異常気象
竜巻は異常気象の一例です。

異常気象には、予期せぬ、異常な、厳しい、あるいは季節外れの気象、つまり過去の気象分布（過去に観測された範囲）の極端な気象が含まれます。異常気象は、ある場所の気象記録に基づいています。異常気象の主な種類には、熱波、寒波、干ばつ、そして熱帯低気圧などの豪雨や暴風雨が含まれます。異常気象は、洪水や地滑りなどの自然災害から、人々の健康や経済への社会的損失まで、様々な影響を及ぼす可能性があります。深刻な気象は、生命と財産に危険をもたらす特定の種類の異常気象です。

特定の地域における気象パターンは時間とともに変化するため、異常気象は少なくとも部分的には、地球上に存在する自然の気候変動性に起因すると考えられます。例えば、エルニーニョ南方振動（ENSO）や北大西洋涵養（NAO）は、世界中の気象パターンに影響を与える気候現象です。一般的に、異常気象における一つの事象を単一の原因に帰することはできません。しかしながら、地球規模の気象システムにおける特定のシステム全体の変化は、異常気象の頻度や強度の増加につながる可能性があります。

気候変動は、一部の極端な気象現象の頻度と強度を高める可能性があります。[ 1 ] : 1517 これは特に熱波と寒波に当てはまります。極端な気象現象の要因分析部門は、極端な気象現象の背景にある可能性のある説明を検討しています。気候モデルは、気温上昇が世界中で極端な気象現象を悪化させる可能性があること を示唆しています。

異常気象は人間社会と生態系に深刻な影響を及ぼします。人命の損失、インフラの損壊、生態系の破壊などが生じます。不適切な都市計画、湿地の破壊、洪水氾濫原沿いの住宅建設など、人間の活動によっては、その影響を悪化させる可能性があります。

意味

どの気象現象が極端であるかを判断する方法の一つは、強度（または頻度、影響など、図示されていない）の特定の閾値を超える現象を選択することです。この閾値は、特定のパーセンタイルを超える、または平均から特定の標準偏差を超える現象を選択する可能性があります。[ 2 ]極端現象の帰属の分野では、気候モデルは選択された現象の根底にある気候特性を処理し、人為的な気候要因を除外した気候モデルと比較します。

極端気象とは、特定の地域における過去の分布の極端な例である異常気象現象を指します。[ 3 ]：2908 IPCC第6次評価報告書では、極端気象現象を次のように定義しています。「特定の場所と時期において稀にしか発生しない現象。『稀』の定義は様々ですが、極端気象現象は通常、観測データから推定される確率密度関数の10パーセンタイルまたは90パーセンタイルと同程度か、それよりも稀です。」[ 3 ]：2908

対照的に、世界気象機関は、生命や財産に危険をもたらしたり、当局の介入を必要とする気象のあらゆる側面を「悪天候」と定義しています。 [ 4 ]したがって、悪天候は極端な気象の特定のタイプです。

種類

極端気象の定義はコミュニティの様々な部分で異なり、それぞれの分野の研究成果にも影響を与えています。極端気象の種類には、豪雨、干ばつ、熱波、寒波、竜巻、ハリケーンなどが含まれますが、これらに限定されるものではありません。[ 5 ] [ 6 ]

熱波

2003年のヨーロッパの熱波
米国の熱波は頻度、平均継続時間、強度ともに増加している。[ 7 ] また、熱波の季節も長くなった。[ 7 ]
数十年にわたり、米国における年間の熱波の平均発生数と平均継続時間の増加に基づき、熱波に見舞われる日数の平均は増加している。[ 7 ]

熱波とは、気温と熱指数が異常に高い期間を指します。熱波の定義は、地理的な場所によって気温が異なるため、多岐にわたります。[ 8 ]過度の暑さはしばしば高湿度を伴いますが、壊滅的な乾燥を伴うこともあります。[ 9 ]

熱波はハリケーン、竜巻、雷雨のような他の形態の厳しい天候のように目に見えないため、あまり知られていない異常気象の1つです。[ 10 ]猛暑は、脱水症や高体温、熱けいれん、熱膨張、熱射病の可能性により、人々や作物に損害を与える可能性があります。乾燥した土壌は浸食されやすく、農業に利用できる土地が減少します。乾燥した植生は発火する可能性が高くなるため、山火事の発生頻度が増加する可能性があります。水域の蒸発は海洋生物に壊滅的な打撃を与え、利用可能な生息地の規模と水域内の栄養分の量を減少させる可能性があります。家畜やその他の動物の個体数も減少する可能性があります。

猛暑の間、植物は葉の気孔（気孔）を閉じます。これは水分を節約するための保護機構ですが、植物の吸収能力も削減します。これにより、大気中の汚染物質とオゾンが増加し、人口の死亡率が上昇します。2006年の暑い夏の英国では、余分な汚染によって460人の命が失われたと推定されています。[ 11 ] 2003年の夏のヨーロッパの熱波は、熱ストレスと大気汚染により、3万人​​の過剰死亡を引き起こしたと推定されています。[ 12 ]米国の200以上の都市で、最高気温の新記録が記録されました。[ 13 ]米国で最悪の熱波は1936年に発生し、5000人以上が直接死亡しました。オーストラリアで最悪の熱波は1938年から1939年に発生し、438人が死亡しました。2番目にひどかったのは1896年でした。

熱波が発生している地域では、電力需要（エアコンの使用など）の増加により停電が発生することもあります。[ 14 ]都市部のヒートアイランド現象により、特に夜間に気温が上昇することがあります。[ 15 ]

寒波

2013 年 12 月 3 日から 10 日まで北米大陸を襲った寒波。赤色は平年より高い気温、青色は平年より低い気温を表します。

寒波は、空気の冷却を特徴とする気象現象です。米国国立気象局が用いる用語では、寒波とは24時間以内に気温が急激に低下し、農業、工業、商業、社会活動に対する保護を大幅に強化する必要がある状態を指します。寒波の正確な基準は、気温の低下速度と最低気温によって決まります。この最低気温は、地理的地域と季節によって異なります。[ 16 ]寒波は一般的にあらゆる地理的場所で発生する可能性があり、気流の動きによって特定の地域に蓄積される大きな冷気団によって形成されます。[ 8 ]

寒波は家畜や野生動物に死や怪我をもたらす可能性があります。寒さにさらされると、人間を含むすべての動物はより多くのカロリーを摂取しなければならなくなります。寒波に伴って大雪が降り続くと、放牧動物は必要な食料や水を得ることができず、低体温症や餓死に至る可能性があります。また、寒波はしばしば家畜用の飼料購入を必要とし、農家は多大な費用を負担しなければなりません。[ 8 ]人間は長期間寒さにさらされると 凍傷を患い、四肢の切断や内臓損傷につながる可能性があります。

冬の極寒は、断熱が不十分な水道管の凍結を引き起こすことがよくあります。屋内配管の保護が不十分な場合でも、凍結した水が内部で膨張して破裂し、物的損害を引き起こす可能性があります。皮肉なことに、火災は極寒の時期にはより危険になります。水道本管が破裂し、給水が不安定になり、消火活動が困難になる場合があります。[ 8 ]

中緯度地域の生育期に予期せぬ凍結や霜をもたらす寒波は、植物を生育初期、最も脆弱な段階で枯死させる可能性があります。その結果、植物は経済的に収穫できる前に枯死し、農作物の不作につながります。このような寒波は飢饉を引き起こしてきました。また、寒波は土壌粒子を硬化・凍結させ、これらの地域での植物の生育を困難にします。極端な例として、 1816年のいわゆる「夏のない年」が挙げられます。これは、1810年代に火山噴火によって日照量が減少した後に発生した異常な夏の寒波により、多くの作物が不作となった数年のうちの1つです。

場合によっては、より頻繁に発生する極寒の冬の天候（例えば、2021年2月の北米の寒波を含む、アジアと北米の一部地域）は、北極の変化などによる気候変動の結果である可能性があります。[ 17 ] [ 18 ]しかし、気候変動と寒波を関連付ける結論は、依然として議論の余地があると考えられています。[ 19 ] JRC PESETA IVプロジェクトは2020年に、全体的な気候変動により極寒の期間の強度と頻度が低下し、より穏やかな冬により極寒による死亡者が減少すると結論付けましたが、[ 20 ]個々の極寒の天候は、気候変動による変化によって引き起こされる場合があり、一部の地域ではより頻繁に発生する可能性もあります。 2023年の研究によると、「弱い極寒現象（ECE）は、地球温暖化に伴い、北半球における発生頻度、予測面積、総面積が大幅に減少している。しかし、強いECEの頻度、予測面積、総面積には有意な傾向が見られないのに対し、シベリアとカナダでは増加している。」[ 21 ]

大雨と嵐

地球の大気中の水蒸気量はここ数十年で地球温暖化に伴って増加しており[ 22 ]、大雨の発生がより深刻になっています。[ 23 ]

熱帯低気圧

世界地図上の熱帯低気圧の用語

熱帯低気圧は、低気圧域、閉じた下層大気循環、強風、そして大雨やスコールを引き起こす雷雨の螺旋状配列を伴う、急速に回転する嵐のシステムです。場所と強さによって、熱帯低気圧は、ハリケーン ( / ˈ h ʌr ɪ k ən , - k eɪ n / )、台風 ( / t aɪ ˈ f uː n / )、熱帯暴風雨、サイクロン性暴風雨、熱帯低気圧、または単にサイクロンと呼ばれます。ハリケーンは、大西洋または北東太平洋で発生する強い熱帯低気圧です。台風は、北西太平洋で発生する同じものです。インド洋と南太平洋では、同様の嵐は「熱帯低気圧」と呼ばれています。現代では、毎年世界中で平均80～90個の熱帯低気圧が発生し、その半数以上が風速65 ノット（時速120キロメートル、時速75マイル）以上のハリケーン級の強風を発生します。 [ 24 ]

熱帯低気圧は、一般的に比較的暖かい水域の広い範囲で発生します。熱帯低気圧は、海面からの水の蒸発によってエネルギーを得ます。この蒸発は、湿った空気が上昇して飽和状態まで冷やされると、最終的に雲や雨に凝結します。このエネルギー源は、主に水平温度差によって発生する北東風やヨーロッパの暴風など、中緯度の低気圧性嵐とは異なります。熱帯低気圧の直径は通常、100～2,000 km (62～1,243 マイル) です。熱帯低気圧の強い回転風は、地球の自転によって角運動量が保存され、空気が自転軸に向かって内側に流れるためです。その結果、赤道から 5° 以内で低気圧が発生することはほとんどありません。南大西洋の熱帯低気圧は、一貫して強い風のシアと弱い熱帯収束帯のため、非常にまれです。対照的に、アフリカ東風と大気の不安定な領域は、大西洋とカリブ海でサイクロンを引き起こします。

例年より雨が少ない

降雨パターンの変化により、ある地域では降水量が多くなる一方で、別の地域ではより暑く乾燥した気候となり、干ばつにつながる可能性があります。[ 25 ]これは、気温の上昇は地球表面での蒸発量の増加にもつながるため、降水量の増加が必ずしも普遍的に湿潤な気候になったり、飲料水が世界的に増加したりするわけではないためです。[ 26 ]

原因と帰属

帰属研究

一般的に、一つの異常気象現象を一つの原因に帰することはできません。しかしながら、地球規模の気象システムにおける特定のシステム全体にわたる変化は、異常気象現象の頻度や強度の増加につながる可能性があります。[ 6 ]

異常気象に関する初期の研究は、特定の事象を予測することに焦点を当てていました。現代の研究は、事象の傾向に原因を帰属させることに重点を置いています。[ 6 ]特に、この分野では、気候変動とその他の原因要因がこれらの事象の要因として注目されています。[ 6 ]

2016年に米国科学・工学・医学アカデミーから発表された報告書では、研究成果と天気予報の関連性を改善するために、帰属研究に取り組む分野全体での共通慣行の改善に投資することを推奨している。[ 27 ]

この分野での研究が進むにつれ、科学者たちは気候変動と異常気象の関係や、将来どのような影響が生じる可能性があるかを調査し始めています。こうした研究の多くは気候モデル化を通じて行われています。気候モデルは、現代に収集されたデータを用いて、大気、海洋、地球の将来の特性に関する重要な予測を提供します。[ 28 ]しかし、気候モデルは気候変動や海洋酸性化などのより複雑なプロセスを研究するために不可欠ですが、それでもまだ近似値にすぎません。[ 28 ]さらに、気象現象は複雑で、単一の原因に結び付けることはできません。気候変動や自然変動の影響に加えて、気温、気圧、湿度など、注目すべき大気変数が多数ある場合が多いからです。[ 28 ]

自然変動

私たちの気候システムには、ある程度の自然変動性があり、気圧の変化や空気の動きなど、人為的要因以外にも様々な要因によって極端な気象現象が発生する可能性があります。沿岸地域や熱帯地域では、温帯地域よりも豪雨を伴う嵐が発生する可能性が高くなりますが、そのような現象が発生する可能性はあります。

大気は複雑で動的なシステムであり、地球の自然な傾きや軌道、太陽放射の吸収または反射、気団の動き、水循環など、様々な要因の影響を受けています。そのため、気象パターンは変動する可能性があり、異常気象は、少なくとも部分的には、地球上に存在する自然な気候変動に起因すると考えられます。

エルニーニョ南方振動（ENSO）や北大西洋振動（NAO）などの気候現象は、世界の特定の地域の気象パターンに影響を与え、気温や降水量に影響を及ぼします。[ 29 ]過去200年間に記録された記録破りの極端な気象現象は、ENSOやNAOなどの気候パターンが「人為的な温暖化と同じ方向」に作用したときに発生する可能性が最も高いです。[ 29 ]

気候変動

IPCC第6次評価報告書（2021年）は、地球温暖化の進行に伴い、極端な気象現象の頻度（横棒）と強度（縦棒）がともに徐々に増加すると予測しており、世界平均気温 が4℃上昇すると、極端な熱波が5℃以上増加する と予測されている。[ 30 ]
Climate Centralによる気候帰属研究のレビューでは、様々なタイプの異常気象現象とその傾向が約750件取り上げられました。[ 31 ]このレビューでは、気候変動によって、研究対象となったほぼすべてのタイプの現象の発生確率が大幅に上昇したり、深刻度が増したりすることが判明しました。ただし、寒冷・雪・氷現象は例外です。[ 31 ]

いくつかの研究では、急速に温暖化する北極の気温とそれに伴う氷圏の消失と、中緯度の異常気象との間に関連があると主張している。[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] 2019年にネイチャー誌に発表された研究では、科学者らは複数のシミュレーションを用いて、グリーンランドと南極の氷床の融解が海面と海水温全体に影響を及ぼす可能性があると判定した。[ 36 ]他のモデルでは、現代の気温上昇とそれに続く海洋への融解水の増加が、海水の動きと地球全体の熱の分布を担う熱塩循環の混乱につながる可能性があることが示されている。[ 37 ]北半球でこの循環が崩壊すると、ヨーロッパで極端な気温の上昇や、自然の気候変動や条件が崩れることによる嵐の頻繁化につながる可能性がある。[ 37 ]そのため、気温上昇によって氷河が溶けると、中緯度では気象パターンや気温の変化が見られる可能性がある。[ 37 ]

2000年から2019年の間に報告された気候関連事象は約6,681件で、1980年から1999年の間に報告された気候関連事象は3,656件でした。[ 38 ]この報告書では、「気候関連事象」とは洪水、嵐、干ばつ、地滑り、極端な気温（熱波や凍結など）、山火事を指し、火山噴火、地震、土砂崩れなどの地球物理学的事象は除外されています。[ 38 ]気温上昇などの地球規模の気候の変化が極端な気象事象の頻度に影響を与えているという証拠はありますが、最も重大な影響は将来発生する可能性が高いです。気候モデルは、大気が時間の経過とともにどのように振る舞うか、そして悪影響を緩和するために今日どのような対策を講じる必要があるかをシミュレーションできるため、ここで役立ちます。[ 28 ]

記録的な1週間にわたる猛暑の発生確率の増加は、地球温暖化のレベルではなく、温暖化の速度に依存しています。[ 39 ] [ 40 ]

一部の研究者は、異常気象の発生頻度の増加は、報告システムの信頼性向上に起因すると考えている。[ 38 ]気候システムによって「異常気象」の定義が異なることも議論の余地がある。死傷者や損失の報告が過大または過少であれば、異常気象の影響が不正確になる可能性がある。しかし、国連の報告書によると、一部の国ではより大きな影響が出ているものの、すべての大陸で異常気象が増加している。[ 38 ]現在の証拠と気候モデルは、地球温暖化が世界中で異常気象を激化させ、人的損失、損害、経済的損失、そして生態系の破壊を増大させることを示している。

熱帯低気圧と気候変動

大西洋地域におけるカテゴリー4および5のハリケーンの年間発生数の20年間平均は、2000年以降約2倍に増加しています。[ 41 ]
カテゴリー5のハリケーンはここ数十年でかなり頻繁に発生するようになった。[ 42 ]
1980年代から2010年代にかけて、10億ドル規模の大西洋ハリケーンの数はほぼ倍増し、インフレ調整後のコストは11倍以上に増加しました。[ 43 ]この増加は、気候変動と沿岸地域への移住者の増加に起因していると考えられています。[ 43 ]

2020年、米国政府のアメリカ海洋大気庁（NOAA）は、21世紀を通じて熱帯低気圧と大西洋ハリケーンの発生頻度は25％減少し、最大強度は5％増加すると予測した。[ 44 ]

1949～2015年の北大西洋熱帯低気圧活動（PDIに基づく）。海面水温とPDIを比較するため、線は5年間の加重平均を用いて平滑化されている。線は中間年を基準としてプロットされている。

気候変動は熱帯低気圧に様々な影響を与えます。降雨量と風速の増加、非常に激しい嵐の発生頻度の増加、そしてサイクロンの最大強度に達する場所の極方向への拡大などは、人為的な気候変動の結果です。[ 45 ] [ 46 ]熱帯低気圧は、暖かく湿った空気をエネルギー源または燃料として利用します。気候変動によって海水温が上昇しているため、この燃料の供給量が増える可能性があります。[ 47 ]

1979年から2017年の間に、サファー・シンプソン・スケールでカテゴリー3以上の熱帯低気圧の割合が世界的に増加しました。この傾向は北インド洋、[ 48 ] [ 49 ]北大西洋および南インド洋で最も顕著でした。北インド洋、特にアラビア海では、サイクロンの頻度、期間、強度が大幅に増加しています。1982年から2019年の間に、アラビア海のサイクロンの数は52％増加し、非常に深刻なサイクロンの数は150％増加しました。一方、アラビア海でのサイクロンの総期間は80％増加し、非常に深刻なサイクロンの総期間は260％増加しました。[ 48 ]北太平洋では、熱帯低気圧は極方向のより冷たい水域に移動しており、この期間中に強度の増加は見られませんでした。[ 50 ]気温が2℃（3.6℉）上昇すると、カテゴリー4および5の強度に達する熱帯低気圧の割合が13%増加すると予想されます。[ 45 ] 2019年の研究では、気候変動が大西洋流域における熱帯低気圧の急速な激化の傾向を引き起こしていることが示されています。急速に激化する低気圧は予測が困難であるため、沿岸地域にさらなるリスクをもたらします。[ 51 ]

洪水

乾燥した黄金色の丘に囲まれた水位の低い貯水池。
2015年、干ばつにより水位が低下したカリフォルニア州の貯水池。2011年から2017年にかけて、カリフォルニア州は記録史上最も乾燥した時期の一つを経験しました。[ 52 ]

気候変動は、特定の種類の異常気象の頻度および／または強度の増加をもたらしています。[ 53 ]ハリケーンや熱帯低気圧などの暴風雨は、降雨量の増加に見舞われ、土壌の飽和により大規模な洪水や地滑りを引き起こす可能性があります。これは、温暖化した空気は水分子の運動エネルギーが増加し、より多くの水分を「保持」できるため、より多くの分子が雨滴として落下するのに必要な臨界速度に達するため、降水量が増えるためです。[ 26 ]

影響を悪化させる人間の活動

異常気象の影響を悪化させる人為的活動は数多く存在します。都市計画は、特に立地条件や気候変動性により暴風雨のリスクが高い地域では、都市部の洪水の影響を増幅させることがよくあります。まず、歩道、道路、屋根などの不浸透性表面が増えると、流入する暴風雨の水が土地に吸収される量が少なくなります。 [ 54 ]水を吸収することで天然の貯水池として機能する湿地の破壊は、洪水や異常な降雨の影響を強める可能性があります。[ 55 ]これは内陸部でも沿岸部でも起こり得ます。しかし、沿岸部の湿地破壊は、その地域の天然の「クッション」を減少させ、ハリケーンやサイクロンの際に高潮や洪水がより内陸部まで到達することを可能にします。[ 56 ]海面より低い場所や洪水氾濫原沿いに家を建てると、大雨の際に住民が破壊されたり負傷したりするリスクが高まります。

都市化の進展は、異常気象や異常気象の増加にも寄与する可能性がある。高層建築物は都市部における風の流れを変え、暖かい空気を押し上げて対流を誘発し、雷雨を引き起こす。[ 54 ]こうした雷雨は降水量の増加を伴い、都市部には不浸透性地盤が多数存在するため、壊滅的な影響を及ぼす可能性がある。[ 54 ]不浸透性地盤は太陽エネルギーを吸収して大気を暖めるため、都市部の気温が急激に上昇する。これは、自動車などの人為的発生源から放出される大気汚染物質や熱と相まって、都市ヒートアイランド現象の一因となっている。[ 57 ]

効果

近年、地球表面のますます多くの部分で、最高気温の新記録が最低気温の新記録を大幅に上回っています。[ 58 ]
IPCC第6次評価報告書（2021年）は、地球温暖化の進行に伴い、極端な気象現象の頻度と強度が次第に大きく増加すると予測している。[ 59 ]

異常気象は経済から人間の健康までさまざまな問題に影響を及ぼし、洪水や地滑りなどの自然災害の発生につながる可能性があります。

経済的コスト

記録破りの異常気象に直面する中、気候変動適応の取り組みは不十分であり、経済学者はインフレ、生活費の危機、経済的不確実性に直面している。[ 60 ] 2011年にIPCCは、1980年以降の年間損失は数十億ドルから2000億ドル以上に及んでおり、最大の経済的損失はハリケーン・カトリーナが発生した2005年に発生したと推定した。[ 61 ] [ 62 ]人命、文化遺産、生態系サービスの喪失など、世界的な気象関連災害による損失は、評価や金銭化が難しく、損失の推定に十分に反映されていない。[ 63 ] [ 64 ]

世界経済フォーラムの2023～2024年グローバルリスク認識調査（GRPS）によると、回答者の66%が異常気象を最重要リスクとして選択した。この調査は2023年の熱波発生後に実施された。GRPSの結果によると、短期および長期のリスク管理の必要性に関する認識は異なっている。若い世代の回答者は、異常気象を含む環境リスクを短期的に優先している。一方、民間部門で働く回答者は、環境リスクを長期的に優先している。[ 65 ]

死傷者

国際災害データベースによると、地球上の総人口が4倍に増加し、気温が1.3℃上昇したにもかかわらず、自然災害による死者数は1920年代以降90%以上減少しています。1920年代には540万人が自然災害で亡くなりましたが、2010年代にはわずか40万人にまで減少しました。[ 66 ]

異常気象による死者数の最も劇的かつ急速な減少は南アジアで見られました。1991年にバングラデシュを襲った熱帯低気圧では13万5000人が死亡し、1970年のサイクロンでは30万人が死亡しましたが、2020年にインドとバングラデシュを襲った同規模のサイクロン「アムパム」では、死者はわずか120人でした。[ 67 ] [ 68 ]

2020年7月23日、ミュンヘン再保険は、2020年上半期の自然災害による世界の死者数が2,900人となり、過去最低を記録し、「過去30年間と過去10年間の平均数値を大幅に下回った」と発表した。[ 69 ]

2021年の調査によると、2000年から2019年までの世界の死亡者数の9.4％（年間約500万人）は極端な気温に起因しており、寒さに関連した死亡者の割合が大部分を占め減少しているのに対し、暑さに関連した死亡者は約0.91％で増加していることがわかりました。[ 70 ] [ 71 ]

2023年にランセット・プラネタリー・ヘルス誌に掲載された研究では、2000年から2019年の間にヨーロッパの都市部で、極寒現象が20万人以上の超過死亡の一因となり、極暑現象が2万人以上の超過死亡の一因となったと推定されています。[ 72 ]

参照

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