北大西洋の逆転循環などの重要な海流が気候変動により突然停止すると、世界のさまざまな地域の状況が急速に変化します。降雨量が増加または停止し、気温がより極端になり、嵐がより激しくなります。新しい研究によると、その転換点にいつ達するかは、気候がどれだけ温暖化するかだけでなく、どれだけ早く温暖化するかにも依存するという。短期間に大量の融解水が極地から大西洋に流入した場合、融解水の量や温度変化の量に基づいて予想されるよりも早く臨界点が発生する可能性があると科学者らは警告している。
海洋は大量の二酸化炭素 (CO2) を蓄えており、人為的な気候変動によって引き起こされる気温の上昇も緩和します。また、強力な海流により、温暖な地域と寒冷な地域の間の気候バランスが保たれます。ヨーロッパの温暖な気候は、とりわけメキシコ湾流を含む北大西洋転倒循環 (AMOC) のおかげです。しかし、この気候サブシステムや、南極やグリーンランドの氷床、アマゾンの熱帯雨林、アジア・オーストラリア間のモンスーンなどの他の重要な気候サブシステムは、大気中の二酸化炭素の増加とそれに伴う地球温暖化によって危険にさらされています。特定のしきい値を超えると、回復不能な状態に陥り、新たな状態に陥る可能性があります。
スピードも重要な役割を果たします
デンマークのコペンハーゲン大学の気候科学者ヨハネス・ローマン氏とピーター・ディトレフセン氏は、モデル研究で、AMOCとおそらく他の気候サブシステムが、予想される時点よりずっと前に臨界閾値に達する可能性があることを示した。研究者らは、世界の海洋のシミュレーションで、両極が溶けるにつれて、どのようにしてより多くの淡水が北大西洋に流入するかを実証した。真水の流入をどれだけ早く増加させるかを選択したかに応じて、AMOC が停止する臨界閾値は変化しました。
遅い融解の場合、閾値は比較的高かった。一方、研究者らが10年から150年の期間にわたる氷床の急速な融解をシミュレーションしたところ、AMOCは大幅に低い絶対値で止まった。真水が急速に流入すると、少量でもシステムが転倒する原因になります。 「転換点は、システムパラメータが明確に定義された臨界値を超えて増加すると、それまで安定していたシステム状態が安定性を失うという事実と関連付けられることがよくあります」と研究者らは説明する。 「ただし、場合によっては、パラメーターの変化が十分に速い場合には、パラメーターのしきい値を超える前にそのような遷移が発生する可能性があります。この現象はレート誘発ティッピングとして知られています。」
モデルは、初期条件の最小の変化に非常に敏感に反応しました。研究者の観点からは、これが予測を困難にしています。したがって、明確な閾値を決定することはできません。研究者らによると、モデル研究では、多くの要因が無秩序に相互作用するため、明確な境界を定義できないことが示されたという。 「これは憂慮すべきニュースだ。なぜなら、もしこれが本当なら、私たちが安全に行動できる範囲が狭まってしまうからです」とローマン氏は言う。
転換点を真剣に受け止める
ノルウェーのベルゲン大学のクリストフ・ハイゼ氏が率いる研究チームも、付随する記事の中で、海洋のさまざまな転換点は地域的および時間的なずれで発生する可能性があるが、積み重なると地球規模になると強調している。 「段階的な変化と組み合わされたこれらの転換点には、社会や地球システムに対する累積的、しばしば複合的な悪影響を防ぐために、個々の壊滅的な出来事と同じくらい真剣に対処しなければならない」と著者らは述べた。
たとえ摂氏 1.5 ～ 2 度の緩やかな地球温暖化であっても、世界の海洋の温度、CO2 含有量、酸素供給量は臨界値に達する可能性があります。海洋熱波などの短期間の極端な現象がシステムの転倒を引き起こす可能性があり、地球規模の気候だけでなく海洋生態系にも深刻な影響を及ぼします。深海では、環境条件の小さくても持続的な変化であっても、非常に狭い範囲の生活条件の変動に慣れている深海生物にとって有害となる可能性があります。
悪影響を最小限に抑える
「気候変動の進行に伴い、CO2とヒートシンクとして海洋は人類に重要なサービスを提供していますが、環境条件に永続的な変化を引き起こすため、その代償は高くなります」とハインツェ氏は言う。彼は同僚とともに、被害を抑えるための一連の提案を提示します。
温室効果ガスの排出を効果的に削減し、共通の目標について国際的に合意し、それを断固として実行することが特に重要です。科学的研究は、潜在的に特に脆弱なシステムを特定し、保護戦略を検討する上でも重要な役割を果たします。同時に、科学者と政治的意思決定者との間のコミュニケーションを改善し、科学への信頼を高めなければなりません。 「人為的気候変動による海洋への悪影響はまだ最小限に抑えることが可能です」と著者らは言う。
出典: Johannes Lohmann および Peter Ditlevsen (デンマーク、コペンハーゲン大学)、米国科学アカデミー紀要、 doi: 10.1073/pnas.2017989118 ; Christoph Heinze (ノルウェー、ベルゲン大学) 他、米国科学アカデミー紀要、 doi: 10.1073/pnas.2008478118
