海は熱狂している。異常気象は私たちを「沸騰」の時代へと導くのだろうか？

海は地球の循環において最も重要な部分の 1 つです (大気よりもさらに重要です)。熱を輸送し、緩衝材として機能し、生命を維持し、水循環、炭素循環、窒素循環において重要な役割を果たします。

しかし、異常気象が頻繁に発生するということは、この巨大な循環システムが機能不全に陥っていることを示しているようです。

今年、世界の海面水温は3月と4月に例年を大きく上回る傾向を示し始めました。 8月現在、世界の平均海面温度は21℃を超えました。世界気象機関は、今年8月の地中海の海面水温が異常に高くなり、一部の地域では30℃を超えたと報告した。

一方、今年7月にはフロリダ州マナティ湾の海面温度が38.4℃まで上昇し、海水浴は熱いスープの中に浸かっているような状態になったと報じられた。海は単に温まっているのではなく、沸騰しているのです。

海面水温変化マップ | NOAA OISST V2.、ClimateReanalyzer.org、メイン大学気候変動研究所[1]

海に何が起こったのですか?

海は温まっているのではなく、沸騰している

海面温度の変化は気温の変化よりも注意が必要です。

理由は簡単です。水は空気よりも熱容量が高いからです。両方の温度を同じだけ上げるには、水は空気の 4 倍のエネルギーを必要とします。科学者は地球温暖化の程度を判断するために、海洋上層部で吸収されるエネルギーの量を使用することも多々あります。

最新のデータによると、世界の海洋の表層2,000メートルで吸収されるエネルギーは1990年以降、年々増加しています。今年の最初の7か月だけでも、増加したエネルギーは2022年の平均よりも少なくとも10^22ジュール高くなっています[2]。

この上昇する値はどういう意味ですか?

2022年の中国の年間発電量8.4兆kWhと比較すると、今年これまでの海洋熱の増加は発電量の330倍以上となる。 TNT火薬の爆発によって放出されるエネルギーと比較すると、約2兆4000億トンのTNT火薬を海に投下するのと同等になります。この熱を水の沸騰に使用した場合、1.5リットルの鍋で毎秒6億個の水を1年間沸騰させるのに十分な熱量になります。

海洋は、温室効果ガスの排出によって発生する熱の大部分（90%以上）を吸収し、太陽放射からの熱も大量に吸収します。海の存在により、地球の大気温度の上昇は緩和されます。

しかし、海に閉じ込められた膨大なエネルギーは、深刻な結果をもたらす可能性もあります。台風、ハリケーン、熱帯低気圧など、世界で最も強力で破壊的な嵐はこのようにして発生します。これらの気象現象が発生するために必要な条件の 1 つは、海面温度が少なくとも 27°C であることです。

海水温の上昇によって引き起こされる海洋エネルギー輸送の不均衡は、他の複雑な気象要因と相まって、サイクロンの形成と動作の不確実性を高め、降水強度、頻度、地域の変化につながります。この不確実性により、サイクロンの発達を予測する難しさも増します。

今年7月に発表された世界気象機関の2022年版アジア気候状況報告書によると、アジアは水関連の災害に対して特に脆弱であることが明らかになった。昨年発生した81件の主要な自然災害のうち、83%は洪水と暴風雨でした[3]。 2022年、我が国の洪水による経済損失は50億米ドルを超えました[3]。

この夏、台風による我が国の記録的な大雨により、多くの都市や地域で深刻な浸水災害が発生しました。北中国と南中国の友人たちは今でもそれを鮮明に覚えていると思います。台風の数や破壊力の増加は多くの要因に関係していますが、海水温の上昇によってもたらされるエネルギーの増加は、台風などの嵐の発生に好ましい条件を提供します。

世界の海洋の上層2000メートルで吸収される熱量は年々増加している｜NOAA/NESDIS/NCEIOcean Climate Laboratory。 Levitus らによる更新2012年 [2]

海が温まるにつれて

海水温の上昇は何をもたらすのでしょうか?

最も直接的な影響は海面上昇です。水は温まるとわずかに膨張し、海洋の熱含有量が増えると体積も増加し、海面上昇に寄与します。

同時に、海流は暖かい海水を北極と南極に運び、氷河を底から溶かします。その結果生じる氷河の融解は、気温の上昇によって引き起こされる融解よりもさらに深刻です。

暖流の影響が無視されているため、実際の氷河の融解速度はモデルが予測するよりもはるかに速い｜Pixabay

米国立雪氷データセンターによると、2023年7月の世界の海氷面積は、過去最低を記録した2019年7月よりも約120万平方キロメートル減少した[4]。 7月時点で、南極の海氷面積は3か月連続で過去最低を記録し、1991～2020年の平均[4]より約259万平方キロメートル少なく、これはグリーンランド1.2個分（約216万平方キロメートル）の減少に相当します。

近年、大規模な氷河融解の影響として、海面上昇による陸地の浸水、極地動物の生態学的バランスの破壊、淡水資源の減少、さらには未知の古代微生物や病原体の放出などに関する報告が増えています。しかし、この氷の融解が海水温の上昇によって引き起こされていることを知っている人はほとんどいません。

再び海で異常高温

陸上での極端な高温現象は、私たち一人ひとりに「肌が焼けたような」感覚を与えており、同様の現象が海でも起きています。海水温の継続的な上昇によって引き起こされる海洋熱波現象が、世界中のいくつかの海域で発生しています。

海洋熱波とは、特定の海域の温度が長期間にわたって異常に高くなる現象を指します。海水温が過去の気候平均値の90パーセンタイル閾値を5日以上連続して超えると、海洋熱波とみなされます。

2021年に発表された気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の第6次報告書によると、海洋熱波の頻度は1982年から2016年の間に2倍に増加し、1980年代以降は熱波がより長く、より激しくなっていることが示されています[5]。アメリカ海洋大気庁は、今年9月までに世界の海の半分が海洋熱波に見舞われる可能性があると警告している[6]。

海洋熱波の発生は海洋生物の生存に直接的な脅威をもたらします。サンゴ礁の場合、海水温の上昇により、サンゴ礁と共生し餌を提供している藻類が大量に失われ、サンゴ礁が「白化」したり、死滅したりするおそれがあります。さらに悪いことに、海が大量の二酸化炭素を吸収すると、海水は極度に酸性化し、サンゴ礁の成長がさらに遅くなります。

健全なサンゴ礁は海洋生物の 25% 以上が生息する場所であり、嵐や浸食から海岸線を保護し、地域社会に経済収入と雇用機会 (観光など) を提供します。世界中で10億人以上の人々、特に小島嶼国や環礁の国々がサンゴ礁から直接恩恵を受けています。

サンゴ礁は、乱されていない環境であれば比較的早く回復する能力がありますが、地球温暖化の影響で、サンゴ礁の数は年々減少傾向にあります。国連環境計画は、世界のサンゴ礁の25％から50％がすでに破壊されており、温室効果ガスの排出が大幅に削減されなければ、2100年までにすべての海のサンゴ礁が死滅すると推定しています[7]。

サンゴ礁の白化 | BJ ワーニック/共同通信/ニュースコム/アラミー

サンゴ礁に加えて、海洋熱波は他の海洋生物の移動や絶滅を引き起こすこともあります。海の中の食物連鎖はつながっており、底層の生物の絶滅や移動は上層の生物に大きな影響を与えます。例えば、海鳥は餌不足で餓死し、クジラは餌を探すために通常の航路を変えて漁網に絡まり、一部の地域では新しい種類の有毒海藻が出現して漁業に影響を及ぼしました。

海が止まる未来

海が温まり続けると、最悪の事態はどうなるでしょうか?苦しんでいるのは海の生き物だけではないようです。

気候変動により、海流も変化する可能性があります。

海流とは、海水の連続的で安定した流れを指します。海流はコンベアベルトのような働きをし、暖かい水と降水を赤道から両極へ、冷たい水を両極から熱帯へ運びます。このように、海流は地球の気候を調節し、地球表面に到達する太陽​​放射の不均一な分布を相殺するのに役立ちます。海洋と大気は密接につながっており、海流は気象パターンの重要な原動力となっています。

大西洋南北熱循環 (AMOC) は、地球の海洋で最も重要な南北熱輸送帯です。その強度の変化は、北半球と南半球の間の熱分布に直接影響を及ぼす可能性があります。

近年、AMOC の崩壊について多くの予測がなされてきました。 IPCCは2021年の報告書で、21世紀には多くの大きな海流が変化し、今世紀にはAMOCが減少する可能性が高いと指摘した[5]。しかし、今年7月の最新予測によれば、現在の温室効果ガスの排出が続けば、AMOCの崩壊は今世紀半ば頃（2025～2095年、95%の確率）に早まる可能性があるとされている[8]。

海流がなければ、さまざまな地域の気温はより極端になり、赤道地域では超高温、極地域では氷点下の寒さとなり、地球上の居住可能な陸地面積は大幅に減少するでしょう。もちろん、この研究では崩壊の範囲が不確実であることも指摘しており、部分的な崩壊である可能性もある。しかし、北大西洋の気候システムが急激に変化する可能性については、引き続き大きな懸念を抱く必要がある。

AMOC の概略図: 赤は地表付近の輸送を表し、青は深層への戻り流を表します。海流は主に表面の風によって方向づけられますが、温度と塩分の勾配、地球の自転、潮汐によっても部分的に生じます。 │気象庁 [9]

海は今も空気から熱と二酸化炭素を吸収していますが、徐々に上昇する気温によって、海の二酸化炭素吸収能力も弱まっています。エルニーニョ現象が近づくにつれて、海水温の上昇はより深刻になり、気候危機は悪化するでしょう。

海はゆっくりと熱を吸収し、放出するため、海洋温暖化が気候に与える影響も遅くなります。しかし、これらの海が吸収した熱は、今後数世紀のうちに最終的に大気中に逆流することは誰もが知っており、その時に何が起こるかを予測することはできません。

参考文献

[1] https://climatereanalyzer.org/clim/sst_daily/

[2] https://www.ncei.noaa.gov/access/global-ocean-heat-content/

[3] CLIMA、THER、W.TE. 「アジアの気候の現状」 （2023年）。 https://public.wmo.int/en/our-mandate/climate/wmo-statement-state-of-global-climate/Asia-2022

[4] https://public.wmo.int/en/media/news/july-2023-confirmed-hottest-month-record

[5] フォックス＝ケンパー、B.、HT ヒューイット、C. シャオ、G. アザルゲイルスドッティル、SS ドライフハウト、TL エドワーズ、NR ゴリッジ、M. ヘマー、RE コップ、G. クリナー、A. ミックス、D. ノッツ、S. ノウィツキ、IS ヌルハティ、L. ルイス、J.-B. Sallee、ABA Slangen、Y. Yu、2021: 海洋、雪氷圏、海面変化。気候変動2021：物理科学的根拠。気候変動に関する政府間パネルの第 6 次評価報告書に対する作業部会 I の貢献 [Masson-Delmotte, V.、P. Zhai、A. Pirani、SL Connors、C. Péan、S. Berger、N. Caud、Y. Chen、L. Goldfarb、MI Gomis、M. Huang、K. Leitzell、E. Lonnoy、JBR Matthews、TK Maycock、T. Waterfield、O. Yelekçi、R. Yu、B. Zhou (編)]。 Cambridge University Press、英国ケンブリッジおよび米国ニューヨーク州ニューヨーク、pp. 1211–1362、doi: 10.1017/9781009157896.011。

[6] https://research.noaa.gov/2023/06/28/global-ocean-roiled-by-marine-heatwaves-with-more-on-the-way/

[7] https://www.unep.org/interactives/status-world-coral-reefs/

[8] ディトレフセン、P.、ディトレフセン、S.大西洋の南北循環の崩壊の警告。 Nat Commun 14、4254（2023）。 https://doi.org/10.1038/s41467-023-39810-w

[9] 英国気象庁 https://www.metoffice.gov.uk/binaries/content/assets/metofficegovuk/pdf/research/climate-science/met-office-hadley-centre/risk-management-of-climate-thresholds-and-feedbacks---2-atlantic-meridional-overturning-circulation-amoc.pdf

企画・制作

出典: Guokr (ID: Guokr42)

編集者：リンリン