エルニーニョ現象が地球の大部分で気温を押し上げ、1998年に観測されたような世界平均気温の急上昇の一因となり、深刻な山火事、干ばつ、洪水をもたらすことは、よく耳にする話です。
実際、エルニーニョは主に海水温の現象と考えられているにもかかわらず、その追加的な温暖化は通常、海洋よりも陸上でははるかに顕著に表れます。
主に熱帯東太平洋の温かい海水の塊によって特徴づけられる現象が、どのようにして世界の陸上気温にこれほど広範な影響を及ぼしうるのでしょうか？
次の例を考えてみてください。家の中に、すべての部屋を暖める暖房器具があるとします。暖房の温度を1度上げれば、家の他の部分も少し暖まるはずですが、おそらく1度未満にとどまり、最も離れた部屋は最も暖まりにくいと予想されるでしょう。驚くべきことに、気候システムにおいて熱帯の海洋を温めた場合には、この通りにはなりません。この暖房器具は、自身の温度以上にすべての「部屋」を温めてしまうのです。
仮に地球上のすべての海洋を1℃温めたとすると、陸地は直接の結果として1.5℃温暖化することがわかっています。平均すると、陸地は常に海洋よりも大きく温暖化します。ここでの重要な違いは、熱帯の海洋を温めると、海面からの蒸発によって大気中に追加の水蒸気も放出されることです。
海洋上の温暖な空気が大気中のより高い高度へ上昇すると、空気中の水分が雨となって降り落ち、「凝結潜熱」と呼ばれる追加の熱を放出します。これにより、空気がさらに温められます。
陸上の気温は、その上空のより高高度の温かい気温と均衡するようになります。また、陸地表面ははるかに乾燥しているため、表面での蒸発による冷却を受けることなく、すぐに温暖化します。
エルニーニョが関わってくる理由
私たちが昨年発表した 研究では、気候モデルを用いて、海洋の温度を上げたり下げたりするシミュレーションを行い、陸域がどのように応答するかを調べました。予想どおり、陸域の気温は海洋の気温よりも大きく変動し、海洋の温度変化は陸上で増幅されることがわかりました。
エルニーニョまたはラニーニャ現象がこの陸海の対比にどのように影響するかを探るため、海洋の温度変動の主要な要因として、エルニーニョ・南方振動（ENSO）をモデルに導入しました。
今回は、海洋全体に均一な温度を与える代わりに、エルニーニョ・ラニーニャの状態を模擬しました。熱帯太平洋を4年間にわたって温めた後に冷却させ、その後、残りの海洋と陸地がどのように応答するかを観察しました。実際の世界では、ENSOはこれほど規則的ではありませんが、その振動は通常、その程度の期間続きます。
驚くべきことに、世界の陸域の地表温度は、海洋と比べて変動が大きくなる応答を依然として示しました。海洋表面温度が1℃上昇または低下すると、陸域の気温はほぼ1.5℃上昇または低下しました。要するに、熱帯太平洋の海水温を変えるだけで、世界の陸域気温を変化させられることがわかったのです。
ACCESS気候モデルを用いた、エルニーニョ強制に対する地表温度の応答。
著者
では、南大洋、北大西洋、あるいは他の海域の水温を代わりに変えた場合はどうでしょうか。同じ結果が得られるでしょうか。答えは否です。
なぜ熱帯太平洋はこれほど大きな影響力を持つのでしょうか？
その答えは熱帯の対流にあります。つまり、温かい空気と水蒸気が大気の高くまで上昇しやすい傾向を指します。
熱帯における陸域と海洋の上空の大気温度（海洋の温度変化に対する相対値）。y軸の気圧は高度を示し、1000hPaが地表、200hPaは高さ10〜15kmに相当します。
熱帯の大気対流は海洋上約5〜10kmまで達し、熱を対流圏の中層から上層へと運びます。これは、熱帯の大気中で水蒸気が凝結する際に放出される熱によって維持されています。より冷たい海洋は、それほど多くの水蒸気を蒸発させる能力を持たず、そのためこれほど高くまで達する対流を生み出すことができません。
温かい空気は対流圏の上層まで到達し（地表直上の下部対流圏とは対照的に）、熱帯の上部大気では空気が自由かつ容易に流れて熱を分散させるため、地域ごとの気温差は均されます。太平洋上の高温は広がり、熱帯域全体を取り囲みます。熱帯海洋の対流による温かさは、熱帯の外へも広がり、中緯度の大気温度にも影響を及ぼすことがあります。
これは今後の数年にとってどのような意味を持つのでしょうか？
陸域と海洋の気温は平均値を中心に変動することがわかっています。しかし、その平均値は、人間による二酸化炭素排出に起因する地球温暖化の結果として上昇しています。
同時に現在、太平洋では 大規模で、記録的な高温となる可能性もあるエルニーニョ が発達しつつあり、 少なくとも1月まで強まり続けると予想されています。
現在のエルニーニョが気候変動による背景的な温暖化と重なることで、陸域の気温は今後も急上昇を続けると予想され、 昨年の記録的な世界平均気温を上回る可能性があります。この暖かさは、エルニーニョの期間中およびその後もわずかに続くとみられ、2015年と2016年が地球にとって実に温暖な年となる可能性が高まっています。
本記事は、 The Conversationとの協力により掲載されたものです。原文は こちらの記事をご覧ください。掲載は、世界経済フォーラムが見解を支持することを意味するものではありません。
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著者： Nicholas Tyrrell、博士課程学生、Monash Weather and Climate、 Monash University および Dietmar Dommenget、上級講師、Climate Dynamics、 Monash University
画像：干ばつでひび割れた地面を歩きながら水を探す村人。首都の北に約59km（50マイル）離れたLas Canoas湖にて。REUTERS/Oswaldo Rivas
