2018年上半期、海洋熱含量（OHC）が過去最高を更新した。1940年にOHCの記録が始まって以来、海洋の熱量が最も多くなった。
これは、Carbon Briefが発表した最新の「気候の現状」報告書の主な内容の一つだ。世界の気候データを四半期ごとにまとめるこのシリーズには現在、気温、海洋の熱量、海面水位、温室効果ガス濃度、気候モデルの性能、極域の氷が含まれている。
2018年の世界平均地表気温は、記録が始まった1800年代半ば以降で4番目に高くなる見通しで、2015年、2016年、2017年に次ぐ。2018年上半期には中程度の寒冷化をもたらすラニーニャ現象が発生したにもかかわらず、気温は記録的な高水準に近かった。
中程度のエルニーニョ現象が発生すると予想されているのは11月で、2018年の終わりごろの気温をやや押し上げるだろう。ただし、エルニーニョが地表気温を上昇させる影響は数カ月遅れて現れる傾向があるため、この現象の影響は主に2019年に及ぶ。
最新データによると、2018年も世界の海面水位は上昇を続け、1990年代初頭より約8センチ（cm）高くなった。二酸化炭素（CO2）、メタン（CH4）、亜酸化窒素（N2O）などの温室効果ガスの大気中濃度も、2018年に過去最高水準に達した。
年初の北極海では、海氷が過去最低または過去最低に近い水準だったが、夏季の最小値は、記録が始まった1970年代後半以降で6番目に低い水準にとどまった。現在、北極圏の複数年海氷も過去最低に近い水準にあり、海氷の約80％はできてから1～2年しか経っていない。
海洋熱含量が過去最高に
2018年はこれまでのところ、海洋に蓄えられた熱量の総計、すなわち海洋熱含量（OHC）が過去最高を更新した。観測が始まった1940年代初頭以降、測定されたOHCはどの年よりも高かった。
人間活動によって排出された温室効果ガスは、大気中に余分な熱を閉じ込める。その一部は地球の表面を温めるが、大部分、つまり90％を超える熱は海洋に入る。その多くは水深700メートルまでの上層に蓄積するが、一部は深海にも混ざり込む。下図は、1940年から現在までの海洋熱含量の推定値を、水深700メートルまでと700～2,000メートルの層について示している。
水深0～700メートルおよび700～2,000メートルの層における月ごとの世界の海洋熱含量（ゼタジュール単位。10の21乗ジュール）。データ出典：Chengら（2017）。2018年6月まで更新。Carbon Briefが次を使用して作成したグラフ：Highcharts。
多くの点で、OHCは世界平均地表気温よりも気候変動をよく示す指標だ。余分な熱の大半が蓄積する場所であり、年ごとの変動も地表気温よりはるかに小さい。
温暖化の規模や速度の変化は、地表よりも海洋熱含量の記録からはるかに容易に検出できる。例えば、OHCには、地表気温の記録で見られる2000年代半ばの温暖化の停滞を示す証拠がほとんどない。また、1991年以降は明確に加速しており、ここ数十年に温室効果ガスの排出速度が増加したことと一致する。
1991年以降、ほぼ毎年OHCの記録が更新されている。大気中の温室効果ガス濃度が上昇するにつれ、地球システムに熱が蓄積し続けていることを示している。
地表気温は4番目の高温となる見込み
世界の地表気温は、複数の国際機関が発表している。例えば、NASA、NOAA、英国気象庁ハドレーセンター／UEA、バークレー・アース、カウタン・アンド・ウェイがある。コペルニクス／ECMWFも、観測値と気象モデルを組み合わせて地表気温を推定しており、この手法は「再解析」と呼ばれる。
下のグラフは、これらの機関による1970年以降（コペルニクス／ECMWFの場合は1979年以降）の年間世界地表気温を比較している。色付きの線は各年の気温を示し、右側の点は2018年1月から9月までの年初来推定値を示す。値は共通の基準期間、すなわち各系列の1979～2000年の平均気温を基準に示している。地表気温の記録では、1970年以降に約0.86℃上昇しており、10年あたりの上昇率は約0.19℃となっている。
（公表時点で、ハドレー、カウタン・アンド・ウェイ、バークレーの9月の値は未公表である点に留意されたい。値が公表され次第、この記事を更新する。ただし、数値はごくわずかしか変わらない見込みだ。）
年間世界平均地表気温。出典：NASA GISTemp、NOAA GlobalTemp、Hadley/UEA HadCRUT4、Berkeley Earth、Cowtan and Way（各線）およびCopernicus/ECMWF。2018年の年初来（1～9月）の気温も色付きの点で示す。偏差は1979～2000年を基準に算出。Carbon Briefが次を使用して作成したグラフ：Highcharts。
2018年は、コペルニクスを除くすべての地表気温系列で、記録上4番目に高温となる見込みだ。コペルニクスでは3番目か4番目に高温となる可能性が高い。記事の次の節で詳しく述べる熱帯太平洋のエルニーニョ現象が発達しており、年内残り3カ月の気温偏差をわずかに高めるとみられる。
2018年の年初来の気温も、データの長期的な温暖化傾向（黒い点線で示す）から予想される値にかなり近い。2015年と2016年の高温は一部、スーパーエルニーニョ現象によるもので、その後は気温が少し下がっていた。
各機関が示す温暖化率は全体として似ているが、記録が北極圏のどの程度を網羅しているか、またどの海面水温（SST）記録を使用しているかによって違いがある。こうした差はここ数年に特に顕著で、2018年も続く見込みだ。
こうした違いは、下図に示す各記録の2014年1月から2018年9月までの月別気温データで最もはっきりと表れている。
月ごとの世界平均地表気温。出典：NASA GISTemp、NOAA GlobalTemp、Hadley/UEA HadCRUT4、Berkeley Earth、Cowtan and Way、Copernicus/ECMWF。偏差は1979～2010年を基準に算出。Carbon Briefが次を使用して作成したグラフ：Highcharts。
例えば2018年初頭、NOAAとハドレー／UEAの記録（黄色と青色の線）は、他の機関よりかなり低い気温を示していた。北極圏の異例の高温状態を十分に考慮していなかったためだ。英国気象庁が指摘するように、各記録の対象を共通してカバーする地域に限定すると、すべての記録はよく一致する。
エルニーニョが発生し始める
2018年上半期は小規模なラニーニャ現象によって気温が低下した一方、2018年最終四半期には発生すると予想される中程度のエルニーニョ現象が見込まれる。ほぼすべての予測モデルが、2018年の残りの期間は中程度のエルニーニョ現象になると予想しており、熱帯太平洋の海面水温は最近の平均を約0.5～1℃上回る見通しだ。
エルニーニョ現象とラニーニャ現象は、総称してエルニーニョ・南方振動（ENSO）と呼ばれ、長期的な地表温暖化傾向に重なる年ごとの変動をもたらす主な要因だ。ENSO現象は、熱帯太平洋の海洋と大気の間で起こる気温の変動であり、年によって気温が高くなったり低くなったりする一因となる。
下図は、さまざまな科学機関が作成したENSO予測モデルを示す。各種類のモデルの平均値は、太い赤、青、緑の線で示されている。0.5℃を超える正の値はエルニーニョ現象を、-0.5を下回る負の値はラニーニャ現象を示す。
エルニーニョ・南方振動（ENSO）の3カ月ごとの予測モデル。対象はニーニョ3.4海域（9～11月、SONなど）で、データはCPC/IRIのENSO予測から取得。
NOAAの気候予測センターとコロンビア大学の国際研究所によると、2018年の残りの期間から2019年初頭にかけてエルニーニョ現象が発生する確率は約90％だ。
一般にエルニーニョ期は他の月より気温が高くなる傾向がある。熱帯太平洋東部の広い高温域から大気へ余分な熱が移るためだ。同様に、ラニーニャ現象は世界の気温を下げる。どちらの場合も影響にはやや遅れがあり、世界の気温への影響は現象の初期には小さく、終盤またはその少し後に大きくなる傾向がある。
これは、NOAAの国立環境情報センター（NCEI）による下図に表れている。この図は、NOAAの世界気温記録の月別データを示し、各月をENSOの状態に応じて色分けしている。赤色の月はエルニーニョ現象、青色の月はラニーニャ現象を表す。灰色の月はENSOが中立の状態だ。
ENSOの状態に応じて色分けしたNOAAの月別世界地表気温。図の出典：NOAA NCEI、Deke Arndt。
エルニーニョ、ラニーニャ、ENSO中立のいずれの月にも、明確な温暖化傾向が見られる。現在のラニーニャ現象時の気温は、わずか10年前のエルニーニョ現象時より高いことも多い。世界の気温の年ごとの変動はENSOの影響を強く受けるが、その影響は、CO2などの人為的排出によって引き起こされる長期的な温暖化傾向と比べると小さい。
気候モデルと観測値の比較
2016年のスーパーエルニーニョ後に気温がわずかに下がったものの、地表気温は依然として気候モデルの予測範囲内に十分収まっている。
気候モデルは、将来の排出量、温室効果ガス濃度、その他の気候に影響する要因.
2005年以前の気温に関するモデル推定値は、過去の既知の気候要因を用いた「再現予測」であり、2005年以降に予測された気温は、状況がどのように変化するかを推定した「予報」です。
下図は、IPCC第5次評価報告書で取り上げられた個々のモデル予測の範囲（1970年から2020年まで）を灰色の網掛けで、全モデルの平均予測を黒色で示しています。— CMIP5モデル— 個々の観測気温記録は色付きの線で示されています。
年ごとの世界平均地表気温（対象：CMIP5モデルおよび1970年から2020年までの観測値。モデルでは2005年以降にRCP4.5の強制力を使用しています。観測値による測定対象に合わせ、海洋上では海面水温、陸上では地上気温を含みます。1970～2000年を基準とした偏差をプロット。Carbon Briefが作成、使用ツール：Highcharts。
2005年から2014年にかけて、世界の気温は気候モデルが予測した温暖化をやや下回っていましたが、ここ数年はかなりモデル平均に近い水準となっています。これは、NASA、Cowtan and Way、Berkeley、Copernicus再解析など、全球を網羅する気温記録で特に顕著です。
海面上昇は続く
海面は2018年の年初来で過去最高に達しました。これは、複数の要因が重なったためです。すなわち、陸上の氷（氷河や氷床）の融解と、水温上昇に伴う水の熱膨張です。
下図は、1990年代初頭に衛星による測定が始まって以来の世界の海面上昇を示しています。潮位計によるそれ以前の海面データも利用でき、データはさかのぼって19世紀後半まであります。
1993年1月から現在までの衛星データに基づく世界平均海面。6カ月フィルターと氷河性地殻均衡調整を適用。網掛け部分は推定不確実性を示します。1993～1998年に重ねた破線は、初期の衛星の1機で生じた計器ドリフトの補正を示しています。図の出典：AVISO。
海面上昇は世界の地表気温に敏感です。気温がやや高くなるエルニーニョの年は、ラニーニャの年より海面が急速に上昇する傾向があります。たとえば、2014年から2016年にかけて海面は急速に上昇しました。ただし、こうした変動は、一貫して続く長期傾向の周りに見られる比較的小さなものです。海面は全体として、1990年代初頭から約8cm、1880年代から約22cm上昇しています。
海面データには、氷河性地殻均衡調整が反映されています。これは、約2万年前に北米とヨーロッパの大部分を覆っていた厚さ数キロメートルの氷床が融解し、地球が反発して隆起したことで、最終氷期の終わり以降、海盆がわずかに拡大していることを考慮するものです。この調整は比較的小さく、海面上昇率に加わるのは約0.3mm/年、つまり現在の海面上昇率の約10％にすぎません。
温室効果ガス濃度が上昇
化石燃料、土地利用、農業に由来する人為的排出により、温室効果ガス濃度は2018年に過去最高に達しました。
3種類の温室効果ガス、CO2、CH4、N2Oが、人間活動によって閉じ込められる追加的な熱の大部分をもたらしています。CO2が圧倒的に大きな要因で、1750年以降の「放射強制力」の増加のおよそ50％を占めます。CH4は29％、N2Oは約5％です。残りの16％は、一酸化炭素、ブラックカーボン、ハロカーボン（CFCなど）を含むその他の要因によるものです。
人為的な温室効果ガス排出により、大気中のCO2、CH4、N2O濃度は、少なくとも数百万年ぶりの高水準に達しており、それ以上の可能性もあります。下図は、これらの温室効果ガスの濃度を、CO2は百万分率（PPM）、CH4とN2Oは10億分率（PPB）で示したもので、1980年代初頭から現在までを対象としています。
CO2、CH4、N2Oの世界濃度。NOAAのデータに基づく地球システム研究所。実線は月ごとの値、破線は12カ月平均を示しています。Carbon Briefが作成、使用ツール：Highcharts。
CO2とN2Oの濃度は着実に上昇し、近年は上昇ペースも加速していますが、CH4濃度はやや特異なパターンを示しています。21世紀初頭に濃度が横ばいだった時期を経て、2007年以降、再び上昇しています。
過去10年間にCH4濃度が上昇した原因については、今も科学的な議論が続いています。一部の研究は、その原因として熱帯地域の湿地や稲作が主な要因であり、非在来型の石油・ガス採掘の拡大の影響は限定的だと示唆しています。一方で、別の研究者は農業と同様に、化石燃料も濃度上昇に重要な役割を果たしていると主張しています。
海氷は低水準が続く
2018年初頭の大半、海氷は過去最低水準にとどまり、北極圏では南極圏でもかなり低い水準でした。ここ数カ月で北極圏の海氷はやや回復しましたが、1979～2010年の歴史的な範囲の下限にとどまっています。
下図は、2018年の北極圏と南極圏の海氷域面積（赤と青の実線）、1979年から2010年までの記録における過去の範囲（網掛け部分）、および過去最低値（黒い点線）を示しています。世界の気温記録とは異なり、海氷データは毎日収集・更新されるため、現在までの海氷域面積を確認できます。
北極圏と南極圏の海氷域面積の日次データ。出典：米国国立雪氷データセンター。太線は2018年の日次値を示し、網掛け部分は過去の値の標準偏差2つ分の範囲（1979～2010年）を示しています。黒い点線は各極の過去最低値です。Carbon Briefが作成、使用ツール：Highcharts。
海氷域面積だけでは、極域の変化の全容は分かりません。厚さ（および体積）も重要な指標ですが、測定はより困難です。汎北極海氷・海洋モデリングおよび同化システム（PIOMAS）プロジェクトは、1979年以降の海氷体積の推定値を提供しており、下図に示されています。
1979年から2017年までの北極海氷体積の偏差。出典：PIOMAS。
海氷体積は明確な減少傾向を示しています。月によって値は異なりますが、2018年の年初来の範囲は、北極海氷体積の長期的な減少と一致しています。
北極圏では現在、複数年氷も過去最低に近い水準です。米国国立雪氷データセンター（NSIDC）による下図は、1980年代半ば以降の各年について、夏の融解期終了時点における海氷の経過年数を示しています。
1985年以降、各年の夏の融解期終了時点における複数年氷（単位：百万平方キロメートル）。図の出典：コロラド大学ボルダー校、およびNSIDCのW. Meier氏、J. Stroeve氏。
NSIDCの推定によると、現在の海氷のうち3年以上のものは約20％にすぎず、残る80％は1～2年のものです。複数年氷の減少により、北極圏はさらなる融解の影響を受けやすくなっており、海氷体積全体の減少傾向も反映されています。
