気候変動により、アジアの多くの大河へ供給される融雪水が減少しています。
これは、数百万人の水安全保障に悪影響を及ぼしていると、新たな研究が明らかにしました。
1979～99年の平均融雪量と1999～2019年の平均を比較すると、著者らは地域全体で年間の融雪水が16%減少していることを明らかにしました。
アジアは世界の「第三の極」――極地の氷床を除くと最大規模の淡水量を有する地域であり、極地の氷床以外では 融雪する積雪帯が、この地域から流れ出る融雪と氷河によって、アジアで最大級の河川を涵養しており、それらの河川には10億人以上の人々が水源として依存しています。しかし、気候変動によりこの地域の融解が加速し、雪氷の貯留量が減少しているため、水の安全保障上の不安が高まっています。
今回の新たな研究によると、1979～99年から1999～2019年にかけて、高山アジアの河川への「融雪水供給」は平均16%減少しました。さらに、地球温暖化が1.5℃に抑えられた場合でも、今世紀末までに約6%の追加減少が見込まれると付け加えています。一方、将来の温暖化が極端に進むシナリオでは、融雪水供給は40%減少するとされています。
本論文の著者らは、論文の掲載誌であるNature Climate Changeにおいて、融解する氷河は河川流量への寄与について「多大な注目」を集めることが多いものの、融雪の影響は氷河よりも大きいことが多いと付け加えています。
第三の極
地球上で最も高い14の山頂を擁し、10か国にまたがる「高山アジア」は広大です。地図は、ガンジス川、黄河、長江などの14の主要河川とその流域を含め、この地域を示しています。
毎年冬の数か月間、この地域の山脈に雪が積もり、夏に気温が上がると融けます。積雪からの融雪水は大河に流れ込み、飲料水、洗濯、農業、エネルギーのための水を、その下流に住む15億人の人々に供給しています。
この地域の河川を流れ続けさせている主要な水源は3つ、すなわち融雪水、氷河融解水、降雨です。「積雪と氷河の融解が、降雨の少ない乾季に一定の水供給を確保する」ため、3つすべてが重要であると、Hester Beimans博士は説明しています（ワーヘニンゲン大学・研究機関の研究者で、本研究には関与していません）。
しかし、過去半世紀に1.8℃の温暖化が進んだことから、地球の第三の極は、気候変動に最も敏感な地域のひとつでもあります。Taylor Smith博士は（ポツダム大学地球科学研究所の地質リモートセンシング研究者で、本研究には関与していません）、Carbon Briefに対し、気温の上昇により融雪水の季節が変化しており、「散発的」な降雨に対してコミュニティがより脆弱になっていると述べています。
Beimans氏は、融雪季節の変化により農家も影響を受けると付け加えています：
「アジアにおける気候変動が水供給のパターンにどう影響するかを理解することは非常に重要です。下流の多くの人々はその水に依存しており、水の利用パターンもこの水の時間的な利用可能性に合わせて調整しています…農家は、作物への灌漑のために地下水などの他の水源を探すか、需要パターンを変える必要があるかもしれません。」
本研究の筆頭著者であり、ユトレヒト大学の助教授Philip Kraaijenbrink博士は、Carbon Briefに対し、この地域では「予想される強い社会経済的発展」により、今世紀中に水需要も増加すると見込まれ、この脆弱性がさらに深刻化すると述べています。
本研究の目的は、気候変動がすでに融雪にどのような影響を与えてきたか、また温暖化する気候において将来の融雪パターンがどう変化するかを明らかにすることです。このため、著者らは地域規模の積雪モデルを気候データと組み合わせ、衛星による積雪観測と全球の気候モデルによる将来の温暖化予測を用いています。
1979～99年の平均融雪量と1999～2019年の平均を比較すると、著者らは地域全体で年間の融雪水が16%減少していることを明らかにしました。研究によれば、これは主に気温上昇による積雪量の減少が原因です。ただし、同地域の降水パターンの変化も積雪量の決定に一役買っていると付け加えています。
著者らはまた、さまざまな排出シナリオおよび「共通社会経済経路」（SSP）に基づき、将来の融雪変化も評価しています。地球温暖化を1.5℃に抑えることとおおむね整合するSSP1-1.9シナリオでは、今世紀末までに融雪はさらに6%減少する見込みです。しかし、最も悲観的なシナリオであるSSP5-8.5では40%の減少が予想されており、世界の気温は今世紀末までに4℃を超えると見られています。本研究には、この2つの間に位置する追加の5つのシナリオも含まれています。
融雪の季節
融水の季節は高山アジア全体で一定ではありません。本研究では、著者らは河川を、雪が融け始める時期に基づいて4つの「融解区分」（短期、長期、後期ピーク、前期ピーク）に分類しました。融水パターンは山の標高や降水パターンなどの要因に基づくため、これらの区分は一般的に地理的にまとめられています。
4つの区分を以下に示します。実線は過去の融雪パターンを示し、破線は異なる将来の温暖化経路を示しています。低温暖化のSSP1-1.9経路（青の破線）から、極端な高温暖化のSSP5-8.5経路（濃い赤の破線）までの範囲です。各グラフのテキストは、その区分から融雪水が供給されている河川を示しています。
例えば「短期」の融水は低標高の積雪に由来すると著者らは説明しています。低標高では気温が高いためです。春が訪れて積雪が融け始めると、雪のアルベド・フィードバック（よく知られた「氷のアルベド・フィードバック」に似た仕組み）などのプロセスにより融解が加速します。これにより「短期」の融雪が流れ込む河川は、3月には大量の水を得るものの、年間のその後の期間にはごくわずかしか得られません。
逆に、「後期ピーク」の河川（ガンジス川など）に水を供給する山岳は、積雪の大部分を気温が低い高標高に蓄えています。この区分の融解も3月に始まりますが、8月まで続き、下流の河川へ、よりゆっくりと安定した水の流入をもたらします。
研究によれば、気候が温暖化するにつれ、4つの融解区分はそれぞれ異なる影響を受けます。以下の図は、各区分の融雪量の割合変化を示しており、過去の変化（灰色）と、2100年に向けた7つの将来の温暖化シナリオ（最も低い温暖化（青）から最も高い温暖化（ピンク）まで）を含みます。
「前期ピーク」の季節は、低標高の積雪のため気候変動に最も脆弱であり、研究によれば、この区分の河川はすでに年間融雪量の平均5分の1を失っています。著者らはさらに、この区分はすでにほぼ1か月短くなっており、季節の開始が遅れ、終了が早まっていると付け加えています。
そのため、前期ピーク区分の河川は将来の温暖化に最も敏感です。例えば、著者らは、中国の黄河と長江が将来の温暖化1度ごとに、融雪水の寄与の17%を失うと見ています。
逆に、高標高の融雪は気候変動の影響を最も受けにくいものです。研究では、標高200メートル以上にある「上流流域」では、融雪は現在、氷河融解の3倍から5倍の河川流量への寄与となっていることが分かりました。
河川の融雪水への依存度は、その位置によって異なります。著者らは、本研究の河川における融雪水の寄与は、長江の7%からアムダリヤ川の75%までの範囲であることを明らかにしました。
融解の測定
氷河の融解と融雪はどちらも河川流量の重要な寄与要因ですが、論文は、氷河（何年にもわたる積雪の蓄積によって形成される、ゆっくり動く氷の河）の方がより多く研究されていると述べています。Smith氏はCarbon Briefに対し、これは部分的に、融解する氷河の方がより注目を集めやすいためだと述べています：
「融解し縮小する氷河は、気候変動の非常に目に見える兆候として、しばしば注目を集めます。実際、気温上昇から氷の縮小へと思考を移すのは非常に短い飛躍です。一方、雪は毎年、時期や深さに大きなばらつきを伴いながら、来ては去るものです。」
Kraaijenbrink氏はさらに、融雪は測定がより困難であるとも付け加えています：
「積雪に蓄えられた水量を定量化することは困難であり、特にこのように広大でアクセスが難しく、データの乏しい地域ではなおさらです。このため、高山アジアにおける季節的な積雪が下流の水の利用可能性に与える正確な影響、そして気候変動がどのような影響を与えるかについての知識が不足しています。」
そのため、観測データを用いる代わりに、本研究は「気温指数法」に依拠しています。この手法は、気温と融雪、および気温と降雪との関係を考慮するものです。
著者らは、本論文が融雪の「不完全な表現」を提供していると指摘していますが、自らの手法は「最適なアプローチ」であると述べています。しかし、Karl Rittger博士（北極・高山研究所の研究員、コロラド大学に所属し、本研究には関与していません）は、結果は「非常に不確実」であると警告しています。
例えば、彼はCarbon Briefに対し、研究で使用された積雪データは「1980年代に開発されたモデルに基づくものであり、融解期には性能が低いことが示されている」と述べています。」。
Jeff Dozier教授は積雪水文学者であり、名誉特任教授で、またBren環境科学・マネジメントスクールの創設学部長で、カリフォルニア大学に所属しています。本研究には関与していませんが、Carbon Briefに対し、本論文を「評価しており」、「近似的な答え」でも依然として有用であると指摘しています：
「これほど広大な地域に分析を適用するには多くの近似が必要であり、したがって不確実性が生じますが、正しい問いへの近似的な答えは科学を前進させるという見方をとるべきです。」
同氏はさらに、著者らが将来の改善点を特定していると付け加えています。その中には、「過去数十年にわたる歴史的な積雪水当量を推定するための衛星画像の有効活用に向けた取り組み」が含まれます。
Smith氏はCarbon Briefに対し、本論文は「まだ行われていない重要な一歩を示すものであり、雪水供給の減少によってどのコミュニティがリスクにさらされるかを知ることは、地域の水管理にとって重要となるでしょう」と述べています。
