対流圏は地球の大気の最も低い層です。
科学者たちは、気候変動を示すさらなる証拠として、対流圏の拡大を測定しました。
研究では、2000年以降の対流圏の気温上昇の約80％が、人間活動による温暖化に起因することが分かりました。
このことは、化石燃料と人間活動の影響が、私たちの周囲のあらゆる場所、さらには「頭上高く」にまで及んでいることを示しています。
国際的な科学者チームは、気温上昇によって拡大している対流圏（地球の大気の最も低い層）を測定し、気候変動を示すさらなる証拠を提示しました。
研究者たちは、対流圏の上端である圏界面の高度を1980年から2020年まで追跡しました。その結果、過去20年間に圏界面は10年あたり平均50～60メートル上昇しており、その速度は直前の20年間をわずかに上回り、圏界面の高度が概して安定していた1960年以前とは著しい対照をなすことが分かりました。
科学者たちは自然要因の影響を差し引き、2000年以降の対流圏の気温上昇の約80％が、温室効果ガス濃度の増加によって進む人為的な温暖化に起因すると判断しました。
「私たちの研究は、人為的な気候変動を示す非常に重要な証拠をもう一つ提示するものです。圏界面にもその証拠が観測されます」と、トロント大学芸術・理学部の地理・計画学科准教授で、この結果を記した論文の責任著者であるジェーン・リウ氏は述べています。この論文は学術誌Science Advancesに掲載されました。
「化石燃料の消費が痕跡を残していることを示しています。異常気象、海面上昇、氷河の後退といった地表への影響だけでなく、頭上高くを含め、あらゆる場所に及んでいるのです。」
論文の筆頭著者は中国の南京大学の孟玲雲氏で、共同責任著者はコロラド州ボルダーにある米国国立大気研究センターのウィリアム・ランデル氏です。その他の著者には、カナダ、オーストリア、中国の研究者が含まれます。
圏界面は、海面からおよそ極地で10キロメートル、赤道で20キロメートルの高さにあります。研究者たちは、北半球の緯度20度から80度の範囲における圏界面の高度データを分析しました。
考慮した自然要因には、1982年のエルチチョン火山と1991年のピナツボ山の大規模噴火のほか、エルニーニョとして知られる気候現象に伴う太平洋の温暖化が含まれます。
リウ氏らは、気温、気圧、湿度、風を測定する気象観測気球に搭載され、地上高くまで運ばれた機器が収集したデータを使用しました。追加データは、電波掩蔽と呼ばれる手法から得ました。この手法では、全地球測位システム（GPS）衛星の信号が大気を通過し、地球の反対側にある衛星で受信されます。
主な発見に加え、リウ氏らは圏界面の上昇を引き起こす要因に変化があったことを確認しました。
1980年から2000年までの上昇は、対流圏の温暖化と、その上にある成層圏の寒冷化の両方によるものでした。2000年以前の成層圏の寒冷化は、冷蔵設備やエアコンで広く使われるクロロフルオロカーボンなどの化学物質の増加によって大気中のオゾンが減少した結果でした。
しかし、2000年以降はクロロフルオロカーボンの濃度が下がり、成層圏の寒冷化は弱まりました。リウ氏によると、これは、クロロフルオロカーボンの使用を制限した1987年のモントリオール議定書の結果、大気のオゾン層が回復しつつある兆候です。
成層圏の寒冷化が弱まったことは明るい兆候ですが、圏界面の上昇は鈍化していません。つまり、温室効果ガスによる対流圏の温暖化が、寒冷化の弱まりを補って余りある影響を及ぼしています。
「それでも、モントリオール議定書が効果を上げたことを示しています」とリウ氏は述べます。「地球温暖化についても、同じことができるのです。」
気候危機に対処するCOP26サミットのため、世界各地の代表者がスコットランドのグラスゴーに集まる中、この研究結果が発表されました。この会合は、世界的な脅威に対処する最後の、そして最善の機会だと多くの人に受け止められており、リウ氏は出席者がこの結果とすべての科学的証拠に注目することを願っています。
「この研究は、COP26の代表者だけでなく、人為的な気候変動や地球で起きていることにまだ疑問を抱いているすべての人に、非常に明確なメッセージを送っていると思います。」
