地球温暖化による連続ラニーニャ現象の増加

Nature volume 619、pages 774–781 (2023)この記事を引用

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メトリクスの詳細

ほとんどのエルニーニョ現象は散発的に発生し、ピークは 1 つの冬に起こります 1,2,3 のに対し、ラニーニャ現象はエルニーニョ後に発生し、2 年以上続く傾向があります 4,5,6,7。 単年のラニーニャと比較して、連続的なラニーニャは子午線方向に広い東風が吹くため、赤道太平洋の熱再充電が遅くなり6,7、寒冷異常が持続し、地球の気候、生態系、農業に長期にわたる影響を及ぼします8,9,10。 、11、12、13。 数年にわたるラニーニャ現象の将来の変化はまだ不明です。 ここで、将来の温室効果ガス強制下での気候モデル14を使用すると、連続的なラニーニャ現象の頻度が、低排出シナリオの19±11%から高排出シナリオの33±13%まで増加していることがわかります。モデルのコンセンサスは、排出量がより多いシナリオでより強力になります。 温室効果の下では、亜熱帯北東部太平洋における平均状態の温暖化極大が摂動に対する地域の熱力学的反応を強化し、エルニーニョの温暖異常に反応して、20世紀よりもさらに北に向かう異常東風を生成する。 北方に広がる異常パターンの感度は、太平洋赤道付近の東部の温暖化極大によってさらに増大します。 北方に広がる東方向の異常に伴う熱の再充電が遅いため、1 年目のラニーニャの寒冷異常が 2 年目のラニーニャまで持続しやすくなります。 したがって、歴史的に連続したラニーニャ現象の際に見られたような極端な気候は、おそらく21世紀にはより頻繁に発生するでしょう。

エルニーニョ・南方振動（ENSO）は、温暖なエルニーニョ現象と寒冷のラニーニャ現象が不規則に繰り返される年々最も強い気候変動であり、地球規模の気象パターン、農業、生態系に深刻な混乱をもたらします15,16。 ENSO は、その時間的進化において多様性を示します。 具体的には、ほとんどのエルニーニョ現象は北半球の冬に成熟した後急速に終息しますが、ラニーニャ現象の約半数は持続し、その後 1 ～ 2 年で再激化し、複数年にわたるラニーニャ現象になります 1,17,18,19。 単年のラニーニャ現象と比較して、2020 年から 2022 年のような複数年にわたるラニーニャ現象は、米国南西部での干ばつや山火事 8,9、洪水などの異常気象現象のリスクを世界中で高め、または累積させます 20。東南アジア上空で21,22、太平洋と大西洋でハリケーン、サイクロン、モンスーンのパターンが変化しました20,21,22,23。 複数年にわたるラニーニャ現象が温室効果ガスの温暖化にどのように対応するかは、環境や社会経済に広範な影響を与える重要な問題である。

ラニーニャ現象の持続性は、先行するエルニーニョの振幅と亜熱帯の北太平洋からの影響によって変動することがよくあります。 複数年にわたるラニーニャ現象は、強いエルニーニョの後に発生する傾向があります4、5、6。 たとえば、20 世紀の 3 つの極端なエルニーニョ現象 (1972/1973 年、1982/1983 年、1997/1998 年) の後には、複数年にわたるラニーニャ現象が発生しました (拡張データ図 1)。 複数年にわたるラニーニャ現象が発生するのは、ラニーニャ現象中の涵養プロセスが一般に弱いため、強いエルニーニョ現象によって太平洋赤道付近の海洋上層で大規模な熱放出が引き起こされ、気候学的状態に回復するには複数回のラニーニャ現象が必要となるためである24。エルニーニョ25に伴う放電よりも。

さらに、北方の春の最初のラニーニャの発達段階では、亜熱帯の北太平洋の異常な北東風が南西に向かって赤道まで広がり、寒冷海面水温（SST）の異常を共変動させます（拡張データ図2）。北太平洋子午線モード (NPMM) の位相 7、26、27。 NPMM のような負のパターンは、赤道東部太平洋上のエルニーニョ関連の強い海面水温に対するギル型大気の反応と、エルニーニョ大気テレコネクションのいずれかによって引き起こされる中緯度の大気変動から生じる温帯貿易風の増加を特徴としています。または内部確率的変動30、31、32、33。 NPMM のような負のパターンは、北半球の春から夏にかけて、熱力学的な大気と海の相互作用、特に風と蒸発と海面水温 (WES) のフィードバック 34 のもとで成長し持続し、子午線方向に広がるラニーニャの発達を促進します 7。 海面水温と東風の異常の子午線方向に広いパターンは、より温帯の緯度でより弱い負の風ストレスカールを伴い、赤道太平洋の涵養を遅らせます6,7。 したがって、寒冷海面温度の異常は、1 年目のラニーニャの減衰期から春まで持続し、晩夏と秋の季節的な正のビヤークネスフィードバックによって強化され 35、おそらく別のラニーニャ現象に突入します。