海の動きの減速

Apr 06, 2023

NASA ジェット推進研究所、アンジェラ・コルベール博士著

北大西洋の海流の視覚化。 色は海面温度を示します（オレンジと黄色はより暖かく、緑と青はより冷たくなっています）。 クレジット: NASA ゴダード宇宙飛行センター

海洋が温暖化し、陸の氷が溶けると、海洋循環、つまり海流による地球上の熱の移動が影響を受ける可能性があります。 詳細を知るために、NASA の衛星やその他のデータを使用した研究が現在進行中です。

ダイナミックで力強い海は、地球の気候において重要な役割を果たしています。 地球の温度を調節し、大気から二酸化炭素 (CO2) を吸収し、水循環に燃料を供給します。 海の最も重要な機能の 1 つは、海流を通じて熱を地球の周りに移動させることです。

大西洋の海流は、地球の気候において特に重要な役割を果たしています。 大西洋全体にわたる南北の水の動きが気候変動により弱まっている可能性があり、それが問題になる可能性があります。 その理由を理解するために、大規模な海洋循環の原因を探ってみましょう。

風と地球の自転により、海洋に大規模な表面流が生じます。 海洋盆地の西端に沿った暖かく速い海流は、赤道から北極と南極に向かって熱を移動させます。 そのような海流の 1 つがメキシコ湾流で、北アメリカの東海岸に沿って熱帯からヨーロッパに暖かい水を運びます。 この暖かい水と、それが大気中に放出する熱が、ヨーロッパの気候が米国北東部やカナダよりも温暖である主な理由です。 たとえば、赤道から北にほぼ同じ距離にあるニューヨーク市とスペインのマドリッドの気候を比較してください。

密度の違いにより、深海ではゆっくりとした海流が生じます。 密度は、単位体積 (どれだけの空間を占めるか) あたりの物体の質量 (どれだけの物質が含まれているか) です。 温度と塩分（塩分濃度）の両方が水の密度に影響します。 冷水は温水よりも密度が高く、塩水は真水よりも密度が高くなります。 したがって、深層流は通常、地表から沈んだ冷水と塩分を含んだ水でできています。

表層水が深海に沈む場所の 1 つは、北大西洋です。 水が蒸発して熱が空気に放出されると、海は冷たくなり、少し塩分が多くなります。 さらに、海氷が形成されると、表層水が凍って塩分が残り、残った海水は塩分が多くなります。 この冷たくて塩分濃度の高い水が十分に濃くなると、深海に沈みます。 メキシコ湾流からの暖かくて密度の低い水が、沈んだ水と入れ替わるように流れ込みます。 この動きは、地球の周りに熱を移動させる、熱塩循環として知られる海流の地球規模の「コンベヤー ベルト」に動力を供給するのに役立ちます。 科学者たちは、この大西洋子午線海洋循環 (AMOC) の強さを評価するために、大西洋の水の流れを南北、表層と深層で測定します。

人間の活動によって大気中の二酸化炭素濃度が上昇するにつれて、地球規模の大気と海洋の温度が上昇します。 温かい水は密度が低いため、沈みにくくなります。 同時に、気温と海洋温度の上昇によりグリーンランドの氷床が溶け始めており、溶けた氷が北大西洋に真水を加えている。 この変化により水の塩分が減り、密度が低くなり、沈みにくくなります。

十分な量の水の沈下が停止すれば、AMOC は弱体化します。 AMOC がどの程度弱まるかによっては、降雨量などの地域の気象パターンが変化し、作物がどこでどの程度生育できるかに影響を与える可能性があります。 数百人の科学者による研究を含む気候変動に関する国際パネル（IPCC）の最新報告書によると、AMOCは気候変動により「21世紀を通じて弱体化する可能性が非常に高い」という。

科学者たちは気温と海面の記録を用いて過去1世紀にわたるAMOCの強さを推測しており、証拠はAMOCがすでに弱体化している可能性を示唆している。 しかし、過去 30 年間にわたる直接測定では、そのような減少はまだ確認されていません。

AMOC がいつ、どの程度弱体化するかについては、現在研究が進められている分野です。 重力回復気候実験 (GRACE)、GRACE-FO、海高測定高度計などの衛星は、AMOC に関連する海洋の特徴を観測でき、海洋ブイや船舶からの測定を補完します。

IPCC の現在の予測では、AMOC が 2100 年以前に停止または崩壊する可能性は低いことが示されています。しかし、「そのような崩壊が起こった場合」、IPCC は「地域の気象パターンに突然の変化を引き起こす可能性が非常に高い」と述べています。そして水の循環。」 これらには、「熱帯降雨帯の南方への移動、アフリカとアジアのモンスーンの弱まり、南半球のモンスーンの強まり、ヨーロッパの乾燥」が含まれる可能性があり、世界中の食糧生産に大きな影響を与えるだろう。

より多くのデータが収集され、分析されるにつれて、科学者は現在の変化と将来のそれらの変化の影響をより正確に予測できるようになります。