【気候シリーズ】近年の異常気象の原因を探る

2011-12-28

【気候シリーズ】近年の異常気象の原因を探る

2010年に引き続き、今年も異常気象が世界各地で話題になりました。

※2011年（平成23年）の世界の天候（速報・気象庁）からお借りしました
確かに今年一年を振り返ってみると、日本でも「のろのろ台風」や「竜巻」などが発生、あるいはタイの洪水では多くの日本企業が被害を受けるなど、私たち日本人にとっても身近に異常気象を感じる年となりました。
では、一体何をもって「異常」と言うのでしょうか？
気象庁では「異常高温・異常低温」「異常多雨・異常少雨」を、1981～2010年の30年間の値から求めた平年値を基に、現在観測された月の平均値が異常かどうかを定義しているようですが、今回はそれら諸現象の特徴を抽出し、背後に横たわっている異常気象の原因に迫りたいと思います。
つづきはこちら。
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１）異常気象は、気象サイクルの長期化で起きている
最近の異常気象の特徴は、通常であれば「高気圧の張出しで晴れ→乾燥」「低気圧の接近で雨→湿潤」といった形で交互に起こる天候のサイクルが、サイクルの長期化によって「晴れ続き→干ばつ」「雨続き→水害」という問題に至っている点です。実際、雨量や日射量も総量という点で見ると、例年に比べて極端な差が出ているわけではありません。
身近な事例で言えば、日本で今年発生した台風6号、9号、12号はいずれも日本列島付近に「のろのろ」と停滞し、長期に渡って大雨を降らせました。特に記録的な大雨となった9月の12号上陸時には、多くの死者や建物被害が発生しました。
ではなぜこのような気象サイクルの長期化が起こったのでしょうか？
２）なぜ、気象サイクルが長期化するのか？
通常、北半球と南半球の中緯度地域には西から東へと偏西風が吹いています。その流れは常に一定ではなく、風速などの変化を通常4～6週間程度の周期で繰り返すことで蛇行しています（偏西風波動）。その波長は1万kmにも及びますが、この波動が東へ移動していく時のスピードが気象サイクルを決めています。
しかし、何らかの原因によってその変化が通常より大きくなり、偏西風の蛇行が大きくなることがあります。これを気圧の動きで見ると、大きな蛇行によって高気圧や低気圧が切り離され、独立した大きな高気圧や低気圧が長く同じ地域に居座ってしまうとともに、西風が弱まり、移動性高気圧や移動性低気圧がブロックされてしまう（切離高気圧、切離低気圧）ため、気象の変化のスピードが遅くなります。この偏西風の「ブロッキング現象」によって、気象のサイクルが長期化するのです。

※宇宙こっくり亭さんからお借りしました
例えば、2011年で言えばアメリカの東部で大雨、西部で高温・少雨、東アジアの日本で大雨、中国で少雨という形で、隣接するエリアで正反対の異常気象が発生したのもこのブロッキング現象が原因であると言われています。
参照：異常気象の裏に気流変化、国連機関「緊急に調査必要」
３）ブロッキング現象はどのようにして起こるのか？
“偏西風異常”とも言えるブロッキング現象は、北半球で発生することが多い（参照：ブロッキング現象）のですが、この発生には赤道付近で発生するエルニーニョ・南方振動（El Niño-Southern Oscillation、ENSO、エンソ）、および北極付近で発生する北極振動が影響しているようです。
エルニーニョ・南方振動（以下「エンソ」）とは、大気では、インドネシア付近と南太平洋東部で海面の気圧がシーソーのように連動して変化（片方の気圧が平年より高いと、もう片方が低くなる傾向にある）し、海洋では、赤道太平洋の海面水温や海流などが変動する一連の現象を言います。※いわゆる「エルニーニョ現象」の究明が進んだ結果として、最近ではこのような概念として固定されています。
その振れ幅の両端で起きる現象として、太平洋赤道域東部の海水温が上昇する「エルニーニョ現象」、およびその正反対で太平洋赤道域東部の海水温が低下する「ラニーニャ現象」があります。
そして、従来から研究されてきたこのエンソに加えて、最近は北極振動が注目を集めています。
北極振動（Arctic Oscillation、AO）とは、北極域と中緯度地域との間の気圧の振動を表わします。北半球（南半球でも同様ですが）の上空の気圧配置を見ると、低緯度側は気圧が高く、高緯度側は低くなっていますが、この極を中心とした低気圧は年々強弱を繰り返しています。
冬季にこの極を中心にした低気圧が強いと偏西風（ジェット気流）の位置が高緯度側に移り強くなります。そのため寒気が極周辺に集中的に蓄積され、低緯度側には南下しにくくなるため暖冬になります。
逆に、この低気圧が弱いと偏西風（ジェット気流）は南下。チベット高原、ロッキー山脈などの山岳によって南北に蛇行し、それによって寒気も低緯度に降りやすくなり寒くなります。
この二つの現象（エンソと北極振動）が重なるとどうなるでしょうか。

※朝日新聞さんからお借りしました
となり、偏西風に対して北からの大気の押し下げと、南からの大気の押し上げが発生して蛇行が大きくなる要因になっているのがわかります。上図のように、2010年冬～2011年春にかけての異常寒波はこのような仕組みで引き起こされたと考えられています。
☆偏西風（ジェット気流）の仕組みについてはまたの機会に詳しく扱いたいと思います。
参照：エルニーニョ／ラニーニャ現象とは（気象庁）
参照：北極振動とラニーニャ現象で冬が寒くなる仕組み
４）北極振動の原因は？
北極振動についてはまだ未解明な部分多いのですが、因果関係は不明ですが北極振動同様に地球大気への影響として注目したい現象が「熱圏の崩壊」です。
地球を守る大気には、地表から近い順に対流圏・成層圏・中間圏・熱圏（電離層）がありますが、地球の大気と宇宙空間が最初に接する熱圏では、太陽や宇宙から降り注ぐ人体に有害な電磁波や放射線を吸収してくれていて、地球の温度調整を行なっています。

※情報通信研究機構さんからお借りしました
通常、熱圏は太陽活動のサイクル（通常11年周期）により薄くなったり（活動低調時）、厚くなったり（活動時）していますが、2010年6月米航空宇宙局（ＮＡＳＡ）が支援する研究者たちが、その熱圏が近年の太陽活動低調時に通常の2～3倍の規模で崩壊していた（現在は再び再構成されつつある）と発表しました。
この熱圏崩壊の原因には二つの説があり、一つは太陽で何か大きな異変が起きているのではないかという説（例えば、通常11年の太陽周期が今サイクルだけ異常に長くなっている）。そしてもう一つの原因が、米軍がアラスカで展開している軍事プログラム『高周波活性オーロラ調査プログラム』(HAARP)による「気象操作」が影響しているという説です。
もし今後の太陽の活動周期の反転（活発化）によって熱圏が再生されていけばひとまず安心ですが、今年は高緯度地域の熱圏で発生するオーロラが、低緯度のアメリカ南部で見られるという異常現象も発生しており、地球の大気はいまだに不安定になっているとも考えられます。
参照：大気の上の異常（Anatomy　of　Contradicitions）
このあたりの異常気象の根本原因については、ネット上でも諸説が飛び交っているため、この気候シリーズでも更なる追求を行い、真相を究明していきたいと考えています☆