2018/10/12

潮の満ち引きと気候を繋ぐメカニズムをシミュレーションで解明

 

― 月の引力が地球温暖化までも左右する?―

 

海洋研究開発機構(JAMSTEC)

東京大学大学院理学系研究科

東京大学大気海洋研究所

 

概要

国立研究開発法人海洋研究開発機構(理事長 平 朝彦、以下「JAMSTEC」という。)気候モデル高度化研究プロジェクトチームの建部洋晶ユニットリーダーらは、気候モデルを用いた数値シミュレーション手法により、主に太平洋での潮の満ち引きによって発生する数cmから数m規模の海洋中の微細な海水混合が、海洋コンベヤー(図)と呼ばれる地球の海を巡る大きな循環の変化を通じて、遠く離れた南極環海の気候を決定する要因の一つであることを明らかにしました。

 

図. 海洋コンベヤーの模式図。青い線は海洋深層、赤い線は海洋表層の流れを表す。太平洋に着目すると、南極環海から北へ向かう深層海水の流れがある。太平洋の深層海水は、上下混合の影響を受けて軽くなって海洋表中層へ湧き上がり(緑色の線)、表層の流れへ加わる、あるいは、南極環海へ戻る(黄色の線)。

 

気候は、雨や雲の生成を含む大気の流れによって、太陽から地球へ与えられる熱エネルギーが地球全体へ再分配されることで大まかには決まります。また、海洋の状態はこのようにして決まった大気の流れに従属的であると考えられてきました。

今回、「地球シミュレータ」を用いた気候モデルと海洋潮汐モデルによるシミュレーションを行った結果、潮の満ち引きによる海水の上下混合が、太平洋1000m以深における水温及び塩分の低下、南極環海の海氷面積増加、偏西風の強化及び移動性高低気圧の活発化を引き起こすことがわかりました。これらは、月の引力に起因する位置エネルギー変化(潮の満ち引き)が海洋の微細な混合を促進し、特に太平洋の海洋コンベヤーを変化させることによって、遠く離れた南極環海の気候状態を決定しうることを示しています。また、気候を決定する上で、太陽と大気との関係性に加えて、月と海との関係性も大きな影響を持つことを示しています。さらに、南極環海は大気から熱エネルギーと二酸化炭素を吸収する海域でもあることから、将来的な温暖化予測と言う意味でも重要な知見となります。

本成果は、信頼性の高い気候変動予測情報を国際社会及び我が国へ提供することに貢献するものであり、今後は本研究で得られた知見を温暖化予測モデルや地球全体の炭素循環などを考慮可能なシミュレーションモデルへの適用を進める予定です。

本研究は、JSPS科研費JP15H05825(新学術領域研究)及び文部科学省委託事業統合的気候モデル高度化研究プログラムの支援を受けて実施されました。本成果は、科学誌「Scientific Reports」に9月27日付け(日本時間)で掲載されました。

※本研究には、地球惑星科学専攻の田中 祐希 助教が参加しています。

 

詳細については、海洋研究開発機構(JAMSTEC) のホームページをご覧ください。

―東京大学大学院理学系研究科・理学部 広報室―