気候変動:海洋温暖化の脅威を理解する

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  • 世界の海洋は観測史上最も高温となっており、その熱量は1960年代以降、10年ごとに増加している。

  • これが世界の気象システムに深刻な影響を及ぼしている。

  • 温暖化が最も顕著なのは大西洋と、南極を取り囲む南極海であり、南極の氷にとって懸念材料となっている。

  • 気温の上昇は、山火事や熱波、洪水、激しい暴風雨を引き起こす可能性がある。

ハリケーン・アイダの衛星画像。Image: RAMMB/CIRA/コロラド州立大学

最新の研究によると、海洋熱量は過去最高に達しています。これは地球温暖化について何を示しているのでしょうか。

世界の海洋は観測史上最も高温となっており、その熱量は1960年代以降、10年ごとに増加している。この止まることのない増加は、人間活動に起因する気候変動を示す主要な指標である。

海洋が温暖化すると、その熱が気象システムを活性化させ、より強力な暴風雨やハリケーンを生み出し、降雨をさらに激化させる。それは人々の命や生活、そして海洋生物を脅かす。

海洋は、人間活動、特に化石燃料の燃焼によって増加する温室効果ガスが閉じ込める余分なエネルギーの約93%を吸収する。水は陸地よりも多くの熱を蓄え、その量も膨大であるため、上層の海洋は地球温暖化の主要な記録媒体となっている。この点については、新著『気候システムにおけるエネルギーの流れの変化』で詳しく説明している。

1958年以降の世界の海洋上層2,000メートルの海洋熱量。1981~2010年の平均値との比較。Image: Lijing Cheng

私たちの研究は、2021年の海洋温暖化を初めて分析し、その温暖化が人間活動に起因することを明らかにした。残念ながら、地球温暖化は今も進行している。

2021年の世界平均地表気温は、観測史上5番目または6番目に高かった(順位は使用するデータセットによって異なる)。その一因は、熱帯太平洋の低温状態が世界各地の気象パターンに影響を与える「ラニーニャ現象」が一年を通じて続いたことにある。

エルニーニョ/ラニーニャ現象や気象事象の影響により、海洋温度に比べて地表付近の気温には自然変動が大きく見られる。エルニーニョ/ラニーニャ現象や気象事象の影響により、海洋温度に比べて地表付近の気温には自然変動が大きく見られる。温暖化する海洋にこうした自然変動が加わると、年ごとに変化する高温域が生まれ、「海洋熱波」と呼ばれることもある。こうした高温域は、海洋生物に大きな影響を及ぼす。微小なプランクトンから魚類、海洋哺乳類、鳥類まで、その影響は広く及ぶ。別の高温域は、ハリケーンなど、大気中の活動を活発にする。

地表温度は現象の結果であると同時に原因でもあるが、異常気象を引き起こす現象の主な要因は、気象システムにエネルギーを与える海洋熱に関係している。

スウェイツ氷河。Image: NASA

すべての海洋で温暖化が進んでおり、特に大西洋と南極を取り囲む南極海でその度合いが大きいことが分かった。これは南極の氷にとって懸念材料である。南極海の熱は、南極の棚氷の下に入り込み、棚氷を薄くし、巨大な氷山の崩落につながる可能性がある。海洋の温暖化は、海面上昇にとっても懸念材料である。

海洋の熱の増加は、陸地の気温や水分にどのような影響を及ぼすのでしょうか。

地球温暖化は、気温を上昇させるだけでなく、陸地での蒸発と乾燥を進め、熱波や山火事のリスクを高める。2021年にはその影響が見られ、特に北米西部で顕著だったほか、ロシア、ギリシャ、イタリア、トルコでも熱波が発生した。

温暖化した海洋は、陸地に向かう水蒸気の大気の川も供給し、洪水のリスクを高める。米国西海岸では、実際にこうした洪水が起きている。

2021年には、米国のハリケーン・アイダやフィリピンの台風ライなど、破壊的なサイクロンが複数発生しました。海水温は、こうした暴風雨にどのような影響を与えるのでしょうか。

世界経済フォーラムは気候変動にどう取り組んでいるのか?

温暖化した海洋は大気に余分な水蒸気を供給する。その水蒸気が暴風雨を勢いづけ、とりわけハリケーンを強めることがある。その結果、アイダの際に米国で見られたような猛烈な降雨や、過去1年間に各地で起きたような広範囲の洪水が生じる可能性がある。

暴風雨はさらに強く、大きくなり、長く続く可能性もある。過去1年間には、オーストラリアやニュージーランドで大規模な洪水が複数発生した。また、気温が氷点付近を下回ったままであれば、冬の降雪量が増えることもある。これは、暖かい空気ほど多くの水蒸気を含むためである。

温室効果ガスの排出が減速すれば、海洋は冷えるのでしょうか。

海洋では、温かい水が、より冷たく密度の高い水の上に位置する。しかし、海洋は上層から温暖化しているため、成層化が進んでいる。これにより、通常なら海洋がより深い層まで温まり、二酸化炭素や酸素を取り込むことを可能にする層間の混合が抑えられる。そのため、すべての海洋生物に影響が及ぶ。

私たちは、海洋の上層500メートルが明らかに温暖化していることを確認した。1980年以降は上層500メートル、1990年頃以降は水深500~1,000メートル、1998年以降は1,000~1,500メートル、そして2005年頃以降は水深1,500メートルより深い層で温暖化が進んでいる。

熱がゆっくりと下層へ浸透するため、温室効果ガスが安定した後も海洋の温暖化と海面上昇は続く。

最後に注目すべきなのは、海洋の変化を監視する科学者の能力を拡充する必要性である。そのための方法の一つが、アルゴ計画である。現在、約3,900台のプロファイリングフロートが運用されており、世界各地の海盆で、水面から水深約2,000メートルまでの水温と塩分濃度を測定してデータを送信している。フロートは上昇し、その後再び沈みながら測定を行う。こうした自律型の潜水・漂流観測機器は継続的な補充が必要であり、その観測データは非常に貴重である。

アルゴフロートは世界各地の海洋の変化を監視している。Image: Howard Freeland、2018年、CC BY-ND
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