過去 2000 年にわたり、これらのスリリングな火山噴火は地球の気候に大きな影響を与えてきました。

火山の噴火は気候に重大な影響を及ぼします。南京師範大学の劉建教授の研究チームは、観測、再構築、シミュレーション、同化データに基づき、過去2000年間の主な火山噴火の歴史的事実、それが世界と中国の気候に与えた影響のメカニズム、将来の研究の方向性を体系的にまとめた。この成果は、Science China: Earth Sciences、2024年第1号の中国語版と英語版で報告されました。

過去 2000 年間の火山活動を外部から強制的に再構築したデータによると、寒冷期 (西暦 530 ～ 700 年、西暦 1200 ～ 1460 年、西暦 1600 ～ 1840 年) は大規模な火山噴火が頻繁に発生した時期に発生し、温暖期 (西暦 0 ～ 200 年、西暦 900 ～ 1100 年) は火山活動が静穏であった時期に発生したことが示されています。西暦946年の長白山火山の噴火は、過去2000年間で中国で最も強力な火山噴火でした。

研究では、大規模な火山噴火から数年以内に世界と中国の両方で著しい寒冷化が起こったが、再構築されたデータによって示された寒冷化の規模は火山の強度と完全には一致していなかったことが判明した（図1）。しかし、気候モデルによってシミュレートされた冷却は、火山活動の強度と顕著な線形関係を持っています。 10年規模で見ると、大規模な火山噴火が連続して発生したとき、北半球と中国の両方で10年規模の寒冷現象が発生しました。大規模な火山噴火の翌年、世界のモンスーンの降水量は大幅に減少したが、中国の揚子江流域の降水量は異常に増加した。中国北部、中国北東部、青海チベット高原南部では、異なるデータ間で一貫性のない回答が見られました。頻繁な強力な火山噴火、太陽活動極小期の火山活動の重なり、および火山の影響に重なる気候システムの内部変動はすべて、北半球モンスーン地域と中国東部での数十年規模の干ばつ現象につながる可能性があります。

図1 過去1000年間の地球の平均表面温度の変化

（a）再構築された全球火山外部強制力(b) 再構築された地表温度異常（°C） （c）気候モデルによってシミュレートされた世界の年間平均表面温度

研究チームは、樹木の年輪復元に基づいて過去1000年間のエルニーニョ南方振動（ENSO）の変化をまとめた後、エルニーニョ現象は大規模な熱帯火山噴火の後に発生し、その後急速にラニーニャ現象に衰退し、異常な北西太平洋高気圧を引き起こし、水蒸気を揚子江流域に運ぶことを発見した。しかし、中部熱帯太平洋のサンゴのδ18O記録は、大規模な火山噴火が重大なエルニーニョ現象を引き起こさないことを示しており、再構築されたデータ間に違いがあることを示唆している。頻繁な大規模な火山噴火は、北極海の海氷拡大プロセス、海と大気の相互作用、海洋内の力学プロセスの変化を引き起こし、大西洋数十年規模振動 (AMO) の位相変化に影響を及ぼす可能性があります。 ENSO と AMO の火山への反応は、地域的な気候反応の違いにさらに影響を及ぼし、再構築シミュレーション データの相違を引き起こす可能性があります。

今後の研究では、火山の影響下にある気候システムの内部変動、気象季節スケール内変動の変化、気候の急激な変化が気候に与える影響についての深い理解を深める必要があります。これは、火山外部強制再構築の改善、成層圏化学・エアロゾル・気候モデルの開発、および主要な火山気候影響のより包括的な解明に依存します。