2021年6月に北米を襲った熱波は地域の気温記録を大幅に更新しましたが、1950年以降にはこれを上回る極端な熱波が4回発生しています。
英国ブリストル大学の研究者によると、最も深刻な熱波は1998年4月に東南アジアを襲いました。
熱波による混乱の程度には、人口密度、住宅事情、早期警報システムなど、多くの社会経済的要因が影響します。
早期警報システムの改善や、より優れた適応策により、こうした現象が社会や生態系に及ぼす影響を大幅に軽減できます。
2021年6月、深刻な熱波が北米西部を襲い、カナダで史上最高気温を更新したほか、カリフォルニア州に非常事態宣言を出させました。
太平洋岸北西部の熱波はこの地域で前例のないもので、地域の気温記録は最大4.6℃更新されました。猛烈な暑さにより数百人が死亡し、鉄道や道路が損傷し、作物が枯れ、企業活動に支障が生じたほか、一連の山火事も発生しました。この熱波による被害額は、米国で約90億ドルに上ったと推定されています。
しかし、この熱波は世界各地で過去に起きた熱波と比べて、どれほど極端だったのでしょうか？
記録を塗り替える極端な現象は社会にとって脅威です。地域社会は多くの場合、既知の気温の範囲に適応してきたからです。気温の急変が大きいほど、地域のインフラへの負荷も増し、ときには限界に達することがあります。
新たな研究では、Science Advancesに発表したとおり、太平洋岸北西部の熱波は地球上でこれまでに観測された最も極端な熱波の一つでした。一方、地域の気候と比較すると、さらに深刻な熱波を経験した地域がほかにもいくつかあることが分かりました。
熱波の極端さはどのように定義するのか？
熱波の定義には、英国気象庁などの気象機関が指標として用いる日最高気温を使います。地球上の異なる地域の熱波を比べる場合、絶対気温は適切な指標とは言えません。地域社会の適応能力には大きな差があるにもかかわらず、熱帯の熱波は北極圏の熱波より常に高温になるためです。
熱波の規模を地域の平均と比べて見ることは、一歩前進です。しかし、中緯度地域のように季節ごと、年ごとの気象条件の変動が大きい地域では、より極端な現象が予想されます。
熱帯のように自然変動が小さい地域では、絶対的な規模が比較的小さい熱波でも、こうした異常な状況への備えが十分でないため、影響が大きくなる可能性があります。変動の大きい地域では、絶対的な規模でより深刻な熱波が起こりやすい一方、過去の経験により、より容易に適応できる場合があります。
例えば、2003年夏の欧州の熱波では、フランスで少なくとも6,000人の超過死亡が発生しました。2006年に発生した同程度の熱波では、超過死亡者数が60％少なくなりました。リスクへの認識が高まり、警報システムが改善されたことで、人々が暑さに対して脆弱でなくなったことがうかがえます。
熱波の評価には「標準偏差」を用います。これは、ある現象が地域の平均的な状況からどれほど逸脱しているかを示す指標です。使用するのは、ERA5再解析データセットです。これは観測データとモデルシミュレーションを組み合わせたもので、欧州中期予報センター（ECMWF）が作成しています。
調査対象期間である1950年から現在まで、気候変動に伴う温暖化は着実に進み、直近の3つの10年間はそれぞれ、1850年以降のどの10年間よりも高温でした。記録の初期に起きた極端な現象が近年の高温現象に埋もれないよう、直前の10年間の平均的な状況を基準に評価し、気候変動による傾向を取り除きます。これにより、当時の気候と比べて熱波がどれほど極端だったかを示す指標が得られます。
この極端さを測る指標では、太平洋岸北西部の熱波は現代の平均的な気候から標準偏差で4.1に相当します。
これより極端な熱波はあったのか？
1950年から現在までの記録では、2021年6月の現象は北米西部で最も極端な熱波ですが、ほかの地域にはそれを上回る現象がいくつかあります。
下の地図は、1950年以降に世界各地で発生した最大規模の熱波を示しています。オレンジ色の濃淡は各現象が平均的な気候から何標準偏差離れていたかを示し、白色の部分は異なるデータセット間で見解が一致しないため、結果を掲載していない地域を示します。
また、再解析ではモデルを使って観測データの空白を補っている点にも留意が必要です。これにより、気象記録が十分に整っていない地域における極端な気象現象のデータ不足という長年の問題を克服できます。ただし、観測データのカバー範囲が特に乏しいアフリカの一部地域などでは、大規模な現象を見落としている可能性があります。
世界全体を対象に、気候変動がなかったと仮定して分析すると、これを上回る熱波が4回発生していたことが分かりました。これらの現象は、2つ目の再解析データセットを評価し、気象観測所の観測データと照合して検証しました。発見した現象の中には、意外なものもあります。例えば、1985年11月にブラジル南部を襲った熱波については、ほとんど報告されていないようです。
検出した中で、史上最も極端な熱波は、1998年4月に東南アジアを襲いました。この現象は、強いエルニーニョと関連しています。これは、地域の気温記録を更新した2016年の現象に似たものでした。1998年の現象は、山火事が広がるのに最適な条件を生み、サッカー場700万面分に相当する森林が失われました。
下の表は、特定した深刻な現象の上位8件を示しています。北米西部の2021年6月の熱波は5位で、よく知られた現象の中にはランク外となったものもあります。
例えば、2003年の欧州の熱波は、平均から「わずか」3.3標準偏差だったため、一覧に含まれていません。この熱波が注目されたのは、気温の規模だけでなく、社会全体への影響が大きかったためです。気温の規模は、この問題を解明するうえで次に検討すべき点です。2010年夏のシベリアの熱波も取り上げていません。数日間の非常に極端な熱波ではなく、数カ月にわたって平均を上回る状態が続いたためです。
日ごとの極端な高温が最も大きかった地域に加え、過去の気温の極端さが特に小さい地域も特定できます。偶然にも、過去70年間に大規模な極端現象を経験していない地域があります。そのため、地域で適応を促すきっかけがなければ、熱波への備えができていない可能性があります。インド、オーストラリア、中央アフリカの一部では、平均から3標準偏差を超える過去の現象が確認されていません。
極端な熱波はどれほどの速さで増えているのか？
気候が温暖化する中、過去70年間に日平均気温が上昇したことは分かっています。私たちの研究では、極端な現象がこの気候の変化より速いペースで増加している証拠があるかを調べます。
平均からの標準偏差で極端さを評価し、気候変動による温暖化の基礎的な「シグナル」を取り除きます。その結果、極端な現象は規模も頻度も増していますが、そのペースは平均的な気候の変化と同じであることが示されました。少なくとも地球規模で見るとそう言えます。（将来の熱波にはほかの変化もあり得ます。例えば、継続期間が長くなる、あるいは同時により多くの地域で発生する可能性がありますが、これらは今回の研究の対象外でした。）
極端な現象の調査には、気候モデルのシミュレーションを大規模に実行する、いわゆる「アンサンブル」が非常に役立ちます。現実世界ではこうした現象は本質的にまれですが、モデルのアンサンブルを使えば、何倍ものデータを得られます。
大規模なアンサンブルを用いた2種類のモデルでも、平均的な気候の温暖化と同じペースで極端な現象の規模が拡大すると予測されることを示しました。
極端な熱波の影響
熱波の気象条件だけで、その影響が決まるわけではないことを忘れてはなりません。人口密度、住宅事情、早期警報システムなど、多くの社会経済的要因が熱波による混乱の程度を左右します。
暑さの影響は広範囲に及び、人間や動物の健康、生態系、食料安全保障をはじめ、多くの分野に影響します。多くの場合、暑熱ストレスの指標、つまり「体感」温度の方が、影響を示すより良い指標となる可能性があります。この危険の文脈で問題を見ると、太平洋岸北西部の熱波が例外的だったことが分かります。
2021年6月の熱波では、記録を驚異的な4.6℃更新しました。気候学的に最も暑い時期の1カ月前のことです。地域の平年をはるかに超えるこうした現象への備えは容易ではありません。
記録を更新する現象が起きた後は、将来の極端な現象に対する備えが強化される可能性があります。前述のとおり、欧州では2006年の熱波による死者数は2003年より少なく、その背景には、保健当局や研究機関が整備した予防策がありました。
気候の温暖化に伴い、記録を塗り替える熱波がより頻繁に起きると予想されます。教育や、早期警報システムの改善など、より優れた適応策を通じて、こうした将来の極端な現象が社会や生態系に及ぼす影響を大幅に軽減できます。
