新たな研究によると、世界の海面上昇は1960年代に加速し始めており、これは従来の評価で示唆されていたより30年早い。
この研究は『Nature Climate Change』誌に掲載されたもので、2つの異なる統計的手法を組み合わせることにより、過去の世界の海面水準をより正確に求める新たな手法を提示している。
観測された海面上昇の大部分を経験したのは南半球であることが分かった。南半球には開発途上の小島嶼国の多くが位置している、と筆頭著者はCarbon Briefに語っている。
この研究が示唆するところでは、海洋による熱吸収は「近い将来に再び増加する可能性が高く、現在の海面上昇の速度をさらに高める」とされ、これについて別の科学者もCarbon Briefに語っている。
上昇する海面の測定
世界の海面は20世紀に約20cm上昇した。主な原因は氷の融解および海洋温暖化であり、これにより水の「熱膨張」が生じる。
海面上昇は沿岸地域に大きな脅威をもたらし、人々は深刻な経済的損失を被るおそれや、潮位の上昇に伴い移住を余儀なくされるおそれがある。
海面上昇は、特に南半球の小さな島々にとって危険であり、そこに住む人々は移住する能力が限られている。
海面上昇を研究するため、科学者たちは従来験潮儀を用いてきた。しかし、験潮儀への依存には問題がある、とゾンケ・ダンゲンドルフ博士は述べている。博士はこの研究の筆頭著者であり、ジーゲン大学に所属する海面上昇研究者である。博士はCarbon Briefに次のように語っている。
「1950年代以前から現在も海面を測定し続けている験潮儀は、おそらく70〜80基程度しか存在せず、その大半は北半球に位置している。さらに、それらの多くは大陸沿岸に設置されており、外洋の島々に設置されたものはごくわずかである。そのため、我々は境界線に沿った測定しか行えていない。」
1993年には、衛星高度計」が、世界中の海面を測定するための追加的な手段として導入された。
高度計は人工衛星に取り付けられた機器であり、高い周波数のパルスを地球に向けて発信する。各パルスが海面で反射して戻ってくるまでの時間を測定することで、高度計は海面水準を算出できる。
この方法により、1993年（高度計が導入された年）から現在までの海面変動について、正確で途切れのない記録が得られている。しかし、この時点以前については、験潮儀のデータしか存在しない。
両方の長所を活かす
衛星高度計の導入以前における世界平均海面水準を求めるために、主に用いられている手法が2つある。「確率論的手法」と「経験的直交関数法」である。
確率論的手法は、験潮儀の記録と、既知の空間パターン（「指紋」と呼ばれる）で海面上昇に寄与する要因とを組み合わせて用いる。これにより、海面水準の長期的変化について滑らかな再構築が可能となるが、「エルニーニョ・南方振動」（エルニーニョ・南方振動（ENSO））のような自然現象に起因する短期的変動を再現することはできない。
一方、「経験的直交関数法」は年々および数十年単位の変動を良好に再構築できるが、長期的傾向の推定能力は限られている。
研究チームは、これら2つの「相補的な」手法を組み合わせることで、両手法の長所を取り入れた「ハイブリッド再構築」を開発した。
過去の海洋を再現する
研究チームは、新たに開発したハイブリッド再構築を用いて、1900年から現在までの毎年の世界平均海面水準の上昇量を算出した。
結果として、世界の海面上昇は1960年代に持続的な加速を始めたことが示された。下の動画でダンゲンドルフ博士が説明しているように、この持続的な加速は、広く言われているような「衛星高度計の登場とともに始まったのではなく」、1990年代ではなく、1960年代に始まっていたのである。
以下のグラフは、海面上昇の速度を示している。上のグラフは、1900年から現在までの世界平均海面の年間上昇量を示している。青い線は験潮儀のデータを、赤い線は衛星高度計のデータを示している。
研究者らはまた、海面上昇の年間変化率を求めることで「加速定数」も算出した。これは下のグラフに示されている。
上：1900年から現在までの世界平均海面の年間上昇量を示すグラフ。青い線は験潮儀のデータを、赤い線は衛星高度計のデータを示している。下：時間経過に伴う「加速定数」の変化。グラフはCarbon BriefがHighchartsを用いて作成。
（下のグラフにおいて、加速定数が負の値であることは、その年の世界平均海面水準が低下したことを意味するものではない。これは、前年までと比べて海面上昇の速度が低下したことを意味する。）
グラフは、1900年以降、世界平均海面が毎年上昇してきたことを示しているが、その上昇幅は変動してきた。
西からの風
本研究はまた、海面上昇の要因についても検討し、主要な原因はインド・太平洋および南大西洋における熱膨張であり、それは強い「偏西風」によって引き起こされていることを明らかにした。
偏西風（「ウェスターリーズ」とも呼ばれる）は、中緯度帯を西から東へ吹く卓越風であり、北半球と南半球にそれぞれ一つずつ、計二つの帯状に存在する。
南半球の偏西風が太平洋上を吹くと、海洋の温かい表層が押し動かされる。
海洋の温かい表層が移動すると、その代わりに、海中深部からより冷たく密度の高い水が湧き上がってくる。この冷たい水はより多くの熱を吸収するため、より大きく膨張し、海面を押し上げる。下の動画でダンゲンドルフ博士が説明しているように、本研究の主要な知見の一つは、世界の海面上昇の速度が「これらの風による間接的な効果によって駆動されている」ということである。
この効果により、南半球の海面は大幅に上昇しており、本研究はそのことを明らかにしている。偏西風が15%強まると、70年間で世界平均海面が40mm上昇するという結果が示されている。
また、1930年代には（小氷期の遅れた影響により）氷の融解が加速の増大に寄与しており、近年も同様であることが分かった。一方、1940年代から1990年代にかけては、氷の融解が加速に与えた影響はごくわずかであったことも判明した。
偏西風の強化がどの程度まで気候変動によって引き起こされたのかは、依然として明確ではない。ただし、下の動画でダンゲンドルフ博士は、それが「人為的要因に…関連している」可能性があると述べている。
偏西風の活動により、南半球は北半球よりも大きな海面上昇の加速を経験してきた、とダンゲンドルフ博士は述べている。
「私たちが観測しているのは、特に南半球、そして熱帯地域における加速です。これは、そこに位置する島嶼国すべてにとって、良いニュースではありません。」
本研究は、過去の海面上昇の変化を理解する必要性を改めて示している、とナターシャ・バーロウ博士は述べている。博士は気候変動および海面上昇の研究者であり、リーズ大学に所属しているが、本研究には関わっていない。博士はCarbon Briefに次のように語っている。
「このような研究は、最近の気候変動の観測結果を文脈の中に位置づける上で重要であり、過去25年間だけに注目することのないようにするためにも役立つ。」
