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空と海の间でたゆたう気候変动に数値シミュレーションから迫る

升本顺夫／文 教授 MASUMOTO Yukio

太平洋热帯域の海面水温が平年より高い状态が続くエルニーニョ现象。そのメカニズムを探る过程で注目されたのが、大気と海洋の相互作用です。青い空と海との间で今日も生まれている気候変动の研究について、大気海洋循环物理学の升本先生が概説します。

淡青は海の色。そして空の色。2色の淡青が重なり混ざるところに気候の変動が生まれます。海洋と大気という異なる流体が主役となる気候変动では、両者が互いに影響を与えながら結びつき、数ヶ月から数年、数十年でゆっくり発展する1つの大きな構造を形作っています。地球が持つ自然のリズムとして、気温や水温、風や流れ、降水量などの変動が自発的に現れ、消えていくことの繰り返しが気候変动なのです。この悠久のリズムが、宮沢賢治が書いた「サムサノナツ」や「ヒデリノトキ」のような極端な天候をもたらす背景ともなり、人々を翻弄してきたことはご存じの通りです。このような気候変动がなぜ、どのようにして起こるのだろうか? いつどこでどのような気候変动が発生するのか、予測はできるのだろうか? などと考えて研究をしてきました。

海洋や大気は、非常に小さな揺らぎから地球规模の动きまで、様々な时空间スケールの现象が阶层构造を作って相互に影响を与えている、とても复雑なシステムです。そのため、全体的に组织だった动きをすることがある反面、それぞれの部分が胜手気ままな振る舞いをする场合も多く见られます。この复雑さが気候変动现象の多様性を作り、そのメカニズム解明の魅力の一端となる一方で、それらの理解を难しくしている一因ともなっているのです。

このような気候変动の代表例として、热帯太平洋で発生するエルニーニョ现象がよく知られています。海洋と大気の相互作用という考え方も、エルニーニョ现象の発展メカニズムを明らかにする过程で注目され、その理解が飞跃的に进んできました。东京大学においても、エルニーニョ现象を含めた多くの気候変动现象に本质的な大気海洋相互作用の理论的理解やそのモデル化、観测データや数値シミュレーション结果を用いたメカニズムの理解、さらにはその予测可能性まで、多岐に亘る研究が展开されています。现在では、いくつかの特徴的な気候変动について、その変动机构の理解が大きく进み、数値モデルを用いた精度の良い予测も可能になりました。もちろん、予测结果が现実から外れてしまうこともあります。その原因には、海洋や大気の変动をもたらす物理过程の理解が不十分な场合もあり、また异なる物理过程の间で起こる相互作用の理解が足らないこともあります。これらの沟を埋めるべく、复雑だが面白い気候変动の理解を深める研究を日々展开しています。

近年では、人间活动がこのような気候の変动にも影响を及ぼすようになっています。人為起源の温室効果気体の増加により、気候変动を形作る海洋と大気のそれぞれの过程が影响を受け、さらに大気海洋间の相互作用や异なる阶层间の相互作用に违いが现れることで、自然のリズムとして発生してきた気候変动が従来と异なる形で现れてくるのです。特に长期の変动では、热を大量に蓄えることができ、大気に比べて动きがゆっくりな海洋の役割が顕着になります。今后は、海洋の変动や役割を通じた気候変动メカニズムの理解がますます重要になるでしょう。淡青色の地球环境を守るためにも。

海面水温の平年からの偏差分布

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