ハリケーン・リーの急速な激化は警告

ハリケーン・イダリアが「急速に勢力を強め」、フロリダ沿岸を巨大な高潮で襲ってからわずか1週間後、熱帯暴風雨リーは大西洋で巨大ハリケーンへと成長した。例外的に暖かい海水を吸収することで急速に勢力を強めた。科学者はこれを、24時間以内に持続的な風速が30ノット（時速35マイル）以上になることと定義している。リーは昨日、わずか12時間で風速70ノットから116ノットにまで強まった。現在は146ノット（カテゴリー5）で、さらに勢力を強めると予想されている。太平洋では、今週初めに熱帯暴風雨ジョバが60ノットから140ノットのカテゴリー5へと急速に勢力を強めたため、あるハリケーン科学者は「え、何だって???」とツイートした。 

これほど急速に勢力を増すハリケーンは例外的なケースだ。「本当に稀なケースです」と、米国海洋大気庁（NOAA）大西洋海洋気象研究所のハリケーン・フィールド・プログラム・ディレクター、ジェイソン・ダニオン氏は語る。「子供の頃を思い出せば、クラスで一番大きな子は身長で90パーセンタイルくらいだったでしょう。しかし、急速に勢力を増すハリケーンは、その強さの速さで言えば95パーセンタイルにあたります。それほど稀なケースなのです。本当に際立っているのです。」

現時点では、ハリケーン・リーはプエルトリコのすぐ東、リーワード諸島の北を通過するものの、その後北に進路を変えて米国東海岸を迂回すると予測されている。しかし、その保証はない。2017年のハリケーン・イルマと2018年のハリケーン・フローレンスも同様の進路を取るはずだったが、結局それぞれフロリダ州とカロライナ州を襲った。

ハリケーンは急速に激化するため、海岸線に近づくにつれて急激かつ劇的に変化するため、非常に危険です。時速25マイル（約40キロ）で走行していた車が、障害物に衝突する直前にアクセルを踏み込むのを見ているようなものです。住民は嵐を乗り切れるだろうと予想していたかもしれませんが、実際には、急速に巨大化した本格的なハリケーンに直面することになります。

「短期間で勢力が強まるため、予測が難しくなることがあります。一度に多くの変化が起こるからです」とダニオン氏は言います。「1日あたり時速35マイル（約56km）の速さで進むというのは、カテゴリー1のハリケーンが上陸に近づいているようなものです。そして、翌日にはカテゴリー3の大型ハリケーンになっているのです。」 

急激な激化は、大気だけでなく海洋の要素も複雑に絡み合うため、予測も困難です。ハリケーンが発達するには、まず暖かい水が必要です。リーハリケーンの場合は大西洋です。海面から水が蒸発すると、湿った空気として上昇し、大気中にエネルギーを放出します。これが低気圧の泡を生み出し、空気を吸い込んで風を生み出します。さらに暖かく湿った空気が上昇し、雷雲となって熱を放出します。（実際、ハリケーンは海から非常に多くの熱エネルギーを吸い上げており、衛星画像にはハリケーンが通過した跡に冷えた水の跡が残っている様子が写っています。）

しかし、ハリケーンには湿度も必要です。乾燥した空気に遭遇すれば、ある程度は暖かい水に対抗することができます。「十分に乾燥していると、蒸発によって急速に冷却され、下降気流が発生します。冷たい空気は下降しようとします」とダニオン氏は言います。「ハリケーンが勢力を強めたい場合、下降気流はハリケーンにとって決して望ましいものではありません。重要なのは上昇気流なのです。」 

気候変動の影響で、気温上昇によって海面からより多くの水が蒸発し、世界の一部の地域では湿度が高まっています。一般的に、温暖な大気は冷たい大気よりも多くの水蒸気を保持できます。気温が1℃上昇するごとに、大気中の水分量は7%増加します。また、海洋は人類が大気に与えた熱の90%を吸収しており、ハリケーンを激化させるエネルギーをさらに供給しています。

本日、ダニオン氏のチームは調査機でリー山へ向かい、パラシュートで嵐の中に機器を投下し、湿度、風速、気温、気圧を測定する予定です。また、ドローンを海面近くに飛ばし、海と嵐の間でエネルギーがどのように交換されているかを測定する予定です。「この嵐が急速に激化している中で、それが海面下の風にどのような影響を与えているのか、そして海面下の風がこの急激な激化にどれほど早く反応するのかを知ることが非常に重要です」とダニオン氏は問いかけます。「これらはすべて予報にとって重要です。」

急速な激化におけるもう一つの重要な変数は陸地です。リーがこれほど強力になった理由の一つは、「カーボベルデハリケーン」であることです。カーボベルデハリケーンはアフリカ沖で発生し、アメリカ大陸に向かって進み、何千マイルもの間、大西洋の暖かい海水をエネルギー源として利用します。大西洋を横断するまで陸地に到達しないため、大西洋は常にエネルギー源となります。陸地に到達すると、嵐はそのエネルギー源を失います。特に山岳地帯は嵐を切り裂き、勢力を弱めます。そのため、ハリケーンはルイジアナ州などの南部の州を通過するにつれて勢力を弱めます。燃料を失って風が弱まり、水分が雨となって降り注ぐのです。 

ハリケーンは垂直方向の風のシア、つまり高度によって風速と風向が異なる現象も嫌います。「風の差が大きすぎると、まるでスケートボーダーをひっくり返すようなものです。嵐が傾き始め、勢力を増すことができなくなります」とダニオン氏は言います。興味深いことに、今年の夏の初め、ハリケーンシーズンが始まる前に、科学者たちはエルニーニョ現象が介入して今年の嵐を分散させるのではないかと推測していました。エルニーニョ現象は太平洋に発生する温暖な海水で、大西洋で風のシアを引き起こす傾向があるためです。しかし、リー氏は明らかに動揺していないようです。 

まとめると、急激な激化には、温かい水、高い湿度、そして低い風のせん断が必要です。これらの変数のうち一つでも欠けてしまうと、気象現象は起こりません。だからこそ、急激な激化は非常に稀なのです。そして、これらの変数全てが揃っていても、急激な激化が確実に起こるわけではありません。「なぜこのような急激な激化が起きているのか、その理由を深く理解しているわけではありません」と、デラウェア大学の大気科学者、シュアイ・ワン氏は述べています。「『はい、今のところ、このような現象が発生する確率は高いですが、実際に起こるかどうかはわかりません』と言えるのです。」 

だからこそ、急激な激化を予測するのは依然として非常に難しい。しかし、科学者たちは数十年前のデータと新たな測定結果の両方を用いて、この問題を解決しようとしている。先月、ワン氏はネイチャー・コミュニケーションズ誌に、過去40年間の外洋および海岸線から250マイル以内における急速に激化するサイクロン（「ハリケーン」はサイクロンの別名）の頻度を分析した論文を発表した。

王氏は外洋では顕著な傾向は見られなかったものの、沿岸部では急激な激化が急増していることを確認した。（上のグラフは、1980年から2020年までの急激な激化事象の件数を示している。下のグラフは、24時間で風速が30ノット以上増加した事象を示しており、上のグラフはさらに極端な45ノットの激化を示している。） 

イダリア台風はその好例で、フロリダ沿岸に近づくにつれて急速に勢力を増していきました。「40年前、沿岸沖合域では年間5回、急激な勢力の拡大が見られました。しかし今では15回と、その数は3倍に増えています」とワン氏は言います。「急激な勢力の拡大がこれほど顕著な傾向にあるのは、垂直方向の風のシアの弱まりと湿度の上昇が重要な要因であると考えられます。」 

気候変動もまた、ハリケーンの餌となる熱エネルギーをますます多く提供している。今夏初め、フロリダ州では水温が華氏101度（摂氏約38度）を記録した。実際、ワン氏の分析では、沖合でのハリケーンの急激な激化は、気候の自然変動と人為的な気候変動の両方に起因する可能性があることが明らかになった。気候変動がイダリアの沿岸部における急激な激化にどの程度寄与したかを明らかにするには、科学者による具体的な研究が必要だが、これは「将来的にさらに多く見られるシナリオ」だとワン氏は述べている。

同様に、パシフィック・ノースウエスト国立研究所の気候科学者、カルティク・バラグル氏は、大西洋沿岸が急速に激化するハリケーンの温床になりつつあることを発見しました。この問題は気候変動によってさらに悪化すると予想されています。「私たちは、海水温の上昇、風のシアの減少、そして大気の湿潤化を確認しました」とバラグル氏は言います。「これらすべての要因がますます有利になり、ハリケーンが激化しやすくなる環境が全体的に整っているのです。」 

風のシア要因は、それが国の反対側から始まるため、特に興味深い。気候モデルは、太平洋東部が大幅に温暖化し、特に赤道のすぐ北で温暖化が最大になると予測している。「基本的に、大気中に波が発生します」とバラグル氏は言う。「これらの波は、今度は北米上空の対流圏上部の循環を変えます。そして、この循環の変化の結果の一つとして、特に沿岸地域付近で風のシアが減少する可能性が高いということです。」大西洋岸では、この風のシアの減少は、上陸間近のハリケーンの急速な激化に有利に働くだろう。 

これは、急速な激化に伴う複雑な現象を改めて示す例です。しかし、より多くのデータがあれば、科学者はこの現象をより深く理解し、モデルを改良することで、沿岸住民に海岸に向かって急激に迫る巨大生物についてより的確な警告を与えることができるでしょう。