オーストラリアの森林火災がラニーニャ現象をさらに奇妙な形で引き起こした

2019年と2020年にオーストラリアを襲った大規模な森林火災は、約37,500平方マイル（約10,000平方キロメートル）を焼き尽くし、象徴的な生態系を壊滅させ、すでに絶滅危惧種に指定されていた種を絶滅の危機に追い込みました。火災の規模はあまりにも大きく、それ自身で巨大な雷雲を生み出しました。

太平洋をはるか遠く離れた数千マイル離れた場所では、森林火災がより微細ながらも極めて重大な影響を及ぼしていました。新たなモデル化によると、煙が南米沖の海水を冷却し、その後に発生する稀な3年周期のラニーニャ現象の発生確率を大幅に高めたことが明らかになりました。ラニーニャとは、2020年末から2023年初頭にかけて太平洋で発生した冷水帯のことです。ラニーニャは世界中の天候に影響を与えるため、オーストラリアで最後の残り火が消えてからずっと後になっても、森林火災は広範囲に影響を及ぼすことになりました。

「このモデル化は数年にわたってラニーニャ現象の発生確率を歪めました」と、米国立大気研究センター（National Center for Atmospheric Research）の気候科学者で、本日 Science Advances誌に掲載されたこのモデル化に関する新論文の筆頭著者であるジョン・ファスーロ氏は述べている。「これは実際、歴史的記録から見て、南半球に生じたこれまでで最大の擾乱の一つです。」

上の地図をご覧ください。2019年12月にオーストラリアで山火事が猛威を振るった際、煙（高濃度は赤で示されています）は太平洋を横切るだけでなく、南半球を覆い尽くしました。大気圏上空では、無数のエアロゾル粒子（焦げた植物や焼け落ちた建物の残骸など）が小さな核となり、そこに水が凝結しました。通常、雲は塵の粒子の周りに水が集まることで形成されます。しかし、南半球では、このような核がそれほど多くは舞い上がっていません。（北半球には、粒子状物質を供給する陸地が多いのです。）

「オーストラリアの山火事の巨大な発生源は、実際には大きな影響を及ぼし、雲の凝結核を大量に生み出しました。そして、それが雲をより明るくしたのです」とファスーロ氏は言う。

南米太平洋沿岸の雲が明るくなると、より多くの太陽エネルギーが宇宙に跳ね返り、太平洋を冷却しました。上の地図では、赤い枠の中にある青い塊は、2020年1月、オーストラリアの猛烈な山火事シーズンのピーク時に、水面の太陽熱が少なかった場所を示しています。当時、煙はペルーとチリ付近の雲を明るくしていました。「それらは大量のエネルギーを宇宙に反射しました」とファスーロ氏は言います。「その結果、南半球は冷却され、ラニーニャにとって非常に重要な地域で冷却が起こりました。」

ラニーニャ現象は、東から西への風が強まり、南米西海岸の表層水が押し流されるときに発生します。その隙間を埋めるために、深層から冷たい水が湧き上がり、太平洋全体に広がる冷水層を形成します。下の地図は、2020年10月と2021年10月の様子を示しています。

通常、ラニーニャ現象は1～2年続き、地球規模で様々な影響を及ぼす可能性があります。例えば、米国南部は乾燥し、太平洋岸北西部は雨量が増加します。しかし、今回のラニーニャ現象は2020年に始まり、わずか数ヶ月前に終息しました。

今回のラニーニャは、強いエルニーニョ現象の後ではなかったという点でも奇妙でした。強いエルニーニョ現象の後には、同じ地域で暖かい水が発生するからです。（寒冷化と温暖化の傾向の間には、「中立」な状態になることもあります。）「このような現象は以前にも発生していますが、どちらか一方、ましてや両方が発生するのは非常に珍しいことです」とファスーロ氏は言います。「それだけでも、何か異常なことが起こっていたと考えられます。」

その異常な現象とは、数ヶ月にわたって太平洋を横切って流れ続けた森林火災の煙がもたらしたさらなる冷却効果だったのかもしれない。この煙は一種の冷却フィードバックループを引き起こした。「冷却帯はただそこに留まっているわけにはいきません。伝播していく必要があります」と、スクリプス海洋研究所の気候科学者、シャンピン・シー氏は語る。シー氏は今回の研究には関わっていない。「冷却によって局所的な気圧が上昇し、気圧が風向きを変え、さらに風が海面水温のパターンを変化させるのです」。風が海水を西へ、赤道から遠ざけるにつれて、湧昇が促進され、より多くの冷水が上昇する。

森林火災の煙がラニーニャ現象に大きな影響を与えたのは、今回が初めてではないかもしれない。ファスーロ氏と彼の同僚たちは現在、オーストラリアで悪名高かった1974～75年の森林火災シーズンを調査している。1975年と1976年には、科学者たちは温暖なエルニーニョ現象を予測していたが、実際には冷温なラニーニャ現象が発生し、研究者たちは「エルニーニョ現象の中断」と呼んだ現象に変わった。「実は、70年代の事例研究もいくつかあるんです」とファスーロ氏は言う。「オーストラリアの森林火災が原因だったのではないかと考えています。」

これは、山火事がラニーニャとエルニーニョにおいて、これまで考えられていたよりも大きな役割を果たしている可能性を示唆している。「気候の背景となる温暖化が山火事の頻度と深刻度を増すことを考えると、これは特に重要です」と謝氏は述べている。地球温暖化と乾燥化が進むほど、山火事は規模と温度が大きくなり、太平洋を漂う煙の量も増加する可能性がある。オーストラリアから漂ってくる煙のルートは、南米沖の海水温の自然な変動を乱すのに最適な位置にある。

そして、もう一つのXファクターがあります。山火事は大気中のエアロゾルの発生源の一つに過ぎません。他のエアロゾルは化石燃料の燃焼によって発生します。煙と同様に、エアロゾルは太陽光を反射して雲核として作用することで、地球の冷却に貢献しています。（例えば、貨物船からの粒子状汚染物質は、冷却雲の「船跡」を作り出すことで知られています。）しかし、人類がグリーンエネルギーに移行するにつれて、これらのエアロゾルの発生量は減少し、山火事の煙のエアロゾルの影響はさらに大きくなる可能性があります。

「人為起源のエアロゾルは減少していくと確信しています。つまり、こうした自然起源のエアロゾルが気候システムにとってより重要になる可能性があるということです」と、今回の研究には関わっていないパシフィック・ノースウエスト国立研究所の地球科学者、ハイロン・ワン氏は言う。

ラニーニャとエルニーニョの予測に山火事の煙を組み込むことで、予測精度が向上する可能性があります。これは極めて重要です。政策立案者は、今後何が起こるかに備えることができるからです。例えば、ラニーニャが極端な降雨を引き起こした場合、都市はインフラを整備する必要があります。また、干ばつが発生した場合、水管理者は潜在的な供給問題に対処する必要があります。

幸いなことに、データの増加とモデルの高度化により、予測はより正確になるでしょう。ファスーロ氏によると、2020年6月当時、アメリカ海洋大気庁（NOAA）は太平洋で気象が中立状態になると予想していました。「これは、記録上最も長期にわたるラニーニャ現象の一つが起こる1か月前のことでした。いわば歴史的な予測ミスです」とファスーロ氏は言います。「私たち自身も、この現象の潜在的可能性をまだ十分に理解できていません。しかし、この論文から得られる教訓は、特定の状況下での山火事は、私たちが活用していない季節的な予測可能性をある程度提供してくれるということです」