北極圏での雷の増加は地球にとって悪いニュース

北極圏はそれほど暑くない。むしろ、暑すぎるからだ。地球の他の地域と比べて少なくとも2倍の速さで温暖化が進んでおり、それが悪循環を引き起こし、変化を加速させている。例えば、氷は土壌よりも反射率が高いため、溶けると北極圏はより多くの太陽エネルギーを吸収する。北方の土地ではより濃い色の植生が生育し、太陽熱をさらに吸収する。そして永久凍土が解けると、大量の温室効果ガスが放出され、気候をさらに温暖化させる。

北極圏は異常気象に見舞われ、熱帯地方で最もよく見られる温暖な気候の現象である雷が、今や北極点付近で発生している。新たなモデルによると、この地域への雷撃はさらに悪化するだろう。今世紀末までに、北極圏全域での雷撃回数は2倍以上に増加する可能性があり、その結果、山火事の増加や温暖化の進行といった、衝撃的な連鎖反応を引き起こす可能性がある。「北極圏は急速に変化している場所で、この変化の一側面がこれまであまり注目されていないかは分かりませんが、実際には非常に重要な意味を持っています」と、この研究には関与していないカリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）の気候科学者ダニエル・スウェイン氏は述べている。

雷雨を発生させるには、大量の熱が必要です。太陽が地表を温めると、大気中の熱気と水分が上昇します。同時に、システム内の冷たい空気は下降します。これにより、深層対流雲と呼ばれる渦巻状の雲が形成され、これが電荷を発生させ、それが雷へと成長します。

これは熱が十分に行き渡る熱帯地方では普通のことですが、北極圏はこうした大規模な熱気の上昇に抵抗できるほど寒冷であるはずです。ところがどうやら、もはやそうではないようです。「地表が温暖化すれば、高緯度地域へ空気を押し上げるエネルギーが増大します」と、カリフォルニア大学アーバイン校の気候科学者ヤン・チェン氏は述べています。チェン氏は、このモデル化について説明したNature Climate Change誌に掲載された論文の筆頭著者です。「また、大気が温暖化することで、より多くの水蒸気を保持できるようになります。」

これらを合わせると、現在北極から100マイル以内の地点で動いている、大規模で派手な嵐が発生します（科学者は、世界規模の電波検出器ネットワークを使用して、遠隔地の雷撃を正確に特定できます。雷が地面に落ちると、実際には一種の無線塔に変わり、信号を発信します）。そして、雷が発生する場所では、特に北極が温暖化して乾燥するにつれて、火災が発生する可能性があります。「2020年のロシア北極圏の熱波は、高緯度であっても、非常に暖かい気象条件が発生し、激しく燃え、非常に大規模に成長する可能性があることを示しています」と、この地域を研究しているが、この新しい研究には関与していないエディンバラ大学の生態学者、イスラ・マイヤーズ＝スミスは述べています。「2020年の火災シーズン中に、ロシア北極圏の広い地域が焼失しました。」

北極の山火事は主に2種類の物質を焼き尽くしますが、どちらも問題を引き起こします。土壌の多くは泥炭で、数千年にわたって蓄積された植物質由来の炭素が濃縮されたものです。この土壌が燃えると、火は地中深くまでくすぶり、膨大な量の温室効果ガスを放出します。これは、より寒冷で湿潤な北極であれば安全に封じ込められていたはずです。これらの火災は非常に持続性が高いため、科学者たちは「ゾンビ火災」と呼んでいます。何ヶ月も地下に潜り、雪に覆われてもなお燃え続け、雪が溶けると再び新たな地表火災として燃え上がります。

北極圏におけるもう一つの可燃性物質は地上植物です。ツンドラでは主にイネ科植物が優勢ですが、科学者たちは低木が彼らの縄張りに侵入しつつあることをますます発見しつつあります。「低木は、火災や永久凍土の融解など、撹乱があった場所で育ちやすい性質があります。そのため、ツンドラで火災が増えれば、低木も増える可能性があります」とマイヤーズ＝スミス氏は言います。「低木は夏が暖かく、水資源が限られていないときによく生育します。そのため、ツンドラの今後の温暖化に伴い、低木が拡大すると予想されます。」堆積物の記録を見ると、マイヤーズ＝スミス氏は、過去に北極圏で温暖な時期が低木の成長を促し、火災の増加につながったことを実際に確認しています。

これらのフィードバックループをさらに複雑にしているのは、低木が増えると地形の反射率、つまりアルベドが低下するため、北極はより温暖になるということだ。真っ白な雪が草原のツンドラを覆うと、太陽エネルギーを反射する。しかし、低木がその地形を占領すると、より多くの暗い植物が雪の層の上に顔を出し、より多くの熱を吸収する。アルベド効果は、北極が24時間太陽光に照らされる夏に特に顕著になる。「北極は、私たちのほとんどが慣れ親しんでいる低緯度地域と比べると、ちょっと変わった場所です。太陽放射は実際には非常に強いのですが、それはほんの短い期間だけです」とスウェイン氏は言う。「そして、残りの期間は、ほとんど存在しないこともあります。」

より暗く、より温暖な地形は、永久凍土の融解を促進します。また、山火事の増加も、凍土の上に堆積し、土壌の温暖化を阻害するコケなどの有機物を燃やすことで、永久凍土を融解させます。さらに悪いニュースは、北極の永久凍土が、世界の土壌に蓄えられている炭素の3分の1を保有しているということです。

チェン氏らは、山火事が草や低木を焼き尽くした場合、森林がさらに北上する可能性があると予測している。樹冠がさらに景観を暗くし、雷雨や落雷の発生頻度が増加する可能性がある。森林が太陽エネルギーをより多く吸収すると、その結果生じる熱気と湿気が上昇し、深い対流雲が形成される。バン！落雷が起こる。そして、おそらく別の火災が近くのツンドラの草を食い尽くし、さらに多くの低木や樹木が生い茂り、結果として温暖化が進むだろう。こうしてこのサイクルは続くのだ。

マイヤーズ＝スミス氏のような北極圏を研究する科学者たちは、北極圏の雷雨の被害を身をもって体験しています。毎年夏には約20万回もの雷が発生しています。「雷雨が来ると、ツンドラで立ち往生してしまうこともあります」とマイヤーズ＝スミス氏は言います。「あそこでは自分が一番背が高いので、雷は本当に危険です。高台から逃げ出し、キャンプ地まで急いで戻らなければならないこともありますが、結局は逃げる苦労で疲れ果て、雨に濡れてしまうことも少なくありません。」

しかし、その雨は、少なくとも部分的には、北極圏の温暖化を引き起こしているフィードバックループを和らげる可能性がある。カリフォルニア州の人々が昨年の夏に経験したように、雷は発生するものの水は発生しない「乾燥した」雷雨は、火花を消すものがないため、特に山火事の危険性が高い。しかし、嵐が雨ももたらす限り、「実際に山火事につながることはないかもしれない」とチェン氏は言う。「ただ点火するだけで、雨がその点火を鎮めるだけだ」

また、チェン氏は、植生の成長加速はある程度の炭素固定には役立つかもしれないが、地表温暖化によって放出される量を補うには十分ではないと付け加えた。永久凍土の消失は、数千年もの間地中に閉じ込められていた驚くべき量の炭素を解き放つことになる。バランスを取り戻す唯一の方法は、人類が排出量を速やかに削減することだ。

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