1850年代にさかのぼる歴史記録によると、北大西洋のハリケーン発生頻度は過去150年間で増加していることが新たな結果から示された。
MITは、暴風雨の記録ではなく気候モデリングを用いて、世界各地のハリケーンと熱帯低気圧の歴史を再構築することができた。
将来、嵐がどのように変化するかを予測するには、過去について知ることが役立つ。1850年代にさかのぼる歴史記録によると、北大西洋のハリケーンは過去150年間で発生頻度が高まっている。
しかし科学者たちは、この増加傾向が実際の現象を反映しているのか、それとも偏りのある記録管理による見かけ上のものなのかを疑問視してきた。19世紀の暴風雨の追跡者が21世紀の技術を利用できていたら、より多くの嵐を記録していただろうか。この根本的な不確実性のため、科学者たちは、気候が嵐に及ぼす影響を探る手がかりとして暴風雨の記録やその中のパターンに頼ることを控えてきた。
本日発表されたMITの新たな研究は、Nature Communicationsに掲載され、暴風雨の記録ではなく気候モデリングを用いて、世界各地のハリケーンと熱帯低気圧の歴史を再構築した。この研究は、歴史記録が示してきたのと同様に、北大西洋のハリケーン発生頻度が過去150年間で実際に増加したことを明らかにしている。
とりわけ、大型ハリケーンもハリケーン全般も、過去より現在のほうが発生頻度が高い。また、上陸するハリケーンは勢力を増し、破壊力が高まっているようだ。
興味深いことに、北大西洋では嵐の活動全体が増加している一方、世界の他の地域では同じ傾向は見られなかった。この研究によると、世界全体の熱帯低気圧の発生頻度は、過去150年間で大きく変化していない。
「当初の歴史記録が示していたとおり、北大西洋のハリケーン活動は長期的に増加している一方、世界全体のハリケーン活動には大きな変化がないことを、証拠は示しています」と、研究著者でMIT地球・大気・惑星科学部のセシル・アンド・アイダ・グリーン大気科学教授、ケリー・エマニュエル氏は述べる。「これは、気候がハリケーンに及ぼす影響の解釈を確実に変えるでしょう。つまり、気候の地域性が重要で、地球の他の地域とは異なる何かが北大西洋で起きたということです。それは地球温暖化が原因かもしれませんが、温暖化が地球全体で一様に進むとは限りません。」
偶然の遭遇
熱帯低気圧に関する最も包括的な記録は、国際ベストトラック気候管理アーカイブ（IBTrACS）として知られるデータベースにまとめられている。この歴史記録には、1940年代までさかのぼる衛星や航空機による最新の観測データが含まれる。データベースの古い記録は、たまたま嵐の進路上にいた船舶や島からの報告に基づいている。これらの初期の記録は1851年までさかのぼり、データベース全体では過去150年間に北大西洋の嵐の活動が増加したことが示されている。
「歴史記録にそう示されていることに異論を唱える人はいません」とエマニュエル氏は言う。「一方で、良識ある人の大半は、それほど昔までさかのぼる歴史記録を本当に信頼しているわけではありません。」
近年、科学者たちは統計的な手法を用いて、歴史記録から漏れている可能性のある嵐を特定してきた。そのために、過去150年間の大西洋の航路をデジタル上で再構築したデータをすべて参照し、それらを現代のハリケーンの進路図に重ね合わせた。続いて、船舶がハリケーンに遭遇する確率、あるいはその存在にまったく気づかない確率を推定した。この分析から、初期の嵐のかなりの数が歴史記録に残されていない可能性が高いことがわかった。こうした見落とされた嵐を考慮した結果、過去150年間で嵐の活動に変化がなかった可能性があると結論づけた。
しかしエマニュエル氏は、19世紀のハリケーンの進路は、今日の進路とは異なっていた可能性があると指摘する。さらに、古い航路はまだデジタル化されていないため、科学者たちの分析では重要な航路が見落とされていた可能性もある。
「わかっているのは、（嵐の活動に）変化があったとしても、デジタル化された船舶記録を使って検出することはできなかったということだけです」とエマニュエル氏は言う。「そこで私は、歴史データを一切使わずに、より良い方法で調べる機会があると思いました。」
嵐の種をまく
その代わりに、彼は力学的ダウンスケーリングという手法を用いて過去のハリケーン活動を推定した。この手法は彼の研究グループが開発したもので、気候がハリケーンに及ぼす影響を研究するため、過去15年間にわたって活用してきた。まず粗い解像度の全球気候シミュレーションを用意し、そのモデルに、ハリケーンほど小さな特徴もシミュレーションできる高解像度モデルを組み込む。次に、統合したモデルに大気や海洋の状態を示す実測値を入力する。さらにエマニュエル氏は、現実的なシミュレーションの中にハリケーンの「種」を散りばめ、時間を進めて、どの種が本格的な嵐へと発達するかを調べる。
今回の研究では、エマニュエル氏はハリケーンモデルを気候の「再解析」に組み込んだ。再解析とは、過去の観測と気候シミュレーションを組み合わせて、過去の気象パターンや気候条件を正確に再構築する気候モデルの一種である。彼が用いたのは、地表で収集された観測値のみを対象とする特定の気候再解析データ群だ。たとえば、1850年代以降、一貫して気象条件や海面水温を記録してきた船舶による観測が含まれる一方、1970年代に体系的な観測を始めたばかりの衛星による観測は含まれない。
「観測データが段階的に異なるものへと置き換わることで生じる人工的な傾向を避けるため、この手法を選びました」とエマニュエル氏は説明する。
彼は3種類の気候再解析データにハリケーンモデルを組み込み、過去150年間の世界各地の熱帯低気圧をシミュレーションした。3つすべてのモデルで、北大西洋のハリケーン活動に「疑いようのない増加」が見られた。
「19世紀半ば以降、大西洋の活動はかなり大きく増加していました。これは予想していませんでした」とエマニュエル氏は言う。
嵐の活動が全体として増加する中で、彼は「ハリケーンの干ばつ」も確認した。これは、1970年代から80年代にかけて年間のハリケーン数が一時的に減少した時期を指す。嵐の活動のこの一時的な停滞は歴史記録にも見られ、エマニュエル氏の研究グループは原因を提案している。化石燃料の燃焼による副産物である硫酸塩エアロゾルが、気候への影響の連鎖を引き起こし、北大西洋を冷やしてハリケーンの発生を一時的に抑えた可能性が高い。
「過去150年間の全般的な傾向は嵐の活動の増加であり、その途中にこのハリケーンの干ばつがありました」とエマニュエル氏は指摘する。「現時点では、19世紀に始まった活動の長期的な増加が続いている理由よりも、ハリケーンの干ばつが起きた理由のほうを、より確信を持って説明できます。その理由はまだ謎であり、地球温暖化が将来の大西洋のハリケーンにどのような影響を及ぼすかという問題にも関わっています。」
