、河川や地下水からの灌漑水を示すブルーウォーターフットプリントでは最大51%も変動することが判明した。さらに、灌漑による水利用の持続可能性の評価では、不確実性が250~451%に達する場合もあり、単一モデルに依存した計画では灌漑需要を過大・過小評価する危険性があることが示された。研究は、不確実性を考慮した複数モデルによる評価が、農業、飲料水、発電、生態系保全など競合する水利用の調整や、気候変動への適応策の立案に不可欠であると結論づけている。

<関連情報>

地球規模の水文・気候モデルにおける不確実性は、作物の水使用量と持続可能性に関する将来の予測を困難にしている Uncertainties in global hydrological and climate models challenge future estimates of crop water use and sustainability

Qiming Sun,Francesca Bassani,Marta Tuninetti & Sara Bonetti
Communications Earth & Environment  Published: 26 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s43247-026-03621-w  Unedited version

Abstract

Assessing crop water requirements and sustainability under future climates is crucial to concurrently address water scarcity, food security, and ecosystem preservation. Yet, global climate and hydrological models differ substantially in estimating precipitation, potential evapotranspiration, and renewable freshwater, challenging future crop water use and sustainability assessments. Here, we perform a multi-model analysis to quantify how model uncertainty propagates into crop water needs and sustainability estimates. Results show end-of-century global uncertainty spreads of ~ 18% and ~ 51% for green and blue water footprints, respectively, relative to ensemble means. Blue water sustainability exhibits even larger variability, from 250% to 451%, depending on scenario and model choices. These uncertainties further intensify at finer spatial scales. Hydrological model discrepancies dominate blue water assessments, whereas climate model variability primarily affects green water estimates, particularly under high-emission scenarios. Accounting for model uncertainty is essential for reliable crop water estimates and to inform agricultural water management under climate change.

1203農業土木
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