極地はなぜ世界の他の地域より速く温暖化しているのか?科学者が解説

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Amplification is primarily caused by melting ice — a process that is increasing in the Arctic at a rate of 13% per decade.Image: Unsplash/Melissa Bradley
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  • 新たな研究によると、北極は世界のどこよりも速い速度で温暖化しており、このプロセスは増幅として知られている。

  • 増幅は主に氷の融解によって引き起こされており、北極ではこのプロセスが10年あたり13%の割合で進行している。

  • この貴重な反射性の氷の喪失は、地球の世界的な温暖化の30~50%に寄与しうる。

人類の文明と農業は約1万2000年前、初期の完新世。この期間、私たちの祖先は驚くほど安定した気候の恩恵を受けており、 大気中の二酸化炭素濃度は 1800年代の産業革命の始まりまで、約280ppmで推移していた。

1800年代以前は、大気上端における出入りするエネルギー(放射)の収支(温室効果)により、何世紀にもわたって地球の平均気温が維持されていた。太陽出力の小さな変化と太陽出力、ならびに時折の火山噴火により、相対的な温暖化と寒冷化の時期が生じた。例えば、小氷期は1300年から1870年までの比較的寒冷な期間であった。

現在、二酸化炭素濃度は約420ppmで、そして全ての温室効果ガスが急速に増加しており、化石燃料の燃焼、工業プロセス、熱帯林の破壊、埋め立て地、農業が原因である。世界の平均気温は1900年以降、1℃をわずかに上回って上昇している。

この数字は小さく見えるが、北極圏はこの期間に約2℃温暖化しており、2倍の速さである。

極域と熱帯地域の温暖化の差は、北極(または極域)の増幅と呼ばれている。

北極圏は地球の他の地域よりも速く温暖化している。Image: Berkeley Earth

これは、地球の正味放射収支に何らかの変化が生じるたびに発生し、その結果、極域付近の気温変化は地球平均より大きくなる。一般に、極域の温暖化と熱帯の温暖化の比率として測定される。

氷の融解

気候変動と関連する地球温暖化は、どのようにして北極の増幅を引き起こしているのか。この増幅は主に氷の融解によって生じており、このプロセスは北極で増加しており、10年あたり13%の割合である。

氷は陸地や海面よりも太陽光を反射し、吸収する割合が低い。氷が融けると、通常、陸地や海の暗い部分が露出し、その結果、太陽光の吸収が増加し、それに伴う温暖化が生じる。

極域の増幅は、北極でははるかに強く、南極よりも強い。これは、北極が海氷に覆われた海洋であるのに対し、南極はより恒久的な氷と雪に覆われた標高の高い大陸であるためである。

実際、南極大陸は温暖化していない(過去70年間にわたり、温室効果ガスの大気中濃度が着実に増加してきたにもかかわらず)。

例外は南極半島であり、南大洋へさらに北に突き出したこの地域は、より速い速度で温暖化しており、20世紀後半の南半球においては、他のどの陸域環境よりも速い。

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衛星データはまた、2002年から2020年の間に、南極大陸は平均で1490億メトリックトンの氷を失っており、年間で、一部は大陸周辺の海洋の温暖化によるものである。

北極の温暖化の影響

北極の増幅の最も重大な影響の一つは、西から東へ向かう偏西風(ジェット気流)の弱化であり、北半球で生じる。北極が熱帯よりも速く温暖化するため、大気の気圧傾度が弱まり、ひいては風速の低下を招く。

北極の増幅、ジェット気流の減速(または蛇行)、高気圧ブロッキング、そして北半球の中高緯度における極端な気象現象との関連は議論の余地がある。一つの見解は、その関連は強く、近年の深刻な夏の熱波および冬の寒波の主要因だとするものである。しかし、より最近の研究は、中緯度についてこれらの関連の妥当性に疑問を呈している。

ここでは、北極の温暖化とジェット気流の減速との関係を支持する、より大きな証拠の体系を見ていく。

北極は地球の他の地域よりもはるかに速く温暖化しており、反射性の氷の喪失は地球の世界的な温暖化の30~50%に寄与している。この急速な氷の喪失は、極ジェット気流に影響を与える。極ジェット気流は、上層大気における空気の集中した流れであり、北半球全体の気象パターンを駆動している。

弱まったジェット気流は蛇行し、極渦をさらに南へ押し下げ、その結果極端な気象現象が北米、欧州、アジアで発生する。

極渦の仕組み。Image: NOAA

オーストラリアとアオテアロア/ニュージーランドの今後の見通しはどうか。全球気候モデルは、気候変動の下で、地表の温暖化が南極よりも北極の方で強まると予測している。南極大陸上空の気温は温室効果ガスの増加にもかかわらず70年以上安定しているため、我々の地域では小さな変化しか予想されず、通常の気候変動は次のような他の気候要因によるものと考えられる:エルニーニョ・南方振動、南半球環状モード、そしてインド洋ダイポール。

しかし、熱帯が引き続き温暖化し拡大するにつれ、熱帯と南極の間の気圧傾度の増大が予想され、その結果、強化された南極周極偏西風が生じる可能性がある。

南半球の偏西風帯の最近の強化と極方向へのより寄った位置の移動は、偏西風の変化が、オーストラリアの山火事を含む大陸の干ばつや山火事と関連付けられている。また、偏西風の強化は南大洋の混合に影響を与え、南大洋が二酸化炭素を吸収する能力を低下させるとともに、西南極氷床を縁取る棚氷の海洋起因の融解を強める可能性がある。

これらの変化は、世界的な海洋循環と海面上昇に対して広範な影響を及ぼす。

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