ここ数十年、地球の熱帯帯はゆっくりと着実に拡大しており、平均して 10 年あたり約 60 キロメートルずつ拡大しています。この発生の背後にあるメカニズムはこれまでのところ不明のままです。現在、研究者らは、海洋の温暖化が熱帯の拡大に決定的な役割を果たしているということを発見した。海洋の現在の渦と温度勾配が極に向かっていくらか移動したところでは、熱帯帯もさらに拡大した。この関連性は測定値を比較したときに示されましたが、気候海洋モデルでも再構成できます。
熱帯地方は地球上で最も暖かい地域で、赤道に沿って広い帯のように広がっています。亜熱帯収束帯として知られるこのゾーンの中心では、暖かい空気が上昇して積雲を形成し、熱帯豪雨や雷雨へと流れ込みます。これにより、典型的な暖かく湿気の多い熱帯気候が保証されます。より高い高度では、上昇した空気は南北に流れ、その後、乾燥した冷たい空気として赤道の両側の帯状に再び沈みます。したがって、それは乾燥した亜熱帯を形作ります。 「過去 15 年間、気候変動に伴い熱帯と隣接する亜熱帯の境界が高緯度に向かって移動していることを多くのデータが示しています」とブレーマーハーフェンのアルフレッド・ウェゲナー研究所ヘルムホルツ極地・海洋研究センターのフー・ヤン氏は報告している。同僚。衛星データによると、熱帯帯は地域に応じて10年ごとに緯度0.25度から0.5度ずつ拡大している。
原動力は海洋？
しかし、何がこの熱帯地域の拡大を引き起こしているのかについては、依然として議論の余地がある。気候変動との関係は明らかですが、地球温暖化が大気循環に影響を与えるかどうか、またどのように影響するかを判断するのはそれほど簡単ではありません。研究者らが説明するように、この変化は放射線の入射量の変化や温室効果ガスの直接的な影響だけでなく、エアロゾルや成層圏のオゾン濃度の変化も原因である可能性がある。ただし、これらの要因が気候モデルに含まれている場合、測定された気候帯の変化は部分的にしか再現できません。これらのモデルは、熱帯帯の範囲の地域差も捉えていません。より明確にするために、ヤン氏と彼の同僚は現在、海洋を詳しく観察している。研究では、海水温の測定データに基づいて、海流の渦と水温帯の位置が1982年以降変化したかどうか、またどのように変化したかを調べた。彼らはこのデータを熱帯帯の地域的変化と関連付けています。
評価の結果、熱帯帯の拡大の程度は海洋のプロセスと密接に関係していることが示されました。亜熱帯の海の水温がさらに強くなった場所では、海流と海の渦がさらに極方向に移動しました。その結果、これらの地域の気圧の状態と風も変化し、それに伴い熱帯収束帯の外側の限界も変化しました。 「海洋子午線温度勾配の極方向への移動は、緯度20度から45度の間で広範囲に及ぶ風の異常に対応している」とヤン氏らは報告している。 「このパターンは、海洋勾配の変化が風の極方向への変化、ひいては熱帯帯の拡大と密接に関連していることを示唆しています。」
自然変動に左右されない
科学者によれば、海洋の温暖化は気候帯の変化を引き起こす原動力の 1 つです。これは、南半球の熱帯の外側の境界が北半球よりも極側に移動した理由も説明できる可能性があります。南では、海洋の割合、したがって影響が大幅に大きくなります。しかし、こうした海洋の変化が自然起源のものなのか、それとも人為的な気候変動によるものなのかについては疑問が残っています。エルニーニョや太平洋十年振動 (PDO) などの気候現象も、水温、潮流の渦、風を大きく変化させることが知られています。 「しかし、PDOの負の段階は太平洋でのみ現れ、亜熱帯温暖化は両半球のすべての海洋盆地で発生します」と研究者らは言う。測定データとモデルは、これらの自然気候変動が逆方向に作用した段階でも、海洋温度勾配の変化が継続したことも示しています。
彼らの結論を裏付けるために、Yang らは追加のモデル シミュレーションを実施しました。これらの海洋気候モデルでは、海洋温度と勾配の位置を変更しただけで、温暖化を反映する代わりに地球の気温を 0.1 ケルビン低下させました。 「この地球規模の気候の冷却にもかかわらず、熱帯地方の拡大は続いている」と研究者らは報告している。 「これは、海洋の温度勾配が大気循環にいかに強い影響を与えているかを示しています。」全体として、彼らはその結果から、エルニーニョやPDOなどの現象によって引き起こされる海洋条件の自然変動に加えて、海洋温暖化と気候変動によって引き起こされる勾配の変化に向かう一貫した傾向があると結論付けています。 「亜熱帯の海洋温暖化の進行は、自然の気候変動とは無関係です」とヤン氏は言う。 「それは地球温暖化の影響です。」そして亜熱帯の暖かい海水が熱帯帯の拡大の原動力となっている。
出典: Hu Yang (アルフレッド・ウェゲナー研究所、ヘルムホルツ極地海洋研究センター、ブレーマーハーフェン) 他、Journal of Geophysical Research Atmospheres、 doi: 10.1029/2020JD033158
