地球の大気から二酸化炭素を除去しても、一部の厳しい暑さと干ばつに苦しむ地域においては、既に起きてしまった壊滅的な変化を元に戻せない可能性があることが、新しい研究で示唆された。

ヴァージニア大学の研究者らは、大気中から大量の温室効果ガスである二酸化炭素を除去した場合、地球温暖化に関連した地域的な気候変動の進行にどのような影響を及ぼすかをシミュレーションした。コンピューター・モデリングに基づくこの研究では、二酸化炭素濃度が現在のレベルから140年間上昇し続け、その後140年間かけて徐々に初期レベルまで減少するという仮想シナリオが検討された。

世界は現在、ハドレー循環と呼ばれる、赤道では空気が上昇し、亜熱帯では空気が沈むという現象の変化により、亜熱帯の乾燥が拡大している。

研究者らは、気候変動が進むにつれて、こうした変化がより大きな影響をもたらす亜熱帯地域に、どのような影響を与えるかについて、特に興味を持った。

この研究結果は、二酸化炭素濃度が低下した後、これらの地域の気候は200年以上元に戻らないことを示唆している。例えば、地中海沿岸地域は、これまで以上に深刻な熱波、干ばつ、山火事に悩まされており、今後も苦しみが続き、さらに乾燥が進む可能性がある。

この研究で研究者たちは、ハドレー循環の変化をモデル化した。科学者たちは、ハドレー循環が気候変動に対応して極地に向かって拡大することを何年も前から知っていた。赤道付近から上昇する湿った空気は、より高緯度の地球に戻され、亜熱帯地域の干ばつを悪化させる。

研究者らが行ったモデリングによると、地球の大気から二酸化炭素が取り除かれた場合、ハドレー循環は220年経っても元の形と広がりに戻らないことがわかった。北半球では、熱帯地域から湿気がやってくる場所が赤道に近づき、地中海地域が現在よりも乾燥する可能性がある。一方、南半球では、循環が南極に向かってわずかに拡大したままであるため、オーストラリアの降水パターンが変化する可能性がある。

この研究では、研究チームは現在の二酸化炭素濃度を出発点とし、濃度が基準レベルに戻る前に4倍になるシナリオをモデル化した。人類が化石燃料を燃やし始める前の、産業革命前の一般的なレベルへの回復はモデル化しなかった。

「言い換えれば、気候変動がある地域の干ばつを促進するような気象パターンの変化を引き起こした場合、二酸化炭素を除去してもその地域に正常な降水量が回復するとは限らないということです」と、大気力学を専門とするUVA環境科学部のKevin Grise准教授は述べている。

この研究は、これが適用される可能性のあるすべての亜熱帯地域をレビューしたわけではない。しかし、乾燥した極端な気候は、メキシコ北部や地中海地域だけでなく、アメリカ南西部にも影響を与え続けるだろうとしている。これらの地域では現在、致命的な暑さ、干ばつ、山火事の危険性がある。このような状況は、地球の温暖化によって悪化することが予想される。

論文

• Science Advances: Hemispherically asymmetric Hadley cell response to CO₂ removal

参考文献

• University of Virginia: Carbon capture may not rescue drought-prone regions, research finds
• via Space.com: Removing carbon from Earth’s atmosphere may not ‘fix’ climate change

研究の要旨

温暖化が進むと、ハドレー循環（HC）の縁が極方向にシフトし、干ばつになりやすい亜熱帯地域が拡大することが広く報告されている。ここで取り上げる問題は、このシフトがCO2除去によって可逆的かどうかである。CO2濃度を系統的に増加させた後、現在のレベルまで減少させる大規模アンサンブル実験を行うことにより、温暖化気候における極方向にシフトした高緯度エッジは、CO2濃度を減少させても現在の状態には戻らないことを示す。南半球のHCエッジが現在の状態よりも極側にある一方で、北半球のHCエッジは現在の状態よりも赤道側にある。このような半球非対称なHCエッジの変化は、CO2除去に対する海洋応答の長い調整時間から生じる亜熱帯大気の垂直ウィンドシアーの変化と密接に関連している。我々の発見は、CO2除去がHC変化に伴う亜熱帯乾燥の回復を保証しない可能性を示唆している。