世界各地の年輪記録を調べた研究者らは、気候変動が干ばつリスクに残した「指紋」を、初めて1900年までさかのぼって追跡した。この年は英国と米国が 世界で二大排出国だった。
この発見は、気候変動が世界の干ばつリスクに及ぼした「驚くべき」影響を明らかにしていると、筆頭著者はCarbon Briefに語る。「人間がこれほど昔から世界の干ばつに影響を及ぼしていた可能性があるという考えには、本当に驚かされます」
別の科学者はCarbon Briefに、この研究は「初めて、人間が引き起こした世界的な干ばつの変化を検出可能な形で示している点で重要です」と語る。
年輪が語るもの
干ばつは、最も被害額の大きい自然災害の一つであり、農業、生態系、そして社会に影響を及ぼす。しかし、気候変動が世界の干ばつリスクにどのような影響を与えてきたかを理解するのは、決して単純ではない。
その理由の一つは、干ばつの定義が多様であることだ。気候科学者は降雨の単純な不足を干ばつと定義するかもしれないが、農業科学者は土壌水分や作物の生育への影響によって干ばつを定義することがある。
Nature誌に掲載されたNatureこの新たな研究では、パーマー干ばつ深刻度指数（PDSI）が用いられている。この指数は、温暖化が降雨量や蒸発散、さらに土壌水分に及ぼす影響を考慮する。
土壌水分を調べるため、研究者らは600～900年前までさかのぼる年輪記録を利用したと、筆頭著者のケイト・マーベル博士は説明する。コロンビア大学の研究者であり、コロンビア大学およびNASAゴダード宇宙科学研究所（GISS）に所属する。マーベル博士はCarbon Briefにこう語る。
年輪からは、夏の成長期の環境が分かります。土壌水分が豊富な雨の多い年には、木はよく成長します。乾燥した年には、成長が鈍ります。つまり、個々の年輪の幅から、その年の土壌水分を測ることができるのです。
指紋をたどる
年輪記録に見られる変化を人為的な気候変動がどの程度引き起こしたのかを理解するため、研究者らは「フィンガープリンティング」という手法を用いた。
科学者らは、年輪記録と気象記録を、1900年から2100年までの気候のモデルシミュレーションと比較した。これらのシミュレーションには、干ばつリスクに影響を及ぼし得るさまざまな要因が含まれており、火山噴火やエアロゾルなどが考慮されている。人為的な気候変動の影響を含めるため、研究者らはRCP8.5として知られる高温室効果ガス排出シナリオを用いた。
次に研究者らは、気候モデルのシミュレーションで観察された人為的な気候変動の「指紋」が、干ばつに関する年輪記録と気象記録に見られるパターンと一致するかどうかをデータから調べた。
研究論文から引用した以下のグラフは、年輪記録と気象記録の傾向と、気候変動の「指紋」との関係の強さを示している。
縦軸では、ゼロを上回る値は正の関係、つまり指紋と観測記録が類似していることを示し、ゼロを下回る値は負の関係を示す。結果は3つの期間、1900～49年（上）、1950～75年（中央）、1980～2017年（下）について示されている。
上の2つのグラフでは、緑が年輪からの復元値を、薄青と濃青が2種類の気象データセットを表す。下のグラフでは、年輪記録に代えて、現代の地表（オレンジ）と植物の根の周辺（赤）の土壌水分データセットも示されている。
最初のグラフは正の傾向を示している。これは、その期間の年輪記録と気象記録が「指紋にますます似てきている」ことを示すと、著者らは論文に記している。つまり、1900～49年の干ばつリスクには、明確な気候変動のシグナルがある。
中央のグラフでは、傾向は負だ。これは「3つすべてのデータセットが指紋とますます異なっている」ことを示唆する。
著者らによると、これは1950～75年に気候変動が干ばつに影響しなかったという意味ではない。むしろ、この期間に化石燃料産業から大量に放出されたエアロゾルがもたらした冷却効果によって、気候変動の干ばつへの影響が覆い隠された可能性があると、マーベル博士は説明する。
20世紀半ばには、エアロゾル排出の増加、つまり汚染とみなされるガスや粒子状物質が、温室効果ガスへの反応を打ち消し、［干ばつリスクへの影響に］大きな役割を果たした可能性が高いです。
エアロゾルには、冷却効果がある。入射する太陽光を遮るほか、地域的な雲の形成や降雨にも影響を及ぼす。
最後のグラフは、20世紀末ごろに気候変動のシグナルが再び正に転じたことを示している。
これはおおむね、北半球の多くの国がより厳しい大気浄化法を導入し、エアロゾル排出量が横ばいになった時期と重なる。しかし温室効果ガスの排出量は急速に増え続けたため、正のシグナルが戻った理由を説明できる可能性があると、著者らは述べている。
研究によると、それ以降、シグナルはあまり強まっていない。マーベル博士はこう語る。
たとえば今後10年でシグナルが強まってくるのが見られなければ、私たちの考えが正しいのか疑問に思わざるを得ないかもしれません。しかし、すべてのモデルが予測しているのは、多くの場所で近いうちに、前例のない乾燥化が見られるということです。
乾ききった世界
全体として、この発見は、気候変動が世界の干ばつリスクに影響を及ぼしてきたこと、そして今後も影響し続けることを示す証拠が増えていると、マーベル博士は述べる。
個人的には本当に驚きました。人間がこれほど昔から世界の干ばつに影響を及ぼしていた可能性があるという考えには、本当に驚かされます。
この研究は「革新的」で、「確かな」知見をもたらすと述べるのは、ピーター・ストット教授だ。気候変動の原因特定を専門とする第一人者で、研究には関与していない、英国気象庁ハドレーセンターの科学者である。ストット教授はCarbon Briefにこう語る。
この研究は、初めて人為的に引き起こされた世界的な干ばつの変化を検出可能な形で示した点で、かなり重要だと思います。また、これまで人為的な干ばつの変化を検出できなかった理由も示しています。それは、人為起源エアロゾルの交絡効果によるものです。
ストット教授は、この結果は次回の気候変動に関する政府間パネル（IPCC）評価報告書（AR6）にも影響を与える可能性が高いと付け加える。
水循環の変化はAR5（前回の評価報告書）で主要な不確実性の一つだったため、今回の評価を強化する可能性は十分にあります。
この研究は「重要な科学的貢献」だが、「限界」があり、「慎重に評価」する必要があると述べるのは、ソニア・セネヴィラトネ教授だ。チューリッヒ工科大学で極端な気候現象を研究するセネヴィラトネ教授は、Carbon Briefにこう語る。
年輪記録が利用できる地域は、地球上の限られた地域にとどまります。北米、メキシコ、欧州、アジア、オーストラリアです。北極圏と北アジア、南米、アフリカは含まれていません。対象地域には中緯度と半乾燥地域にやや偏りがあり、これらの地域は温暖化すると乾燥化する傾向があることが知られています。
また、結果によると、近年、気候変動が干ばつリスクに最大の影響を及ぼしていないことは意外だと、同教授は述べる。
