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デリケートな質問
1980 年代以降、地域的な温暖化パターンにより雲量は平均を上回るようになりました。
気候変動の科学の核心には、一見単純な数字があります。それは、地球の気候システムがCO2のような温室効果ガスの増加に対してどの程度敏感になるかというものです。この変数は様々な時間スケールで専門用語で定義されていますが、結局のところ、 CO2が一定量増加した場合に地球温暖化がどの程度進むかということになります。
この数値には、温暖化への反応を増幅または抑制するあらゆるフィードバックループを含む、あらゆる種類の複雑な相互作用が含まれています。特定が難しいフィードバックの一つは、雲の変化です。地球温暖化に伴い、大気中に含まれる水蒸気の量が増加します。水蒸気は重要な温室効果ガスです。しかし、水蒸気が形成する明るく低い雲は太陽光を反射し、地球を覆い、冷却します。
水蒸気量の増加は、温暖化を抑制するどころか、むしろ促進することが明らかになりました。ローレンス・リバモア国立研究所のチェン・ゾウ氏、マーク・ゼリンカ氏、スティーブン・クライン氏による新たな研究は、この状況をさらに複雑にする興味深い相互作用を明らかにしました。雲が一般的にどのような影響を与えるかを把握するだけでは不十分です。雲の代わりとなる単一の数値は存在しないからです。雲の影響には空間的なパターンがあり、それは時間とともに変化します。これは、過去数十年間の出来事と将来の出来事を理解する上で、非常に興味深い示唆を与えてくれます。
研究者たちは、過去150年間の気候モデルシミュレーションを多数用いて、この仕組みを検証した。シミュレーションの中には、温室効果ガス濃度や太陽活動といった「強制力」の歴史的変化や、観測された海面水温のパターンをすべて考慮して実行されたものもあった。また、ノブを回して実行したシミュレーションもあった。つまり、強制力を産業革命以前の水準または現在の水準で一定に保つか、海面水温から長期的な温暖化傾向を除外するかのいずれかである。
これらの仮想大気へのエネルギーの流入と流出のバランスを地球全体の気温変化と比較することで、研究者たちは雲のフィードバックの寄与を経時的に算出することができました。その寄与は10年ごとに大きく変化しました。雲は全体としては増幅的なフィードバックであるにもかかわらず、温暖化を相殺する時期もありました。
実際、ここ数十年はまさにそのような時期でした。1980年頃から、熱帯大西洋と太平洋の西側の水温が高い方が、東側の水温が低い方よりも速いペースで温暖化が進んでいます。これは自然の循環パターンの増減と大きく関係していますが、人為的な大気汚染も影響している可能性があります。
空気は暖かい西側の海面より上に上昇し、冷たい海面より下降する傾向があります。両海域の温度差が大きいほど、冷たい海面上には暖かい下降気流に覆われた雲が多くなります。これは地球全体の雲量をわずかに増加させるのに十分な量であり、より多くの太陽光が宇宙に反射されます。このすべてが逆方向に振れると、雲量は減少し、温暖化への増幅効果がより強くなります。
これを理解することで、雲が最近どのような活動をしてきたかを知ることができます。そして1980年代以降、雲は気候変動を抑制することで私たちの生活を助けてきたようです。つまり、雲はここ数十年、地球を冷却する効果を発揮してきたのです。
これには非常に興味深い示唆があります。地球の気候感度という魔法の数字の確実性を求める試みは、これまで様々な方法で進められてきました。研究者たちは過去の気候変動の記録を調べ、気候モデルを運用し、過去1世紀にわたる変化を分析してきました。3つの方法のうち、過去1世紀を分析すると、他の方法よりも感度の数値が低くなる傾向があります。これは、太陽光を反射する大気汚染など、一部の強制力の推定が過度に単純化されていることが一因です。
しかし、最近の雲の挙動は長期的な挙動を反映していないように思われ、最近の気温に基づく感度推定値は下方修正される可能性があります。この要因を考慮することで、3種類の推定値間の残りの乖離が解消され、答えへの信頼性が高まる可能性があります。
さらに研究者らは、最近の雲の動きのパターンが、主に太平洋の風のパターンによって引き起こされたラニーニャ現象の連続による、2000年代（雲量効果もピークに達した時期）に見られたやや低い気温にわずかながら影響を与えた可能性もあると指摘している。
2014年と2015年は世界気温記録を更新しましたが（そして2016年もまた記録を更新するでしょう）、過去数十年間はむしろ幸運だったと言えるかもしれません。NASAのケイト・マーベル氏はArs誌に次のように説明しています。「将来的には、地表全体の温暖化によってこれらの地域的な気温変動は矮小化され、より均一なパターンが反射雲の減少につながるでしょう。著者らは基本的に、最近は幸運に恵まれていると述べています。つまり、下層雲が増加し、より多くの太陽光が宇宙に反射され、地球温暖化の進行が鈍化したのです。しかし、この傾向が将来も続くとは期待できません。」
「私にとって、この研究（そしてこの研究の基盤となっている過去の研究）の結論は、『気候感度』は単一の数値ではなく、他の要因に左右されるということです」と、テキサスA&M大学のアンドリュー・デスラー氏はArs誌に語った。「20世紀後半を振り返ると、温暖化によって低層雲が増加した、つまり雲の負のフィードバックが生じたと推測できるかもしれません。しかし、それは一時的な結論に過ぎません。最終的には、これらの地域は温暖化し、低層雲は消滅し、最終的に雲の正のフィードバックが生じ、気候感度はより高くなるはずです。」
Nature Geoscience、2016年。DOI: 10.1038/NGEO2828（DOIについて）。
リスト画像: NASA
スコットは2011年からフリーランスとしてArsで地球科学とエネルギーについて執筆しています。
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