人為的な気候変動により、世界各地で極端な降雨と干ばつのパターンが「強まっている」と、新たな研究で明らかになった。
温室効果ガスとエアロゾルの排出増加は、産業革命以降の干ばつパターンの主要な寄与要因となってきた。
問題の真の規模を理解するため、科学者らは「人間の指紋（ヒューマン・フィンガープリンティング）」と呼ばれる新たな手法を用いた。
結果によると、米国、中央アジア、南部アフリカでは降雨量の減少に「人間の指紋」が検出できる。また、アフリカのサヘル地域での降雨量の増加にも検出できる。インドおよびカリブ海地域。
温室効果ガスの排出増加に加え、人為的な汚染によって放出されたエアロゾルや大規模な火山噴火も、産業革命以降を通じて、世界の干ばつパターンの「主要な寄与要因」となってきたと、研究は述べている。
この研究結果は「世界全体の干ばつパターンに対する人為的影響を特定するという課題に取り組むもの」であると、ある気候科学者がCarbon Briefに語った。
指紋
干ばつは、世界で最も高額な気象関連災害の一つである（PDF）。生態系、農業、人間社会に影響を及ぼしている。生態系、農業、および人間社会に影響を及ぼしている。
しかし、気候変動が世界規模で干ばつリスクにどのように影響しているかを理解することは、困難を伴う可能性があると、アンドリュー・キング博士（メルボルン大学の気候極端現象研究フェロー）は説明する。メルボルン大学。キング氏は今回の論文には関与していないが、Carbon Briefに次のように語っている。
「世界の多くの地域では、観測記録が短いことに加え、干ばつの継続期間が長いという性質があるため、困難である。残念ながら、分析対象となる事例が比較的少ない。」
新たな研究は、Nature Climate Changeに掲載されたもので、科学者らは気候科学で新たに用いられている「人間の指紋（ヒューマン・フィンガープリンティング）」と呼ばれる手法を用いた。筆頭著者のセリーヌ・ボンフィルス博士（ローレンス・リバモア国立研究所の物理学者）は、Carbon Briefに次のように説明している。
「指紋解析研究の主な目的は、地球の気候に対する自然の影響と人為的影響を切り分けることである。ある時点で私たちが経験している気候は、多くの要因に影響されている。その一つが地球の気候における内部の「ノイズ」、すなわちエルニーニョおよびラニーニャのような、純粋に自然に生じる変動である。気候は、異なる速度と場所で作用する「外部」要因からも影響を受けている。」
ボンフィルス氏によれば、重要な人為的影響には温室効果ガスの排出と大気汚染エアロゾルが含まれる。人為的でない重要な影響には、地球の気候の自然な変動や大規模な火山噴火があり、これによってもエアロゾルが放出される。
用いて気候モデル、科学者らは1860年から2019年までの世界の干ばつと降雨パターンにおける人間の指紋を探索した。
「湿潤・乾燥パターン」
モデルシミュレーションから、研究者らは世界の干ばつパターンに関して、二つの明確な人間の指紋を見出した。ボンフィルス氏は次のように述べている。
「1950年以降、人為的に生じた温室効果ガスと大気中の微粒子状汚染物質が、気温、降水量、地域的な乾燥度の世界的な変化に、二つの異なる形で影響を及ぼしてきたことが分かった。この二つの人間の「指紋」は、観測において統計的に識別可能である。」
科学者らは、1950年以降世界中で見られる干ばつと極端な降雨のパターンの強化について、最初の人間の指紋を発見した。これは「湿潤・乾燥パターン」とも呼ばれる。
以下の地図は、1860年から2019年までの世界全体における降雨量の局所的な偏差（上）と「気候湿潤度指数」（CMI、下）を示している。（CMIは、降雨パターンと気温、降雨量、蒸発量の関係に基づく乾燥度の指標である。）地図上では、茶色は乾燥化を、緑色は降雨量と湿潤度の増加を示している。
これらの地図は、19世紀半ば以降、世界の大陸全体が概ね乾燥化してきたことを示している。
降雨量が大幅に減少している地域には、タイ、インドネシアおよび中国東部、ならびに米国（カリフォルニア州を含む）が含まれると、結果は示している。
これらの変化は「数十年規模の温室効果ガス排出量の増加に大きく起因している」と、科学者らは研究論文で述べている。ボンフィルス氏はさらに次のように付け加えている。
「人為的な硫酸塩エアロゾル（燃焼過程から排出される微細な粒子状汚染物質）は、これらの関係性を強制する上で二次的な役割を果たしている。太陽光を宇宙へ反射することで、これらの人為的エアロゾルは地球を冷却し、温室効果ガスによる温暖化を部分的に相殺してきた。火山から放出される自然エアロゾルも同様の形で寄与してきたが、その影響は噴火後わずか1～3年間に限られる。」
熱帯降雨帯
研究チームは、熱帯収束帯（ITCZ）の変化に関連する二つ目の人間の指紋を発見した。
ITCZは、赤道付近で地球を取り囲む、低気圧の巨大な帯である。熱帯地域の多くの年間降雨パターンを支配しており、数十億人にとって気候の重要な特徴となっている。ボンフィルス氏は次のように説明している。
「地球上で最も激しい降水は、ITCZで発生する。この熱帯降雨帯は、南半球と北半球からの貿易風が収束する場所で形成される。両者の気団が出会い、上昇して大気中で凝結し、激しい降雨を生じさせる。」
ITCZは毎年、南北に移動し、季節による太陽の位置をおおよそ追うように、熱帯地域を南北に移動している。
新たな研究により、人間の影響がITCZの移動に影響を及ぼしてきたことが明らかになった。1980年代までは、支配的な影響は人為的エアロゾルであったと、ボンフィルス氏は述べている。
「二つ目のより微妙な「指紋」は、北半球と南半球の間の気温差を捉えたものであり、主に1980年代までヨーロッパと北米から排出された人為的な粒子状汚染物質による冷却効果によって制御されている。この気温差により熱帯降雨帯［ITCZ］は南へ移動し、より冷涼な北半球から遠ざかった。その結果、米国西部では降雨が増え、サヘルやインドでは降雨が減少した。」
しかし1980年以降は、人為的な温暖化が支配的な影響となったと、彼女は述べている。
「1980年以降、北半球は南半球よりも温暖になった。その理由は二つある。第一に、大気汚染規制により、北米とヨーロッパにおける人為的エアロゾルの排出が減少した。第二に、温室効果は、主に海洋に覆われた南半球よりも、主に陸地に覆われた北半球をより速く温暖化させる。」
「これら二つの理由により、熱帯降雨帯［ITCZ］は1980年以降北へ移動し、米国西部への降雨は減少し、サヘルへの降雨は増加した。」
「ごちゃ混ぜ」
この結果は、過去1世紀にわたって見られた世界の干ばつパターンの複雑な変化を説明する助けとなる、とボンフィルス氏は述べている。
「これら指紋が入り混じった「ごちゃ混ぜ」の主要な寄与強制要因は、温室効果ガスの着実な増加、粒子状汚染物質排出の複雑な時間的変化、そして火山噴火であることが分かった。観測された気温、降水量、乾燥度の同時に変化する動きを十分に説明するためには、これらすべての強制要因を一体として考慮しなければならない。」
キング氏は、この研究が「世界全体の干ばつパターンに対する人為的影響を特定するという課題に取り組んでいる」と付け加えている。
「この研究は、多くの地域で温室効果ガス排出が継続する一方で、エアロゾル排出が減少するという中での、気候変動下の干ばつ予測に役立つだろう。」
この研究はまた、干ばつパターンの制御における大気汚染エアロゾルの重要性を浮き彫りにしていると、クレイグ・ポク博士（リーズ大学のポストドクトラル研究員。今回の研究には関与していない）は述べている。同氏はCarbon Briefに次のように語っている。
「［本研究は］エアロゾル排出と、それが気候に及ぼす間接的影響を、乾燥度の変化と結び付けている。示された結果は、この関連性の重要性を浮き彫りにし、この系統の研究において、エアロゾル排出がより頻繁に考慮されるべき理由を示している。」
