気候変動と振動
結合した海洋-大気システムが数ヶ月から数十年間にわたって変動し、世界中の気温、降水量、嵐を再編成する周期的なパターン。
Definition
気候変動とは、気候システムがその平均状態に対して数ヶ月から数世紀にわたる時間スケールで変動することであり、その多くは振動として知られる結合した海洋-大気モードを通じて内部的に発生します。
Scope
この分野は、内部で生成される気候変動と、それを組織する主要なモードを対象としています。具体的には、熱帯太平洋におけるエルニーニョ・南方振動、中緯度における北大西洋振動および北極振動、モンスーンシステムとその年々変動、そしてより緩やかな数十年規模および複数十年規模の変動です。これらの振動を維持する結合した海洋-大気メカニズム、遠隔地域へのテレコネクション、および外部強制変化との区別について扱います。
Sub-topics
Core questions
- どのような結合メカニズムが周期的な気候振動を維持しているのでしょうか？
- エルニーニョのような熱帯モードは、テレコネクションを通じて世界の気象にどのように影響するのでしょうか？
- 内部変動は外部強制変化とどのように区別できるのでしょうか？
- これらのモードは季節から数十年規模の時間スケールでどの程度予測可能なのでしょうか？
Key theories
- 結合した海洋-大気不安定性
- エルニーニョのようなモードは、海面水温、風、海洋の躍層深度間の正のフィードバックから生じ、外部からの強制なしに結合システムが振動することを可能にします。
- テレコネクション
- ある地域の異常は、その影響を遠くまで運ぶ大気波パターンを励起するため、熱帯太平洋の現象は遠く離れた大陸の気温や降水量を変化させることがあります。
Mechanisms
海洋表面と大気間の結合したフィードバックにより、システムは対照的な状態間を変動します。例えば、貿易風の弱化は熱帯太平洋東部を暖め、それがさらに貿易風を弱め、エルニーニョを引き起こします。これらの異常は、テレコネクションを通じて気圧、気温、降水量を遠隔地域に再分配する大気波を発生させ、一方、より緩やかな海洋プロセスが数十年規模のモードの時間スケールを決定します。
Clinical relevance
変動モードは、干ばつ、洪水、熱波の年々および数十年ごとの変動の多くを駆動するため、それらを理解することは季節予報および気候トレンドの解釈の基礎となります。
Evidence & guidelines
IPCC第6次評価報告書は、主要な変動モード、モデルにおけるそれらの表現、および温暖化の下でどのように変化するかを評価していますが、内部変動が短期間にわたって強制トレンドを覆い隠したり増幅したりする可能性があることを警告しています。
History
ギルバート・ウォーカーは20世紀初頭に南方振動を記述し、後にビャークネスがそれをエルニーニョとして海洋温度と関連付け、結合した見方を確立しました。その後の数十年で、観測と結合モデリングを通じて変動モードのカタログが拡張され、そのテレコネクションが明確化されました。
Debates
- 観測されたトレンドにおける強制変化と内部変動
- 観測された地域的なトレンドを温室効果ガス強制に帰するか、自然振動に帰するかは議論の的となっています。なぜなら、数十年規模の変動が強制シグナルを一時的に強化したり相殺したりする可能性があるからです。
Key figures
- Jacob Bjerknes
- George Philander
- Gilbert Walker
- Edward Lorenz
Related topics
Seminal works
- philander1990
- hartmann2016
Frequently asked questions
- 気候振動とは何ですか？
- それは、エルニーニョやラニーニャのように、結合した海洋-大気システムが数ヶ月から数十年間にわたって対照的な状態間を変動する周期的なパターンです。
- 振動は気候変動を引き起こしますか？
- いいえ、それらは熱と降水量を内部的に再分配し、時間とともに平均化されます。一方、長期的な気候変動は、システムのエネルギーバランスにおける持続的な変化を反映しています。