北極の気候変動

編集者注: これは進行中の研究に関する一人称の説明です。

アンカレッジのホテルのフロント係は、「昨年はここに雪が降りませんでした」と語った。

それが私の注意を引きました、なぜならここはアラスカだからです。

私たちは旅の終わり、つまり「世界の頂上」であるアラスカ州ウトチャヴィクへのフライトの前に、一晩滞在するために部屋の鍵を集めていました。かつてはとして知られていたこの村は、 バロー、北極海の一部であるチュクチ海に接する北極の北斜面に沿って位置しています。

アメリカ最北の集落です。ここに続く道はありません。

昨年の9月、私は調査チームの一員としてこの極北の前哨基地を訪れました。 スクリップス海洋研究所、主任研究者で気候大気化学者のリン・ラッセル教授と博士も含まれていました。学生のソリタ・サハさん。

私たちは、大気中のエアロゾルデータを収集する5年間のプロジェクトの一環として、ウトキャチヴィクにある国立海洋大気局の地球監視研究所に向かっていました。この測定値は、これまでにここで約 30 年間にわたって収集されたデータセットに追加されるもので、新しい測定値も含まれます。

「エアロゾルは、放射線を反射または吸収することによって直接的に、または雲を作ることによって間接的に温暖化または寒冷化を引き起こす可能性があるため、重要です」とサハ氏は述べた。

北極では低緯度地域に比べて約 3 倍の速さで温暖化が進んでおり、ウトチャビクはエアロゾル研究に最適です。遠隔地にあるため、地元で発生する人間の活動による干渉も軽減されます。

エアロゾルの名声の一部は、夏の晴れた日に雲の形成によって冷却を促進する能力です。雲を作るには、エアロゾル粒子 (塩、塵など) が最初に雲の種を形成する必要があり、これらが雲の中で頂点に達する雲滴を作ることができなければなりません。

すべての雲の種が液滴につながるわけではなく、すべての液滴が雲につながるわけでもないため、この複雑なプロセスを理解することが重要です。明確にしておきますが、温室効果ガスの温暖化効果は、エアロゾルによる雲の冷却効果よりも大きいですが、エアロゾルがなければ、地球は現在よりもさらに暖かくなるでしょう。

もう 1 つ: エアロゾルと二酸化炭素などの温室効果ガスを混同しないでください。どちらも気候に影響を与えます。まず、エアロゾルは気体ではありません。それらは固体、液体、または固体と液体の粒子の混合物です。もう1つは、それらは地球を旅することはなく、ガスのように何年も何世紀も大気中に留まります。むしろ、エアロゾルは 1 週間未満しか空気中に浮遊しない可能性があるため、その影響は主に局所的です。

私たちは人口 5,000 人未満のウトチャヴィクの空港に着陸しましたが、そこは気温 35 度でした。地元の人々は、ウトチャチュヴィクには 2 つの季節があるとよく言います。氷と泥です。私たちは後者のためにここに来ました。泥や水たまりを乗り越えて北極圏のあらゆる状況に対応できるピックアップ トラックにアクセスした後、私たちは食料を調達するためにアラスカ商業会社へ向かいました。

価格は息をのむほどでした。オールドファッションクエーカーオーツのシリンダーは 19.69 ドル、クラフトおろしパルメザンチーズの小瓶は 12.06 ドルで販売され、アボカド 1 個は 6.69 ドルでした。なんてことだ！

買い物が終わり、私たちは一週間分の荷解きのために賃貸住宅に車で向かいました。

ウトチャヴィクの独特で一見荒涼としたツンドラ環境には木が一本もありませんが、低地の植物によってよく手入れされています。海面かろうじて高いこの限られた陸地は、いくつかのラグーンの周りを蛇行しており、永久凍土、つまり土、砂利、砂が氷で結合した凍った層で構成されています。

そのため、舗装された歩道や道路はなく、ほとんどの建物が高床式で建てられています。建物を高く保つことで、冷たい空気が下を循環し、建物の熱で永久凍土が解けるのを防ぎます。それでも、容赦ない気候温暖化による永久凍土の早期融解は止まっていない。

翌朝、私はチームを研究室に連れて行き、そこでエアロゾル校正用の機器をセットアップしました。私は長年地元に住んでいる人々から、彼らの生活が気候の変化によってどのような影響を受けているかを直接学ぶために町へ向かうつもりでした。休暇を取る前に、実験装置をチェックアウトしました。

エアロゾルは、北極の空気を 3 つのラインを備えた装置に引き込む煙突状の入口を通して収集されます。2 つのラインは、微細なエアロゾル粒子 (塩、硫酸塩、塵など) をテフロン フィルター上に捕捉します。 1 つのラインで粒子を 2 つの機器に取り込み、1 つは異なる粒子サイズと各サイズの粒子の数を決定し、もう 1 つは雲の液滴に凝縮する雲の種 (専門的には雲の凝縮核と呼ばれます) を形成する粒子の数をカウントします。フィルターはスケジュールに従って変更されます。使用済みのフィルターは冷凍され、分析のために SIO のラッセルの研究室に送られます。

私はトラックに戻り、スティーブンソン・ストリート沖の海岸線に向かったが、そこでは高水による深刻な洪水が隣接する道路を押し流し、いくつかの家屋を破壊した。浅い人工の断崖を下りながら、サンディエゴのきめが細かく色白の砂浜とは大きく異なる、粗く濃い色の砂利の砂の上をバリバリと歩きました。ここにはビーチがほとんどないので、問題を理解するのは難しくありません。

地平線を眺めても氷の塊は一つも見えません。かつては夏でも海岸線の近くや海岸線に沿って流氷が揺れるのを見るのは珍しいことではなかった。現在、氷は数百マイル沖合にあります。風波の発生を防ぐ氷がないため、年の後半に氷が形成されると、嵐がより大きな衝撃で海岸を襲い、海をさらに内陸に押し込みます。防潮堤の建設が進んでいるが、それはウトチャヴィクのダウンタウンに限られている。現実的には、このプロジェクトはまだ始まったばかりです。

地元の人々は親切でフレンドリーで、いつもおしゃべりの時間を持っていました。で リリアナの焼きたて、ココナッツマカロン（お勧め）を購入し、オーナーのリリアナ・ペヌエラスさんと話をしました。彼女はもともと35年前の1990年にキューバから当時バローと呼ばれていた場所に働きに来たとのこと。 海軍北極研究基地。

「当時、夫と私はバローポイントに住んでいました。道路から海まで100ヤード歩いていました」と彼女は語った。

「時が経つにつれ、嵐がどんどん海を近づけていきました。8年前、海が家を奪う前に、私たちはついに街の近くに引っ越さざるを得なくなりました。5～6年ほど前、海がスティーブンソン・ストリートにほぼ迫っているのを目にしました。そこへ車で行くのは安全ではありません。」

「バローポイントにはもう誰も住んでいません。」

地平線に目を向けると、海と空を隔てる線がナイフのように鋭かった。エアロゾル夏の終わりにここにいると、季節の好ましい大気循環パターンと、雨が粒子汚染物質を大気から洗い流すため、空気は最もきれいです。

夏の空気には依然としてエアロゾルが含まれていますが、そのほとんどは波しぶきや海洋生物の排出などの自然発生源によるものです。海しぶきエアロゾルは、風によって海水粒子が表面に吹き飛ばされることによって生成されます。氷が後退すると、より多くの外水が大気にさらされるため、より多くのエアロゾルが形成される可能性があります。

過去のデータは、波しぶきの飛沫のサイズが増加する一方で、その数が減少していることを示しています。ラッセル氏とサハ氏は、海水温の上昇、風速、波しぶきエアロゾルの形成との関係を調査することを目指している。

この知識を獲得することは、エアロゾルが雲の種の生成にどのように寄与し、雲の種がより明るくなり、より多くの太陽光を宇宙に反射し（アルベド効果と呼ばれる）、その結果冷却が促進されるかを理解する上で中心となります。

植物プランクトンと呼ばれる単細胞藻類の濃度も、氷のない海洋が増えると、より多くの海面に当たる直射日光により光合成が増加するため、増加しています。光合成による影響力のある廃棄物の 1 つは、硫化ジメチル (DMS) です。

DMS は分解および再結合して硫酸塩粒子を生成し、空気中に放出されます。夏の間、硫酸塩の種子でできた雲が太陽光を大気中に反射して冷却をもたらします（冬とは対照的に、太陽光がほとんどまたはまったくないため、雲が代わりに温暖化をもたらします）。

植物プランクトンの拡大する硫酸塩の寄与が雲の形成にどの程度重要であるかは、ラッセル氏とサハ氏にとって興味深いことである。彼らは、特に植物プランクトンの排出から生成される硫酸塩を特定し、その濃度を過去のデータで以前に特定された他の硫酸塩源の濃度と比較します。

その間、住民は周囲の変化に適応し続けています。昆虫さえも目立ちます。

居住者のブライアン・パーソンは、気候変動の顕著な指標を 1 つ共有しました。

「2007年、この夏初めてバーベキューをしたときのことを覚えています」と彼は語った。 「内陸で繁殖する蚊の群れが私たちに加わりました。その後、通常、翌日には風が吹き飛ばしてくれるので、毎年、1～2日ほど蚊が激しく発生することがありましたが、その後はまったく発生しませんでした。5年以内に、温暖化の影響で2010年半ばから傾向が始まり、丸1週間蚊の群れが発生しました。」

かゆいところについては、エアロゾル特性の魔法の混合が雲の生成につながるという予測に関して、ラッセルとサハが何を学ぶかを楽しみにしています。

「エアロゾルは雲、ひいては北極に未知かつ定量化されていない影響を及ぼします」とラッセル氏は述べた。 「彼らが何なのか、そしてどこにいるのかをもっと理解する必要があります。」

サハ氏はさらに、「エアロゾルについてさらに理解することは、気候モデルを改善し、現在および今後数年間で気候変動の影響に対処し、適応する準備を整えるのに役立つだろう。」と付け加えた。

次の記事では、冬に人為的および輸送されたエアロゾル汚染と天然エアロゾルの独特の混合物、およびこの季節に形成される雲に焦点を当てます。

(一般にはほとんど過少報告されていますが、エアロゾルは雲を引き起こす原因となるため、問題の対象となっています。また、雲は気候を理解する上で最も不確実な部分です。夏 (7 月から 10 月)、冬 (11 月から 3 月)、春 (4 月から 6 月) のエアロゾルの明確な季節変化は、雲形成に対するそれぞれの影響を反映しています。この記事では夏のエアロゾルに焦点を当てます。)

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