海洋研究開発機構(JAMSTEC)は2月1日、冬季バレンツ海を発生源とする低気圧の経路が近年の海氷減少に伴い通常より北側を通過していることを気象データの解析により示したと発表した。この低気圧経路の変化によって、北極海上はより暖められる一方、シベリアでは北からの寒気が入り込みやすい状況が形成される。これは地球温暖化が進行しているにも関わらず、近年の日本の冬が寒い原因の1つであることを意味し、海氷減少と北極温暖化が中緯度の気候変動と密接に関連することを示した極めて重要な知見だという。

研究はJAMSTEC地球環境変動領域・寒冷圏気候研究チームの猪上淳主任研究員らによるもので、成果は米気象学会発行の学術誌「Journal of Climate」3月号の掲載に先駆け、Early Online Release版に1月26日付けで掲載された。

一般的に日本の冬の寒さは、「エルニーニョ」/「ラニーニャ」など低緯度の影響と、「北極振動(気圧の変動現象の1種)指数」の正/負など高緯度の影響の組み合わせで暖冬/寒冬が説明される。しかしながら、2011/2012年の冬(画像1)のような場合、両者の組み合わせでは説明できないこともあり、予報という観点からも問題が残っている状況だ。

画像1。バレンツ海の温暖化と大陸の寒冷化の様子。2012年1月15日から21日の1週間の気温偏差(平年からの差)。点線の内側は例年よりも高気圧が強い領域

一方、より大きな空間スケールで見ると、北極の温暖化と対となってシベリアの寒冷化現象がしばしば観測されることがあり、これが地球温暖化の一端として解釈できるのか世界的にも議論の的となっていた。

そこで今回の研究では北極の温暖化が最も著しい冬のバレンツ海に着目し、そこで発生する低気圧の経路が海氷の多寡によってどのように変化し、北極の温暖化とシベリア域の寒冷化にどのような影響を与えているのかが調べられた次第である。

今回の研究では、バレンツ海の海氷が少ない冬は低気圧の経路が通常のシベリア沿岸域よりも北極海側にシフト(北上)することを見出し(画像2・赤矢印)、その結果形成される気圧配置の変化(画像2・暖色域)が北極海上の温暖化を促進する一方、大陸上では寒冷化が起こりやすい状況になることを明らかにした(画像3)。

ここで形成された寒気は数日後には日本に到達することが多く、日本の冬の寒さとも密接に関連する。今回の研究で、この北極の温暖化と大陸の寒冷化のパターンは「WACS(ワックス:warm-Arctic cold-Siberian anomaly)偏差」と名付けられた。

画像2。バレンツ海の海氷が少ない年に出現する気圧偏差(hPa)と代表的な低気圧経路(矢印)。低気圧経路がシベリア沿岸域から北極海側にシフトし、シベリア高気圧が北極海沿岸域まで拡大する	画像3。バレンツ海の温暖化と大陸の寒冷化の様子。今回の研究で明らかになったWACS偏差

2011/2012年の冬も「平成18年豪雪(一八豪雪)」(2005/2006年冬)と同様、バレンツ海の海氷面積が著しく少なく、WACS偏差によって例年よりも寒い冬となりやすいことを説明することが可能だ(画像1、4、5)。

画像4。1990年から2011年における12月のバレンツ海海氷面積の推移	画像5。東京の日平均気温の平年からの差。矢印の期間が図1に相当

現在の長期予報のもととなる数値モデルでは、バレンツ海などの海氷分布は平年値を利用しているため、各年の海氷の多寡に関する情報は計算に反映されず、低緯度におけるデータに強く左右される状態だという。各年の海氷分布を反映させるなど数値モデルの改良を行うことによって、より数値モデル精度の向上が可能となることが期待されると、猪上主任研究員らは語っている。

また、北極海の海氷減少は進行中であるため、中高緯度の大気や海洋が今後どのように変化していくかは将来予測モデルの結果を用いて検証していく必要があるともコメントしている。