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「ゴジラ・エルニーニョ」の最期が再現された

掲載日:2017年9月28日

ゴジラはすごい。気象学や海洋学の世界にまで入り込んでいる。太平洋の赤道沿いで、海面水温が平年の状態から外れる「エルニーニョ」という現象がときどき起きる。その規模がとくに大きいものは、ゴジラ・エルニーニョと呼ばれることがある。SFではなく、専門的な科学論文の中にそう書いてあるのだ。

太平洋の赤道沿いでは、インドネシアやフィリピンがある西のほうで水温が高く、ペルーなどの南米に近い東のほうの水温が低い。水温がこのような「西高東低」になっているのが、普通の状態だ。エルニーニョになると、「西高東低」の差が弱まる。だから、東の海域では平年より水温が高くなる。この差が逆に強まり、海面水温が西でより高く、東でより低くなるのが「ラニーニャ」だ。

エルニーニョやラニーニャは、じつは海だけの出来事ではない。海の上の大気と一体になった現象だ。海のすぐ上を吹く風の向きが、海面水温に大きな影響を与えている。赤道の海上でさかんにできるたくさんの雲も、関係があるはずだ。

エルニーニョもラニーニャも、地球全体に異常気象をもたらすので、昔から研究者の関心は高かった。大気のシミュレーションと海洋のシミュレーションを結びつけた「結合モデル」を使ってコンピューターで計算した論文も、たくさん出ている。だが、その始まりや終わりを、赤道上空の雲や風向きとの関係できちんと再現できていない。つまり、どのように始まり、そして終わるのかが、まだはっきり分かっていないのだ。

1997年の春に発生した観測史上最大のゴジラ・エルニーニョは、1998年5月に急に終息した。平年より温かかった東方の海面水温が、1か月で最大8度も下がったのだ。

東京大学大気海洋研究所の宮川知己(みやかわ ともき)特任助教らの研究グループは、このゴジラ・エルニーニョの急な終息は、赤道沿いに発生した大規模な雲集団による「マッデン・ジュリアン振動」が原因であることを明らかにし、このほど発表した。雲の発生や移動と海水温の変化を両方とも再現できる新しい「結合モデル」を開発し、シミュレーションした結果だ。

インド洋の赤道域では、上昇気流で発生したたくさんの積乱雲がまとまって大規模な集団になり、秒速5メートル、つまり自転車くらいの速さで赤道沿いに東進して太平洋に出る。東西の広がりは数千キロメートルにも及ぶ。それが30~60日くらいの間隔で繰り返される。これがマッデン・ジュリアン振動という現象だ。振動といっても、スマートフォンのバイブレーションのようにぶるぶる震えるわけではなく、気象学では、同じ現象が繰り返されることを指す。

宮川さんらは、このゴジラ・エルニーニョが終息する約1か月前にあたる1998年4月下旬の状態からシミュレーションをスタートさせ、大気の状態と海水温がどのように推移するかを調べた。その結果、マッデン・ジュリアン振動の雲集団が東進してインドネシア諸島のあたりに達したとき、はるか東方の東太平洋で、この雲集団に向けて、赤道沿いに東からの強い風が吹くことが分かった。

地球上では、海の上を風が吹いたとき、海の水は風の方向には動かない。地球の自転の影響で、北半球では風向の直角右向きに、南半球では直角左向きに動く。だから、赤道上を東から西に風が吹くと、その北側では北向きに、南側では南向きに水が動く。つまり、海水は赤道から南北に離れていく。それを補うように、深いところから冷たい水が湧き上がってくる。「湧昇(ゆうしょう)」という現象だ。

東方海域でこの東風が強く吹いた結果、湧昇で海の深くから冷たい水が急上昇し、海面の水温も急降下した。これが、ゴジラ・エルニーニョの最期の真相だった。

この研究には、もうひとつの大きな意義がある。雲ができるということは、そこで上昇気流が生まれていることを意味する。上昇気流は、さまざまな大気の現象に影響を与える。だから、たとえば台風のような上昇気流が根本的に重要な現象をシミュレーションで再現しようとすれば、雲を再現できるかどうかが研究の成否に直結する。

宮川さんらの「結合モデル」は、それができるうえに、海の変化も計算できる世界で唯一のものだ。だから、海水温が季節とともにゆっくり変わったとき、台風のできかたがどう変わるかといった現実的な変化も検討できる。宮川さんによると、ゴジラ・エルニーニョの最期を再現した今回の計算も、この新たな「結合モデル」の仕上がり具合を実証するという意味合いがあったのだという。

図 新しい「結合モデル」の概念図。大気を再現するモデル(NICAM)と海の動きを再現するモデル(COCO)を組み合わせて、新しいモデル(NICOCO)を作った。紫の四角で囲まれている海域に、「マッデン・ジュリアン振動」の雲集団が再現されている。(宮川さんら研究グループ提供)
図 新しい「結合モデル」の概念図。大気を再現するモデル(NICAM)と海の動きを再現するモデル(COCO)を組み合わせて、新しいモデル(NICOCO)を作った。紫の四角で囲まれている海域に、「マッデン・ジュリアン振動」の雲集団が再現されている。(宮川さんら研究グループ提供)
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