異常気象は地球温暖化によって引き起こされると私たちはなぜ確信しているのでしょうか?

地球温暖化はランダムな気象プロセスの確率を変えます。

著者：魏 克（中国科学院大気物理研究所）

世界中で異常気象が頻繁に発生

2023年6月の高温は、北京の異常気象史上記録に残ることになるだろう。北京南郊観測所が今月記録した高温日（最高気温が35度以上）は15日に達し、2000年、2018年、2020年の12日を上回った。高温警報が常態化した。北京市気象局は6月に青色高温警報を1件、黄色高温警報を7件、オレンジ色高温警報を3件、赤色高温警報を1件発令した。 6月22日、23日、24日は3日連続で最高気温が40℃を超えた。北京南郊天文台の気温はそれぞれ41.1℃、40.3℃、40.0℃に達し、北京の近代気象観測史上、3日連続で40℃という新記録を樹立した。

高温はすべての国に等しく影響を及ぼします。 6月中旬から下旬にかけて、米国の多くの州で電力不足、さらには大規模な停電が発生した。例えば、ミシシッピ州ジャクソン市では、ほぼ100時間にわたって停電が続いた。 （カナダで猛威を振るう山火事により、アメリカ中西部と東部の広い地域が深刻な大気汚染に見舞われています。）世界中の多くの場所で同時に高温が発生しました。 6月21日、メキシコのヌエボラレドでは最高気温が3日連続で45℃を超え、モンクローバでは最高気温が3日連続で46℃を超えた。パキスタンのノクンディでは最高気温が49℃に達した。イランのザボルでは最高気温が50.8℃に達し、その日の世界最高気温となった。

異常な高温は、世界中で起こっている異常気象災害の氷山の一角にすぎません。地球温暖化によってもたらされる「災害パッケージ」には、大雨、洪水、干ばつ、山火事、台風の激化、海洋酸性化、海面上昇なども含まれます。 6月以降、ハイチでは大雨により少なくとも42人が死亡し、約19,000人が避難を余儀なくされている。エクアドルのエスメラルダス州では、12時間で1か月分の降雨量に達し、洪水が発生し、数万人が被害を受けた。カナダでは山火事が広がり、77,000平方キロメートル以上の面積を覆った。サイクロン「ビルジョイ」がインド沿岸に上陸し、2人が死亡、23人が負傷。ロシアの北オセチア・アラニア共和国の首都ウラジカフカスは、大雨のため非常事態を宣言した。

なぜ地球温暖化によって異常気象が起きるのでしょうか？

異常気象と地球温暖化は切り離せないものだと私たちはなぜ確信しているのでしょうか?これは、過去数十年にわたって、気候分野では異常気象の検出と原因分析のための比較的成熟した方法が開発されてきたためです。アイデアは複雑ではありません。普通のサイコロを振った場合、最大値の 6 が出る確率は 6 分の 1 です。 6 が 1 回出た場合、それは偶然の幸運によるものと考えられますが、何度も出した場合、6 が出る確率は 6 分の 1 よりもはるかに高くなります。この時点で、もはやそれを運のせいにすることはできません。サイコロ自体が改ざんされている可能性が非常に高いです。異常気象についても同様です。シミュレーションは、地球温暖化の有無にかかわらず実行されます。地球温暖化を考慮したシミュレーションで特定の異常気象の発生確率が大幅に増加した場合、これはランダム (非線形) な気象プロセスによるものではなく、地球温暖化の進行によって異常気象の発生確率が変化したという事実によるものです。

2004年、英国気象庁ハドレーセンターのピーター・ストットらは、ネイチャー誌[1]に、2003年にヨーロッパで発生した異常な高温の原因を分析した論文を発表しました。この異常な熱波により、ヨーロッパでは7万人以上が死亡しました。彼らの分析は、地球温暖化により、2003年のような極端な高温気象の確率が2倍に増加したと指摘している。そのため、極端に高温になる天候の「サイコロ」は、地球温暖化によって変化したのです。このような極端な高温気象が繰り返し発生すると、それはもはや純粋にランダムな気象プロセスの結果とはみなせなくなります。

過去数年間、国際気象要因分析チーム（WWA）は、世界的な極端な干ばつ、高温、大雨、寒波、嵐に関する要因分析を実施し、世界のほぼすべての異常気象の背景には地球温暖化があることを発見しました。たとえば、2022年8月、ロンドンの最高気温は40℃を超えました。 2021年6月末、カナダのリットンの最高気温は49.6℃に達しました。分析によれば、地球温暖化がなければこのような出来事は起こりにくいことが示されています[2, 3]。 2022年3月、南アジアのインドとパキスタンで異常高温が記録され、122年ぶりの記録を更新した。シミュレーション分析によると、気候変動によりこのような事象の発生確率が30倍に増加していることが示されています[4]。気象の過程を説明するのに「サイコロを振る」という例えを今でも使うとすれば、極端な高温の側面は地球温暖化によって大きく変化したと言えます。

中国科学院大気物理研究所が行った2021年河南省鄭州市「720」豪雨の帰属分析によると、気候の温暖化と湿潤化により河南省の豪雨発生確率が2倍に増加し、降雨強度は約7.5％増加した。この 7.5% を過小評価しないでください。最も深刻な災害を引き起こすのは過剰な降雨量である可能性があります。今世紀末までに、中程度の排出シナリオに基づいて推定すると、降水量は近年に比べてさらに21.9％増加し、確率は4倍に増加するでしょう。鄭州暴風雨のような異常な暴風雨も、地球温暖化によって大きく変化した「サイコロ」である。

さまざまな異常気象が頻繁に発生する理由は、地球の気温が上昇すると、より多くの熱が気候システムに入り、特に大気がより多くの水蒸気を保持できるようになるためです。そのため、雨が降ると水蒸気が多くなるため、大雨や洪水が発生しやすくなります。乾燥地域では空気が飽和状態に達するのがより困難になるため、干ばつはより深刻になります。これは地球温暖化によってもたらされる「湿ったものはさらに湿り、乾燥したものはさらに乾燥する」という現象である[5]。さらに、水蒸気の凝結時により多くの潜熱が放出され、嵐が強くなり、スコールライン、ダウンバースト、雹、竜巻などのより激しい対流気象を引き起こします。国連防災機関の「災害による人的被害2000～2019年」報告書によると、過去20年間で猛暑の発生件数は232％、洪水は134％、暴風雨は97％、山火事は46％、干ばつは29％増加しており、災害頻発の新たな段階に入ったという。

北半球では夏が到来し、極端な高温が常態化するでしょう。世界気象機関は各国に対し、早期警報を発令し早期に行動するよう呼びかけている。各レベルの政府や管理部門は、気象警報や予報の提供に加え、社会的弱者、屋外労働者、高温の天候で働く人々の権益にさらに配慮し、公共の暑さ回避センターを提供し、特に高温オレンジ警報や高温赤色警報の期間中は、公共活動センター、政府部門、図書館などを開放し、屋外労働者が正午の最も暑い天候を避けることができるようにする必要があります。国民の皆様におかれましては、熱中症のリスクを軽減するために、各種予報・警報情報に注意し、最新の予報・警報をタイムリーに更新していただくことが必要となります。

参考文献

[1] ストット、PA、ストーン、DA、アレン、MR 2004。2003年のヨーロッパの熱波への人間の関与。ネイチャー、432、610-614。

[2] Philip, SY, Kew, SF, van Oldenborgh, GJ, Anslow, FS, Seneviratne, SI, Vautard, R., Coumou, D., Ebi, KL, Arrighi, J., Singh, R., van Aalst, M., Pereira Marghidan, C., Wehner, M., Yang, W., Li, S., Schumacher, DL, Hauser, M., Bonnet, R., Luu, LN, Lehner, F., Gillett, N., Tradowsky, JS, Vecchi, GA, Rodell, C., Stull, RB, Howard, R., Otto, FEL 2022. 2021 年 6 月の米国およびカナダの太平洋沿岸における異常な熱波の迅速原因分析。Earth Syst.ダイナム、13(4)、1689-1713。

[3] Zachariah, M., Vautard, R., Schumacher, DL, Vahlberg, M., Heinrich, D., Raju, E., Thalheimer, L., Arrighi, J., Singh, R., Li, S., Sun, J., Vecchi, G., Yang, W., Seneviratne, SI, Tett, SFB, Harrington, LJ, Wolski, P., Lott, FC, McCarthy, M., Tradowsky, JS, Otto, FEL 2022. 人為的な気候変動がなければ、英国の気温が40℃になることは極めてありそうになかっただろう。

[4] https://www.worldweatherattribution.org/climate-change-made-devastating-early-heat-in-india-and-pakistan-30-times-more-likely/

[5] Held, IM, Soden, BJ 2006.地球温暖化に対する水循環の堅牢な反応。気候ジャーナル、19(21)、5686–5699。

この記事は科学普及中国星空プロジェクトの支援を受けています

制作：中国科学技術協会科学普及部

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