ピークまでまだ数カ月あるエルニーニョが、すでに一連の記録を打ち破っている。通常は年内の終わりに最大の強度を迎える気候パターンにとって、これは異例の状況だ。New Scientistによると、この現象は予想される最大値のはるか前にすでに記録を書き換えており、その強力さを説明する主な要因は2つあるという。
この枠組みは、2つの異なる問いを分けるため、掘り下げる価値がある。第一は、エルニーニョとは何か、そしてどのようにエネルギーを蓄えるのかという問いだ。第二は、なぜこの特定の現象が予定より早く進んでいるのかという問いである。答えは重なり合うが、同じものではない。
遅れてピークを迎える温暖フェーズ
エルニーニョは、エルニーニョ・南方振動（ENSO）の温暖フェーズであり、熱帯太平洋とその上の大気との連動したダンスである。中立状態では、貿易風が赤道太平洋を東から西へ吹き、インドネシアやオーストラリア付近の西部に暖かい表層水を蓄積させる一方、南米沿岸では冷たく栄養豊富な水が湧昇する。
その風が弱まると、バランスが崩れる。暖かい水が東へ広がり、最も激しい熱帯降雨の帯がそれに伴って移動し、大気は海盆全体で、そして大気波動を通じてそのはるか外側でも再編成される。このパターンは通常、数カ月かけて発達し、北半球の晩秋から初冬にピークを迎える。現在の現象はまだそのピークに達しておらず、まさにそれが早期の記録破りをこれほど注目すべきものにしている。最強の段階はまだ来ていない可能性がある。
エルニーニョがどのように力を蓄えるか
ビヤークネス・フィードバック
すべてのエルニーニョの中心には、気象学者ヤコブ・ビヤークネスにちなんで名付けられた自己強化ループがある。弱まった貿易風により、暖かい表層水が東へ移動しやすくなる。暖かい水はより強い対流と激しい雨を駆動する。その対流は今度は、貿易風をさらに弱める形で大気循環を再編成する。このループを通過するたびに、異常が増幅される。
これは正のフィードバックであるため、どこかで止まらなければならない。実際には、赤道帯における海洋の有限な熱供給と、やがて自らを再主張して異常を崩し始める季節循環が限界をもたらす。
西風バーストとケルビン波
エルニーニョは滑らかで安定した曲線を描いて発達するわけではない。ぎくしゃくとした動きを見せる。西太平洋上で短命な西風バーストが発生すると、暖かい表層水が東へ押し出され、東向きに伝わる下降性の赤道ケルビン波が生じる。これは、暖かい上層水と下の冷たい水との境界である水温躍層に沿って東進するエネルギーのパルスである。
これらの波が通過すると、東太平洋の水温躍層が深くなる。水温躍層が深くなると、湧昇は冷たい水ではなく暖かい水をもたらすため、通常は南米沿岸に沿って存在する冷たい舌が弱まる。風のバーストが季節を通じて繰り返されると、火に燃料をくべるように現象を押し上げ続ける。
地下の熱：海洋の燃料タンク
表層の暖かさは、その下に熱が蓄えられていて初めて持続できる。水温躍層の深さと赤道太平洋上層の暖水の体積は、現象がどの程度強くなり得るかのおおよその上限を定める貯蔵庫として機能する。この地下の熱を追跡する海洋観測システムやモデルは、一般に表層だけを見るものよりも強いエルニーニョの予測に優れている。
エルニーニョが激化するときには、いくつかの要素が現れやすい。
- 弱まり、時に風向きが逆転する貿易風
- 海洋をさらにバランスから遠ざける、繰り返される西風バースト
- 水温躍層を深くし、冷たい湧昇を抑える赤道ケルビン波
- 表層で利用される準備が整った、深い地下熱の貯蔵庫
- マッデン・ジュリアン振動など、それらの風バーストを引き起こしたり持続させたりできる季節内変動
極端な現象を支える2つの要因
New Scientistは、この現象の並外れた強さを2つの主要因に帰している。広く言えば、異常に大きなエルニーニョの説明は2つの系統に分かれる。第一は、開始時点での海洋の状態に関するものである。赤道太平洋にどれだけの熱が蓄積されていたか、水温躍層がどれほど深かったか、そして直前の数カ月間に貿易風がどのように振る舞っていたかである。
第二は、大気の持続性に関するものである。暖かい海洋異常が巨大な現象へと成長するには、大気による強化が必要だ。風バースト、対流、季節内活動が繰り返しそろえば、海洋は同じ方向へ押され続ける。両方の系統の要因がそろったとき、つまり十分に熱を蓄えた海洋と、信号を減衰させるどころか増幅し続ける大気がそろったとき、エルニーニョは寛大な予測さえも上回る可能性がある。
また、強さはいくつかの方法で測定されることも留意に値する。絶対的な海面水温と、移動し温暖化する基準に対して計算された異常値では、同じ現象の順位が異なることがある。この微妙な違いは、このエルニーニョを歴史上の巨大現象と比較する際に重要であり、記録に関する見出しを注意深く読むべき理由の一つである。
強い現象が変えるもの
強力なエルニーニョの影響は熱帯をはるかに超えて広がる。より激しい降雨は通常、東太平洋と南米西岸へ移り、ペルーとエクアドルで洪水リスクを高める一方、インドネシアとオーストラリアの一部は干ばつと火災危険の増大へ傾く。暖かい水はサンゴ礁にストレスを与え、時に大規模な白化を引き起こす。
- 農業見通しを再形成する熱帯降雨の変化
- 大西洋のハリケーン活動の抑制と、東太平洋の活動強化
- 長期の熱にさらされたサンゴ礁全体での白化
- 世界平均気温の一時的な上昇。しばしばピークの翌年に最も顕著になる
- 漁業、水力発電、エネルギー需要、商品価格への波及効果
予測の問題
予報士は特定の信号群を監視する。地下の海洋熱含量、貿易風の挙動、西太平洋上の雲量と対流、そして大規模な気候モデルアンサンブル間での予測のばらつきである。年央に行われる予測は、予測可能性の障壁としばしば呼ばれる時期にあたり、特に難しいことで知られている。連成系が小さな擾乱に特に敏感だからである。
その窓が閉じれば、一般に信頼度は向上する。つまり、この現象の軌道は季節的なピークに近づくにつれてより明確になるはずであり、すでに数カ月早く記録を打ち立てているため、最終的な最大値はこれまで観測されたものをなお上回る可能性がある。同様に、強化する風が弱まれば、系は頭打ちになる可能性もある。
より大きな視点
ENSOは自然の振動であり、産業排出が大気を変え始めるはるか前から強い現象は発生していた。しかし、現在のすべてのエルニーニョは温暖化した基準の上で展開しており、海洋の背景熱含量は数十年にわたって上昇している。より暖かく、より多く熱を蓄えた海洋は、上述のフィードバックにより多くの燃料を供給する。これは、頻度が劇的に変わらなくても極端な現象がより重大な結果をもたらす可能性がある一つのもっともらしい理由である。
単一のエルニーニョを気候変動に帰属させることは、決着した答えではなく研究上の問いであり続けている。誠実な立場は、自然変動と長期的な温暖化が相互作用するというものである。疑いがないのは、監視の価値である。水資源管理者、農家、保険会社、送電網運用者、災害機関はすべてENSO予測に基づいて計画を立てており、このような信号が早く現れるほど、準備の時間が増える。
今のところ、物語は予定より早く熱を帯びて進むパターンと、今後の数カ月が記録的なペースを裏付けるのか、それとも減速させるのかを注視する科学界の姿である。
この記事はNew Scientistの報道に基づいています。元記事を読む。
Originally published on newscientist.com
