トンガの火山は今後10年間異常気象を引き起こす可能性がある：研究

2022年1月15日、太平洋王国トンガでフンガ・トンガ・フンガ・ハアパイ火山（略してフンガ・トンガ）が噴火した。この火山は津波を引き起こし、太平洋全域に警報が発令され、世界中に何度も音波が伝わった。

新たな研究が発表された。 気候ジャーナル この噴火による気候への影響を調査します。

私たちの調査結果は、この火山が昨年の異常に大きいオゾンホールと、予想よりもはるかに雨の多い2024年の夏を説明できることを示している。

この噴火は今後何年にもわたって冬の天候に影響を及ぼす可能性がある。

冷却する煙雲

通常、火山の煙、特に煙雲に含まれる二酸化硫黄は、最終的には地球の表面を短期間で冷却することになります。

これは、二酸化硫黄が硫酸エアロゾルに変化し、太陽光が地表に到達する前に宇宙空間に送り返すためです。この日陰効果により、硫酸塩が地表に再び落ちるか雨となって降り注ぐまで、地表はしばらく冷えます。

フンガ・トンガではそうはいきませんでした。

フンガ・トンガは海底火山であるため、煙はほとんど出なかったが、大量の水蒸気を噴出した。噴出量は1億～1億5千万トンで、オリンピック用プール6万個分に相当する。噴火の猛烈な熱によって大量の海水が蒸気に変わり、噴火の勢いで大気圏上空まで噴き上がった。

それらの水はすべて成層圏にたどり着いた。成層圏とは、地表から約15～40キロメートル上空の大気層で、乾燥しすぎていて雲も雨も生み出さない。

成層圏の水蒸気には、主に 2 つの影響があります。1 つは、オゾン層を破壊する化学反応を促進すること、もう 1 つは、非常に強力な温室効果ガスであることです。

火山噴火の観測では、大量の水が気候にどのような影響を与えるか、またどのくらいの期間影響を与えるかを知る前例がありません。これは、成層圏全体の水蒸気を測定する唯一の方法が衛星経由であるためです。衛星は 1979 年以降にのみ存在し、その間にフンガ トンガのような噴火は発生していません。

蒸気を追う

世界中の成層圏科学の専門家は、噴火の初日から衛星観測の調査を開始した。研究の中には、硫酸エアロゾルの量や噴火後のその変化など、火山噴火のより伝統的な影響に焦点を当てたものもあれば、水蒸気の考えられる影響に焦点を当てたもの、そしてその両方を考慮したものもあった。

しかし、成層圏の水蒸気がどのような挙動を示すのか、誰も本当には知りませんでした。成層圏にどれくらい留まるのでしょうか？どこへ行くのでしょうか？そして最も重要なのは、水蒸気がまだそこに存在する間、気候にどのような影響を与えるのでしょうか？

まさにそれこそが、私たちが答えようとした質問でした。

私たちは未来について知りたかったのですが、残念ながらそれを測定することは不可能です。そのため、私たちは未来を予測するために特別に作られた気候モデルに頼りました。

私たちは同じ気候モデルで 2 つのシミュレーションを行いました。1 つでは火山が噴火しないと仮定し、もう 1 つでは成層圏にオリンピック プール 6 万個分の水蒸気を手動で追加しました。次に、違いがあれば追加された水蒸気によるものであると認識しながら、2 つのシミュレーションを比較しました。

何が分かりましたか?

2023年8月から12月にかけての大規模なオゾンホールは、少なくとも部分的にはフンガトンガによるものでした。私たちのシミュレーションでは、そのオゾンホールはほぼ2年も前に予測されていました。

注目すべきは、この年が火山噴火によるオゾンホールへの影響が予想される唯一の年だったことです。その年までに、水蒸気は南極の極成層圏に到達するのに十分な時間があり、それ以降の年にはオゾンホールを拡大するのに十分な水蒸気は残っていません。

オゾンホールは12月下旬まで続いたため、2024年の夏には南半球環状モードの正相が到来しました。オーストラリアにとってこれは雨の多い夏になる可能性が高くなることを意味しましたが、これはエルニーニョが宣言されたことでほとんどの人が予想していたこととはまったく逆でした。繰り返しますが、私たちのモデルはこれを2年先に予測していました。

私たちが経験している気候変動の程度を測る指標である地球の平均気温に関して言えば、フンガ・トンガの影響は非常に小さく、わずか約0.015℃です。（これは別の研究によって独立して確認されました。）つまり、私たちがここ1年ほど測定している信じられないほど高い気温は、フンガ・トンガの噴火によるものではないということです。

残りの10年間は混乱が続く

しかし、地球上の一部の地域では、驚くべき永続的な影響が見られます。

オーストラリアの北半分については、2029年頃まで例年より寒く雨の多い冬になると予測しています。北米については例年より暖かい冬になると予測していますが、スカンジナビアについては、やはり例年より寒い冬になると予測しています。

火山は、大気中を伝わる波の伝わり方を変えているようです。大気の波は高低差を生み出し、私たちの天候に直接影響を及ぼします。

ここで明確にしておきたいのは、これは 1 つの研究に過ぎず、フンガ トンガの噴火が天候や気候にどのような影響を与えるかを調査する 1 つの特定の方法に過ぎないということです。他の気候モデルと同様に、私たちのモデルも完璧ではありません。

また、エルニーニョ・ラニーニャ周期などの他の影響も考慮に入れていません。しかし、私たちの研究が、成層圏の大量の水蒸気が気候にどのような影響を与えるかを理解しようとする科学的な関心を喚起することを期待しています。

それが私たちの調査結果を裏付けるものか、それとも否定するものかはまだ分からないが、私たちはどちらの結果も歓迎する。

マーティン・ユッカーはニューサウスウェールズ大学シドニー校の大気力学の講師です。この記事は 会話。