ラニーニャ：冬が来る、私は戻ってくる

制作：ポピュラーサイエンスエキスポ

著者: 半分怠け者、怠け者ではない (中国科学院大気物理研究所)

プロデューサー: 中国科学博覧会

2024年6月、エルニーニョ（スペイン語で「小さな男の子」の意味）はちょうど舞台を去ったばかりで、9月には世界気象機関（WMO）がラニーニャ（スペイン語で「小さな女の子」の意味）が秋に「戻ってくる」準備ができていると発表した。

現在、米国気候センターが発している警告では、2024年9月から11月の間にラニーニャ現象が発生する確率は71％とされており、弱い現象となる可能性があるとされています。

ENSO発生確率予測

(画像提供: NOAA)

多くの人は、ラニーニャ現象の発生は我が国の冬がより寒くなり、さらに極寒の波をもたらすことを意味すると誤解しています。しかし、ラニーニャ現象は寒い冬と同じとは言えず、その影響は少々「複雑」ですらある。次は、一緒にラニーニャの「謎」を解き明かしていきましょう！

ラニーニャ：はい、私は寒い女の子です。多くの人にとって、エルニーニョとラニーニャの名は既に「よく知られている」もので、特に近年では、この2つが天気ニュースの見出しの主役とも言えるでしょう。

2024年初頭から2025年春までの熱帯太平洋ENSOの主要監視エリアにおける観測気温と予測気温

(画像提供: NOAA)

ラニーニャとエルニーニョは熱帯太平洋という同じ場所で発生しますが、性質は大きく異なります。ラニーニャ現象とは、太平洋の中央部および東部赤道域の海面水温が広い範囲にわたって異常に低くなり、その強度と継続期間が一定の条件を満たす現象を指します。気象学では、一般的に「寒冷期」と呼ばれます。

一方、エルニーニョは、中部および東部赤道太平洋の海面水温の大規模な上昇に相当し、気象学では一般に「温暖期」と呼ばれています。ラニーニャが発生すると、海面が冷たくなるだけでなく、熱帯太平洋の深層水も通常より冷たくなることに注意することが重要です。

2024 年 7 月 12 日から 9 月 9 日の間に、赤道付近の熱帯太平洋の海面下に、平均よりも冷たい (青い) 水たまりが形成されます。

(画像提供: NOAA)

海面の動きは主に表面風によって制御されます。

東からの貿易風が強まると、東太平洋の暖かい水がさらに西に吹き飛ばされ、東太平洋の海面は西太平洋に比べて低下します。南米西岸と赤道沿岸の深い冷たい水が深海魚の群れを上昇させ、東太平洋の海面温度を通常レベル以下に下げます。エクアドルとペルーの北岸の漁師たちも深海魚の「大漁」を享受している。同時に、西太平洋の海水温が高く、気圧が低下し、湿った熱い空気がここで対流の発達にエネルギーを提供し、台風や熱帯低気圧の発生と発達にも寄与しています。

エルニーニョとラニーニャに対応する海洋大気循環状況

(画像提供: NOAA)

**エルニーニョとラニーニャは「デュエット」をするのが大好きです。強いエルニーニョの後には、ラニーニャが発生する可能性があります。 **たとえば、ラニーニャ現象は 1997 ～ 1998 年、1972 ～ 1973 年、2009 ～ 2010 年以降に発生しました。ただし、絶対的なものではありません（例：1991 ～ 1992 年、2002 ～ 2003 年） 。エルニーニョ現象が終わると、海洋は一定期間「中立」状態（エルニーニョでもラニーニャでもない状態）に留まり、その後ゆっくりと次の段階に移行します。

エルニーニョ現象が発生した後にラニーニャ現象が静かにやってくるかどうかを判断するには、海を振り返ってみなければなりません。現在、主に判断に使用されているのはニーニョ指数3.4で、西経170度から西経120度、南緯5度から北緯5度の範囲の海水温異常を指します。私の国では、ラニーニャ現象は、ニーニョ3.4ゾーンの海面水温指数の3か月スライド平均値が5か月連続で-0.5℃以下になることと定義されています。

1950 年以降のすべての強いエルニーニョ現象 (灰色の線) と熱帯太平洋ニーニョ 3.4 地域における最新の (2023 ～ 2024 年) 現象 (紫色の線) の 2 年間の海面水温履歴

(画像提供: NOAA)

エルニーニョは通常、約 2 年から 7 年ごとに不定期に発生し、通常は 1 年以内に急速に成熟して衰退します。ラニーニャは通常、エルニーニョよりも弱いですが、期間が長く、通常は約 9 ～ 12 か月で、2 年以上続くものもあります (いわゆる複数年期間)。今世紀初の「トリプル」ラニーニャ現象は2020年から2023年にかけて発生し、前回発生したのは1990年代後半だった。

「少女」はどれほどの力を持っているのでしょうか?

競争相手がこんなに多いのに、なぜこの2人に「特別な」注目が必要なのでしょうか?

**これは、エルニーニョとラニーニャ（総称してエルニーニョ南方振動、またはENSOと呼ばれる）**が地球の気候システムにおける最も強い年次変動シグナルであり、その影響を過小評価すべきではないためです。

世界的には、長年にわたるラニーニャ現象に関連した極端な災害が、米国南西部の深刻な干ばつ、熱波、山火事、オーストラリア、バングラデシュ、中国、ベネズエラでの壊滅的な洪水、そして致命的なハリケーンなど、多大な人的・経済的被害をもたらしてきました。

数年にわたるラニーニャ現象により、オーストラリア、インドネシア、南米の熱帯地域、南アフリカでは継続的な洪水が発生し、米国南部、赤道アフリカ、インド、中国南東部では極度の干ばつが発生しています。

ラニーニャが地球の気候に与える影響

(画像提供: NOAA)

私の国では、ラニーニャ現象が発生する秋には北部で降水量が多くなり、秋の洪水が発生する可能性が高くなります。例えば、1974年、1984年、2000年のラニーニャ現象はいずれも、その年の秋に黄河と淮河流域で降水量の増加を引き起こしました。発生する冬は気温が低くなり、寒い冬になる可能性が高くなります。

2007年から2008年にかけてのラニーニャ現象では、2008年初頭に中国南部で大規模な低温、雨、雪、凍結の災害が発生した。2021年から2023年にかけての「トリプル」ラニーニャ期間中、2021年冬には華北の60か所以上の気象観測所の最低気温が観測所の設置以来の史上最高値を記録または達成した。内モンゴルの多くの場所では、気象史上最強の暴風雪が観測された。 11億8千万人以上と地域（海南島を含む）の90％が影響を受けた。

2021年1月5日から8日までの私の国の最低気温の最大低下

（写真提供：中国国家気象局）

私たちの「米飯」にもっと直接関係しているのは、エルニーニョとラニーニャが天候と気候に影響を与えることで、地域差はあるものの、世界の食糧生産に大きな影響を与える可能性があるということです。

エルニーニョ現象は、小麦、トウモロコシ、米、大豆、モロコシなど、世界の農作物生産の少なくとも4分の1に影響を及ぼします。大豆の生産地域はアメリカ沿岸に集中しているため、エルニーニョの発生は大豆の成長に最も多くの水を必要とする時期と一致することが多い。そのため、エルニーニョの発生は、世界の大豆生産の急増をもたらすことが多いのです。

1961年から2020年までの過去の作物収穫量と気候データの分析に基づく、エルニーニョが主要な商品作物に与える影響の予測

(画像提供: NOAA)

ラニーニャの影響により、気温の低い地域では農作物の生育周期が延長され、収穫量の減少につながる可能性があります。一方、気温が高い地域では、作物の成長サイクルが短くなるだけでなく、害虫や病気の繁殖や蔓延につながる可能性もあります。中国に関しては、長期的には、ラニーニャが食料生産性に与える純粋な影響は、エルニーニョ現象に比べて概ねプラスになる可能性があると示唆する研究もある。

どちらも経済生産と密接に関係しているため、その変化の予測も投資界ではホットな話題となっています。

ラニーニャが4種の農作物の収穫量に与える影響

（画像出典：参考1）

ラニーニャ＝寒い冬？

もちろん、私たちが最も心配しているのは、来たるラニーニャ現象がより寒い冬をもたらすかどうかです。

冒頭で述べたように、ラニーニャと寒い冬を直接的に同一視することはできません。両者の関係は十分だが、必須ではない。

私の国の冬が寒いか暖かいかは、東アジアの冬季モンスーンの強さに密接に関係しています。ラニーニャに加えて、北極の海氷、ユーラシア大陸の積雪、大気循環システム内の自然変動も重要な役割を果たします。

1951年以来のラニーニャ合成

（左：気温異常の割合、右：正の異常の確率）

画像出典: 国立気候センター

1951年から1980年代半ばまで、ラニーニャ現象発生時の我が国の冬の気温は著しく低かった（前年の同時期より1℃以上低く、1954年の冬はさらに3℃以上低かった）が、地球温暖化を背景に、1986年以降はラニーニャ現象発生時に冬の気温が高くなることも時々ある。

しかし、統計によれば、ラニーニャ現象の後、わが国ではより寒い冬になる確率が実際に高くなります。今年のラニーニャ現象は弱いものになる可能性が高いため、この冬の気温にどの程度影響するかはまだ分からない。

ラニーニャ年の私の国の冬の気温の異常

（画像出典：国立気候センター）

ENSOを正確に予測するのはどれくらい難しいのでしょうか?

ENSO は海洋大気システムの一部であり、私たちがよく知っているすべての気象現象と同様に、地球規模の気象と気候変動に影響を与えます。ということは、ENSO の変化も正確に予測でき、洪水や干ばつなどの極端な気候現象の可能性を事前により正確に予測し、それによって私たちの損失コストを削減できるということでしょうか?

基本的に、ENSO は海洋の不安定性であり、背景状態からエネルギーを得る変動を意味します。短期間（1 日程度）の気象システムの動作についてはよくわかっていますが、予測期間が長くなると、結果の信頼性は低下します。簡単な例を挙げると、今年の子供の身長に基づいて来年の身長を大まかに見積もることはできますが、6年後にどれくらい身長が伸びるかを予測することは困難です。

なぜなら、年ごとに外挿する過程では、あらゆるステップでエラーが発生し、エラーが蓄積され続けると、バタフライ効果が発生するからです。つまり、推測の最初のステップでのわずかな違いが、最終的にまったく異なる結果につながる可能性があります。もちろん、6年生の平均身長だけを知りたいのであれば、難易度は大幅に下がります。そのため、気象学者は長い間、天気や気候モデルの精度は、どれだけ先のことを予測したいか、どれだけ詳細に予測したいかによって決まると主張してきました。

ENSO 予測は非常に重要であるため、国内外の多くの機関やチームが独自の動的および統計モデル (AI モデルを含む) を開発し、ENSO のリアルタイムのローリング予測を試みています。ただし、モデルごとに期待されるスキルは異なり、大きく異なるものもあります。異なる ENSO イベントに対する同じモデルの予測精度も安定していません。

一般的に、海洋と大気の相互作用は非常に複雑であり、ENSO は依然として予測不可能な程度を強く示唆しています。

現在主流のENSO予測モデルとその結果の比較

（画像提供：米国コロンビア大学国際気候研究所（IRI））

ラニーニャ現象は今後さらに頻繁に起こるようになるのでしょうか？

ラニーニャ現象は高確率で起こる現象ではないことに注意する必要がある。過去 100 年間に合計 20 回のラニーニャ現象が発生しました。そのうち 10 回は 1 年間の現象、10 回は複数年にわたる現象で、合計 33 回のラニーニャ年が発生しました。

しかし、複数年にわたるラニーニャ現象は実際にはより頻繁に発生しており、 21世紀初頭以降、1998～2000年、2007～2008年、2010～2011年、2016～2017年、2020～2022年の5回にわたって複数年にわたるラニーニャ現象が発生しています。複数年にわたるラニーニャ現象は、海水温の異常上昇を伴うため、地球規模の気候、環境、経済、社会に持続的かつ累積的な破壊的な影響をもたらし、異常気象災害のリスクを大幅に高めることが多い。

ニーニョ 3.4 SST 異常の時間的変化。ラニーニャ年は、ONDJF の成熟期間にわたって平均された指標領域 (南緯 5 度から北緯 5 度、西経 120 度から 170 度) の SST 異常を伴う、ニーニョ指数 3.4 が平年より低い (< - 0.5 度) 年として定義されます。

灰色のバーは中立年を表し、青色の陰影は 1970 年から 2022 年を表します。 b、c、1920年から2022年までの10回の単年ラニーニャ現象（b）と10回の複数年ラニーニャ現象（c）の複合累積気候異常平均の比較。累積異常は、陸地降水量（mm/月）、SST（°C）、850 hPa風（ms/）の異常を含む、イベント全体の各年のONDJFの平均異常の合計です。

（画像出典：参考資料2）

観測事実により、現在複数年にわたって発生しているラニーニャ現象が加速傾向にあることが明らかになりました。

いくつかの研究によれば、ラニーニャ現象の頻度は将来増加する可能性があり、温室効果ガスの排出強度の増加に伴ってその数も増加するだろう。この範囲は、低排出シナリオでは 19±11% ですが、高排出シナリオでは 33±13% に増加します。これは、過去に発生した複数年にわたる現象で見られた極端な気象や気候が、将来さらに頻繁に発生する可能性があることも意味します。

複数年にわたるラニーニャ現象の発生頻度が増加すると予測されています。

a、SSP585で選択されたモデル（縦線の左側）における1900～1999年（青いバー）と2000～2099年（赤いバー）の複数年にわたるラニーニャ現象の発生数（100年間の現象数）の比較。

b、picontrol の過去 500 年間のラニーニャ現象 (100 年ごとに発生する現象) の複数年にわたる進化 (黒)、および SSP585 の 1850 年 (歴史的実行の始まり) (青) から 21 世紀末までの 60 年ごとの変化 (赤)。

c、SSP585のさまざまなシナリオ下で発生する複数年にわたるラニーニャ現象の割合（パーセンテージ）（X軸の文字と下部の対応する説明を参照）。

（画像出典：参考文献3）

今後の道は未知であり、多大な努力が必要である

世界気象機関（WMO）の最新報告書によると、今後5年間のうち少なくとも1年間は、世界の年間平均気温が一時的に産業革命以前の水準を1.5℃上回る可能性が80％あるという。これは、気候変動に関するパリ協定で設定された目標に近づいていることを意味しますが、同時に、地球温暖化に対応するという世界的な目標からは遠ざかっていることも意味します。

2024～2028年の世界気温アンサンブル予測結果

(画像提供: NOAA)

しかし、エルニーニョとラニーニャは、私たちが直面している「より悪い」未来の原因ではない。結局のところ、これらは汚染や地球温暖化よりもずっと前から地球の周期の一部だったのだ。地球温暖化は確立された事実ですが、将来の気候変動、特にさまざまな地域での変化については依然として大きな不確実性が残っています。科学的な探究のプロセスと同様に、私たちにはまだ長い道のりが残っています。しかし、確かなのは、この冬の物語が始まろうとしているということだ。

参考文献:

1. 飯泉哲也、JJ Luo、Challinor A. 他エルニーニョ南方振動が世界の主要作物の収穫量に与える影響。 Nat Commun 5、3712（2014）。 https://doi.org/10.1038/ncomms4712

2. Wang, B., Sun, W., Jin, C. 他近年の複数年にわたるラニーニャ現象の増加を理解する。ナット。クライム。チャン。 13、1075–1081（2023）。 https://doi.org/10.1038/s41558-023-01801-6

3. リー、Y.、ストラパッソン、A.、ロハス、O. (2020)。エルニーニョとラニアの中国への影響の評価：食料と農業に関する早期警報システムの強化。気象と気候の極端現象、27、100208。

4. Geng、T.、Jia、F.、Cai、W. 他。地球温暖化により連続的なラニーニャ現象の発生が増加。ネイチャー619、774–781（2023）。 https://doi.org/10.1038/s41586-023-06236-9

5. https://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/september-2024-enso-update-binge-watch

6.https://iri.columbia.edu/our-expertise/climate/forecasts/enso/current/?enso_tab=enso-sst_table

7.カポトンディ、A. 極端なラニーニャ現象が増加する。ネイチャー気候変動5、100-101（2015）。 https://doi.org/10.1038/nclimate2509