大西洋の低温域がインドのモンスーンを前例のない形で変化させる

読了時間:約11分
大西洋の低温域がインドのモンスーンを前例のない形で変化させる

南アジアの命綱に迫る危険な変化

南アジアの10億人を超える人々にとって、夏のモンスーンの到来は繁栄と災厄を分ける。過去25年間、この古くから続く気象のリズムは、ヒマラヤからインド洋に至る人々の暮らしを一変させかねない形で変化してきた。インド北西部では、わずか数十年前と比べて降水量が大幅に増える一方、肥沃なガンジス平原では干ばつのリスクが高まっている。地域全体の経済的安定が危機にさらされている。

目次
  1. 南アジアの命綱に迫る危険な変化
  2. 見過ごされてきた北大西洋の異常
  3. 弱まる海流のベルトコンベヤー、危険な臨界点に接近
  4. コールドブロブがインドの降雨を変える仕組み
  5. 予測が外れることの代償
  6. 世界への影響は亜大陸をはるかに超える
  7. システムが臨界点を越える前に予測を改善
  8. 知っておきたいこと

インド、パキスタン、バングラデシュの農業暦はモンスーンを軸に成り立っている。雨季の到来が遅れたり雨量が減ったりすれば、米や小麦の収穫が台無しになりかねない。一方、北西部で雨が降り過ぎれば、壊滅的な洪水や土砂崩れを招く恐れがある。南アジアの穀倉地帯とされることの多いガンジス平原は、とりわけ皮肉な状況に直面している。住民を養うには安定した雨が必要だが、変化する気象パターンによって農地が干上がる恐れがある。

広く使われている気候モデルは、亜大陸全域ですでに観測されている降雨の再分布を予測できず、科学者たちは謎を解く手掛かりを探していた。マヘンドラ・ニンマカンティ氏らがAGU Advancesに発表した研究は、数千マイル離れた北大西洋にある意外な要因を指摘している。研究者らは、一般的なシミュレーションにはグリーンランド南方にある異常な低温の海域、通称「コールドブロブ」に関する重要な情報が欠けていると主張する。この要因をモデルの出力に加えると、シミュレーションはついにモンスーンの変化を再現した。これまで大半の予測は、モンスーンの振る舞いは主に地域的な要因に左右されると仮定していたが、新たな証拠はその前提を覆す。

広告

見過ごされてきた北大西洋の異常

コールドブロブは「北大西洋の温暖化の穴」と呼ばれることもあり、世界の気温分布図では、赤く染まった海の中にぽつんと浮かぶ青い点として際立っている。世界の大半が温暖化する一方、この亜極域は過去1世紀で約0.3度冷え込んだ。その起源については長年議論が続き、大気中のエアロゾルから自然変動まで、さまざまな説が提唱されてきた。しかし最近の研究は、この現象の原因を大西洋子午面循環(AMOC)の大幅な減速に求めている。この巨大な海流のベルトコンベヤーは、熱帯の暖かい海水を北へ運び、深層の冷たい水を赤道方向へ戻す。グリーンランドの氷が溶けると淡水が北大西洋に流れ込み、表層の塩分濃度が薄まって、密度の高い水が沈みにくくなる。その結果、海流が弱まり、グリーンランド南方へ運ばれる熱が減少し、コールドブロブが形成されて持続する。

学術誌Natureに掲載された研究は、観測データと気候モデルを用い、AMOCの弱化を組み込んだシミュレーションだけが、温暖化の穴で観測された冷却と淡水化を再現できることを示した。研究チームは、1900年から2005年にかけて循環が1世紀当たり1.01~2.97スベルドラップ減速したと推定した。1スベルドラップは毎秒100万立方メートルの水に相当し、輸送される熱の膨大さを示している。Geophysical Research Lettersに発表された、観測データの再解析に基づく別の最近の分析でも、冷却は海面下深くまで及んでおり、その原因は海面からの熱損失ではなく、海洋による熱輸送の減少だと確認された。

世界気象機関(WMO)は「世界気候の現状2023」報告書でこの対照的な状況を取り上げ、昨年、海洋の熱含量が過去最高を記録した一方、亜極域の北大西洋では800メートルを超える深さまで冷却が及び、全体の傾向に逆行していると指摘した。ペンシルベニア州立大学の大気科学者ライファン・リー氏は、この異常を理解することが重要なのは、ジェット気流を乱し、複数の大陸にわたる嵐の進路を変えかねないためだと述べた。実際、同大学の別の研究では、大気と海洋がコールドブロブの持続にほぼ同じ程度寄与していることが分かった。海面が冷えると蒸発する水が減り、大気中の水蒸気も減少する。水蒸気は温室効果ガスとして働くため、その減少によって熱がより多く宇宙へ逃げ、海面はいっそう冷える。このフィードバックループが、低温の異常を固定化させる一因となっている。

広告

弱まる海流のベルトコンベヤー、危険な臨界点に接近

AMOCは単に平衡を崩しつつあるだけではない。少なくとも過去1000年で最も弱い状態にあることを示す証拠があり、臨界点に近づいていて、そこを越えれば崩壊が避けられなくなる恐れがあると警告する研究者もいる。ポツダム気候影響研究所の海洋物理学者シュテファン・ラムストルフ氏は、35年にわたってこの循環を研究してきた。同氏は最近、AMOC停止の確率を約50%と推定した。30年前なら5%と見積もっていたかもしれないことを考えると、大幅な上昇だ。

最初の30年間、私たちはこれを可能性の低い事象と考えていました。今は五分五分に近い。むしろ起こる可能性の方が高いとさえ言えるでしょう。

臨界点に至る物理的な仕組みはよく分かっている。暖かく塩分の濃い海水は北へ流れる間に大気へ熱を放出して冷える。密度が高くなって沈み込み、その後ろからさらに暖かい海水を引き込む。グリーンランドから溶け出した淡水が海面を薄めると、水の密度が低下し、沈み込みが弱まる。これがフィードバックループを生む。沈み込む水が減ると、北へ運ばれる塩分も減り、さらに沈み込みが弱まる。その結果、循環は固定化され、はるかに弱い新たな状態へ移行する可能性がある。

2023年、ニールス・ボーア研究所の研究者らは、早期警戒に使われる統計的な兆候を用いて、高排出が続いた場合、AMOCは2037~2109年の間にこの臨界点を越える可能性があると予測した。ユトレヒト大学のファン・ウェステン氏らによる2025年の研究は、高解像度の海洋モデルで臨界点を実証し、単純なシミュレーションに特有の見せかけではないかもしれないという期待を打ち砕いた。完全に崩壊すれば、その影響は地球全体に及ぶ。北欧では気温が急激に下がる一方、乾燥が進み、農業に負担がかかり、山火事のリスクも高まる可能性がある。米国東海岸沿いの海面は、世界平均より速く上昇する恐れがある。一方、アジアとアフリカのモンスーンが弱まれば、何十億人もの水不足がさらに深刻化しかねない。アイスランドはすでにAMOC停止のリスクを国家安全保障上の脅威に指定しており、事態の深刻さを浮き彫りにしている。

広告

コールドブロブがインドの降雨を変える仕組み

グリーンランド付近の冷たい海域とインドのモンスーンのつながりは遠く離れているように見えるかもしれないが、大気物理学がジェット気流を通じて両地域を結びつけている。ジェット気流は対流圏上層を地球を取り巻く、強い風が吹く細い帯で、気象システムの進路を導き、水蒸気を運ぶ。マヘンドラ氏が率いたAGU Advancesの研究によると、コールドブロブを気候モデルに組み込むとジェット気流が変化し、大気中の水蒸気がインド北西部へ引き寄せられる。同時に、変化した大気循環によってガンジス平原では小規模な嵐が発生しにくくなる。極域の海洋状態が熱帯の天候を遠隔操作するというこの仕組みは、モンスーンは主に近隣のインド洋の水温に反応するという従来の見方に反する。

研究者らは、この過程を「順圧ガバナー機構」と特定した。順圧とは、大気中で気圧面と密度面が一致し、大規模な風が小規模な渦や嵐のセルを直接制御できる状態を指す。大規模な気流が特に優勢になると、エンジンの調速機のように働き、小規模な擾乱の発達を抑える。インドのモンスーンでは、ジェット気流の変化は嵐を北西へ少し押しやるだけではない。平原一帯で雨をもたらす気象システムの形成を積極的に抑え込む。これは、1990年代後半以降に衛星や地上観測所が記録してきた降雨の再分布そのものだ。

この仕組みは、世界の中緯度地域で近年、嵐が増えている理由の説明にも役立つ。大規模な大気循環が変わると、影響は一地域にとどまらない。半球全体の気象パターンを組み替える。著者らは、気候モデルを構築する際、地球上の離れた地域で起きる過程を結びつけて考える重要性を、結果は示していると記した。

広告

予測が外れることの代償

一般的な気候モデルがモンスーンの変化を捉えられないのは、学術上の問題にとどまらない。南アジア全域の農家、水資源管理者、政策立案者にとって、現実の重大な影響を伴う。すでに起きた変化をモデルが再現できなければ、将来予測はインフラ計画、作物選択、災害への備えを導く信頼できる指針ではなくなる。モンスーン予測が不正確なら、緊急食料支援が遅れ、作付け日程が乱れ、地域全体で保険損失が膨らむ恐れがある。モデル上の降雨量と実際に観測された降雨量の食い違いは、予測が人々の実体験と合わないとき、気候警報への信頼も損なう。

第6期結合モデル相互比較プロジェクト(CMIP6)は、気候変動に関する政府間パネル(IPCC)が用いる世界の気候予測の大半の基盤となっている。しかし、こうした高度なシミュレーションでさえ、インドで観測された降雨傾向の再現に苦戦している。この不一致は、モデルに欠けているのが単一の変数ではなく、北極圏の氷の減少と熱帯の降雨を結びつける一連の相互作用である可能性を示唆する。マヘンドラ氏の研究は、根本的な欠陥を浮き彫りにしている。多くの結合モデルは、大西洋の水温変化も、その変化をアジア全域の気象パターンにつなげる遠隔結合も、十分に再現できていない。

遠隔結合とは、地球のある地域の大気や海洋の状態が、惑星規模の波動パターンや風帯の変化などを通じて、別の地域の天候に影響を及ぼすことを指す。コールドブロブはまさにこうした長距離の関係を通じてインドに影響を与える。シミュレーションからコールドブロブを除外したり、その強さを誤って再現したりすれば、モデルはモンスーンの変動を左右する主要な要因を事実上見落とすことになる。予測の改善には、離れた地域で起きる過程をより慎重に結びつける必要がある。AGU Advancesの論文の著者らは、モンスーンを正確に予測するには、グリーンランドの融解水から大西洋の冷却、ヒマラヤ上空のジェット気流の移動に至る一連の出来事を正しく捉えることが重要だと強調している。

広告

世界への影響は亜大陸をはるかに超える

インドのモンスーンの変化は、コールドブロブの影響を鮮明に示す例の一つだが、根底にあるAMOCの減速は、ほぼすべての大陸で気候の混乱を引き起こす恐れがある。古気候記録によれば、AMOCは過去にも弱まったり停止したりしており、とりわけ約1万2000年前、最終氷期の終わりに起きた事例が知られている。大量の淡水流入が引き金となったこの現象は、欧州を再び氷河期に近い状態へと陥らせ、熱帯の降雨に劇的な変化をもたらした。現在の状況とは原因も進行速度も異なるが、過去の事例は、世界の気候パターンが大西洋の循環の強さにどれほど敏感かを示している。

現在の欧州では、AMOCが弱まると、熱帯の熱がはるか北まで届きにくくなる。サウサンプトン大学の海洋学教授ロバート・マーシュ氏は、研究者らが今後1世紀に予測する急速な変化への適応に、社会は苦慮するだろうと警告した。海流が弱まれば、欧州の一部で厳しい冬の寒さがもたらされる一方、北米東岸では海面上昇が加速する可能性がある。熱帯では、AMOCの変化が大西洋海盆全体の降雨分布を変え、赤道周辺の干ばつを深刻化させる恐れがある。南大洋の変化によって、蓄積された炭素が大気中に放出され、混乱に拍車がかかるのではないかと懸念する研究者もいる。

ボルドー大学のバランタン・ポルトマン氏が率いた2025年の分析では、気候モデルに現実の大西洋の水温と塩分濃度のデータを反映させると、2100年までにAMOCが50%弱まると予測された。これは従来のIPCCの推定よりはるかに大きな減少だ。ラムストルフ氏によれば、そこまで減少すれば、システムは臨界点を越える可能性が非常に高い。完全な崩壊に至らなくても、部分的な減速は世界の食料安全保障、沿岸インフラ、淡水供給に及ぶリスクをもたらす。コールドブロブは単なる局地的な珍現象ではない。海水温に刻まれた警告のサインだ。

広告

システムが臨界点を越える前に予測を改善

科学者らは、気候予測の不確実性を減らすには、海洋と大気のつながりをモデルでより適切に表現する必要があるとの見方で一致している。大気のフィードバックがコールドブロブを強めることを示したペンシルベニア州立大学の研究は、モデルが捉えるべき複雑さをさらに加えている。同時に、AMOCの変化をリアルタイムで追跡できるよう、北大西洋の観測網に継続的な資金を確保する必要がある。係留ブイの観測網による直接測定は2004年に始まったばかりで、科学者が得ている確かな流量データはわずか20年分だ。

政策立案者には二つの課題がある。進行中のモンスーンの変化に対応する適応策に投資しなければならない。例えば、ガンジス平原での干ばつに強い作物の導入や、インド北西部での洪水管理が挙げられる。貯水インフラ、作物保険制度、早期警戒システムはいずれも、信頼できる季節予報を必要とする。モデルが大西洋の影響を見落とし続ければ、政府は北西部の洪水への備えが不足したり、平原で干ばつ支援を実施できなかったりする恐れがある。コールドブロブを実用的な予測に組み込めば、この隔たりを埋め、地域社会が命と暮らしを守るために必要な時間的余裕を確保できる。

同時に、指導者たちはAMOCの減速を世界的なリスクとして捉え、温室効果ガス排出の大幅削減に取り組まなければならない。氷の融解によって北大西洋へ流れ込む淡水は、人間活動による温暖化の直接的な結果だ。気温上昇をわずかでも抑えることが重要になる。スコットランド海洋科学協会の海洋物理学者ニール・フレイザー氏は、崩壊の正確な時期は不確かだと認めつつも、リスクが存在するだけで緊急の行動が必要だと述べた。

崩壊に至らなくても、AMOCの弱化は深刻な気候影響をもたらす可能性があります。

複数の研究チームが伝えるメッセージは一貫している。コールドブロブは孤立した異常ではない。ストレスにさらされた地球規模の循環システムの症状であり、その痕跡はいま、インドの空にも現れている。

知っておきたいこと

  • インドのモンスーンは過去25年間で変化し、インド北西部では雨量が増える一方、ガンジス平原では干ばつのリスクが高まっている。
  • グリーンランド南方にある低温の海域「コールドブロブ」は、大西洋子午面循環(AMOC)の減速と関連しており、この変化の主要な要因とみられる。
  • 気候モデルに組み込むと、コールドブロブはジェット気流を変化させ、順圧ガバナー機構を引き起こして水蒸気をインド北西部へ向かわせる。
  • AMOCは少なくとも過去1000年で最も弱い水準にあり、数十年以内に臨界点に近づく可能性があると警告する研究もある。
  • モンスーン予測の改善には、北大西洋と南アジアを結ぶ長距離のつながりをモデルでより適切に再現する必要がある。
この記事を共有

こちらもおすすめ