新たな研究により、世界規模での河川や小川の変化において重要な役割を果たしているのは、水と土地の管理ではなく気候変動であることが明らかになった。
研究者らは世界中の7,250か所の観測所のデータを分析し、1971年から2010年の間に河川流量の体系的な変化が見られたことを明らかにした。
研究者らは、人為的な温室効果ガスを含めた場合と含めない場合の2通りで計算された気候モデルのシミュレーションと観測結果を比較した。
気候変動は地球の水収支に影響を及ぼす。地域や時期によっては、河川の水量に影響を与え、洪水や干ばつの増加につながる可能性がある。
河川流量は、人間や環境が利用できる水資源を示す重要な指標である。利用可能な水の量は、水循環への直接的な介入や土地利用の変化などの他の要因にも左右される。例えば、水が 灌漑のために転用されたり、貯水池によって調整されたり、森林が伐採されて代わりに単一栽培の作物が植えられたりすると、河川流量に影響を及ぼす可能性がある。
しかしながら、研究者らは直接観測を用いて、近年世界中で河川流量がどのように変化してきたかをまだ調査していない。同様に、研究者らは、世界的に見られる変化が気候変動によるものなのか、それとも水と土地の管理によるものなのかについても、これまで明らかにしていなかった。
今回、研究者らは世界中の7,250か所の観測所のデータを分析することで、これらの要因の影響を見事に切り分けることに成功した。この研究は、学術誌 Scienceに掲載されたもので、1971年から2010年の間に河川流量が体系的に変化したことを示している。研究では複雑なパターンも明らかになった。地中海や北東ブラジルなどの一部の地域では乾燥が進んだ一方で、スカンジナビアなど他の地域では水量が増加していた。
世界的な河川流量の変化
「しかし、本当の問いは、この変化の原因が何かということでした」と、筆頭著者でETHチューリッヒ大気・気候科学研究所教授のソニア・セネビラトネ氏が率いるグループの上級研究員、ルーカス・グドムンドソン氏は語る。
この問いに答えるため、研究者らは、対象期間（1971年から2010年）の観測された気候データを入力したグローバル水文モデルを用いて、いくつものコンピュータシミュレーションを実施した。モデル計算の結果は、観測された河川流量の分析と密接に一致した。「これは、気候条件によって流量の観測された傾向を説明できることを意味します」とグドムンドソン氏は述べる。
第2の手順では、研究者らはこれらの要因の影響を調べるため、追加の水および土地管理をシミュレーションに組み込んだ。しかし、結果には影響がなかった。「水と土地の管理の変化は、世界的な河川の変化の原因ではないことが明らかです河川」とグドムンドソン氏は述べる。
水管理や土地利用は、流量に大きな局所的変動をもたらすことがあるものの、それを調査することは本研究の範囲外であったとグドムンドソン氏は述べる。「私たちにとって重要だったのは、局所的な傾向ではなく、長期間にわたって表れる世界的な変化でした」。
そのため研究者らは、個々の観測所のデータを単独で検討するのではなく、分析のためにより大きな亜大陸地域にまとめ、それによって気候変動の影響を特定できるようにした。
モデルは「現実の反映」を提供する
研究者らは、検出・帰属（アトリビューション）の手法を用いて、気候変動の役割を裏付けることができた。そのために、人為的な温室効果ガスを含めた場合と含めない場合の2通りで計算された気候モデルのシミュレーションと観測結果を比較した。
前者の場合、シミュレーションは実際のデータと一致したが、後者の場合は一致しなかった。「このことは、観測された変化が気候変動なしにはほとんど起こり得ないことを示唆しています気候変動」とグドムンドソン氏は述べる。
本研究は、気候変動が河川に世界的に確認できる影響を及ぼしていることを、直接観測によって示した初めての研究である。「これは、12か国の研究者と機関の優れた協力があったからこそ可能になりました」とグドムンドソン氏は述べる。
世界中の7,250か所の観測所からのデータ収集も共同作業の成果である。研究者らは、以前の研究においてオーストラリアの共同研究パートナーとともにデータを収集していた。このデータは、現在利用可能な河川流量観測データとしては世界最大規模のデータセットである。「このデータのおかげで、モデルを検証し、それらが現実を適切に反映していることを示すことができました」とグドムンドソン氏は述べる。
これは、モデルが今後河川がどのように変化し続けるかについても信頼できるシナリオを提供できることを意味する。このような予測は、水供給を確保し気候変動に適応するため、影響を受ける地域における計画の重要な基盤となる。
