地球の気候は、太陽の放射エネルギーのどれだけが吸収され、地球からどれだけの熱赤外放射が放出されるかによって決まります。
エネルギー収支の不均衡が正の値であるということは、地球システムがエネルギーを獲得しており、地球が温暖化していることを意味します。
新たな研究により、2005年から2019年の間にエネルギー収支の不均衡が2倍以上に増えたことが明らかになりました。
研究者らは、2005年から2019年までの14年間に、地球のエネルギー収支の不均衡がおよそ2倍に増加したことを明らかにしました。
地球の気候は、大気中および地表で吸収される太陽の放射エネルギーの量と、地球が宇宙へ放出する熱赤外放射の量との微妙なバランスによって決まります。エネルギー収支の不均衡が正の値であるということは、地球システムがエネルギーを獲得しており、地球が温暖化していることを意味します。エネルギー収支の不均衡が2倍になったことは、最近の研究の主題であり、その結果は 6月15日に掲載されました：Geophysical Research Letters。
NASAとNOAAの科学者らは、独立した2つの測定による data を比較しました。NASAの衛星センサー群である雲と地球放射エネルギーシステム（CERES）は、地球システムに入るエネルギーと出ていくエネルギーの量を測定します。さらに、Argoと呼ばれる世界規模の海洋フロートアレイのデータにより、世界の海洋が温暖化している速度を正確に推定することができます。エネルギー収支の不均衡による余剰エネルギーのおよそ90パーセントは海洋に蓄えられるため、入射放射と射出放射の全体的な傾向は、海洋熱含量の変化とおおむね一致するはずです。
「地球のエネルギー収支の不均衡の変化を捉える2つの非常に独立した方法は、本当に、非常によく一致しており、どちらも非常に大きな傾向を示しています。これにより、観測しているものが計測機器の人為的な誤差ではなく、実際の現象であるという強い確信が得られます」と、本研究の筆頭著者であり、バージニア州ハンプトンにあるNASAラングレー研究センターのCERES主任研究者であるノーマン・ローブ氏は述べています。「私たちが見出した傾向は、ある意味で非常に憂慮すべきものです。」
人間活動による二酸化炭素やメタンなどの温室効果ガスの排出量が増加すると、大気中に熱がとどまり、本来であれば宇宙へ逃げていく放射を捕捉します。温暖化は、雪や氷の融解、水蒸気の増加、雲の変化などの他の変化を引き起こし、それがさらに温暖化を強めることがあります。地球のエネルギー収支の不均衡は、これらすべての要因の正味の影響です。不均衡を主に引き起こしている要因を特定するため、研究者らは、雲、水蒸気、微量ガスと太陽光出力の複合的な寄与、地表アルベド（地表で反射される光の量）、エアロゾルと呼ばれる微細な大気中の粒子、そして地表および大気温度分布の変化を調べる手法を用いました。
本研究によれば、不均衡の拡大は、部分的には人間活動による温室効果ガスの増加（人為的な強制力とも呼ばれます）の結果であり、加えて水蒸気の増加により、より多くの長波放射が捕捉され、地球のエネルギー収支の不均衡をさらに助長しています。さらに、それに関連する雲と海氷の減少により、太陽エネルギーの吸収が増加しています。
研究者らはまた、太平洋十年規模振動（PDO）が寒冷期から温暖期へ転じたことが、エネルギー収支の不均衡の強まりに大きく寄与した可能性が高いことも明らかにしました。PDOは太平洋の気候変動のパターンです。その特徴として、東太平洋における大規模な水塊の楔状の分布があり、これが寒冷期と温暖期を繰り返します。地球システムにおけるこの自然発生的な内部変動は、天候や気候に広範囲にわたる影響を及ぼす可能性があります。2014年頃に始まり2020年まで続いた極めて温暖なPDO期は、海洋上の雲量の広範な減少と、それに伴う太陽放射の吸収の増加を引き起こしました。
「人為的な強制力と内部変動の両方が組み合わさったものである可能性が高いです」とローブ氏は述べています。「そしてこの期間、その両方が温暖化を引き起こしており、それが地球のエネルギー収支の不均衡にかなり大きな変化をもたらしています。この増加の規模は前例のないものです。」
ローブ氏は、本研究は長期的な気候変動に対する一時点の観測にすぎず、今後数十年の地球のエネルギー収支がどのようになるかを確実に予測することはできないと注意を促しています。ただし、研究では、熱の取り込み速度が低下しない限り、すでに起きている以上に大きな気候変動が予想されると結論づけています。
「ArgoとCERESによる長期にわたり、非常に相補的な記録によって、私たちは地球のエネルギー収支の不均衡を精度を高めて特定するとともに、時間の経過とともにその変動と傾向をより深く理解できるようになりました」と、本研究の共著者であり、ワシントン州シアトルにある米国海洋大気庁（NOAA）太平洋海洋環境研究所の物理海洋学者であるグレゴリー・ジョンソン氏は述べています。「このエネルギー収支の不均衡の規模と変動を観測することは、変化しつつある地球の気候を理解するうえで極めて重要です。」
