地球規模の地上静止
地表付近の風速の低下

地球規模の陸地静止とは、 1980年代から2010年頃にかけて地球表面付近で観測された風速の低下であり、当初は「静止」と呼ばれていました。 [1] [2]この地表付近の陸地風の減速は、主に両半球の中緯度地域に影響を及ぼし、過去50年間で世界平均で-0.140 ms -1 dec -1 （メートル/秒/10年）、つまり5～15%の減少となりました。 [3]高緯度地域（赤道から75°以上）では、両半球で増加傾向が見られます。大陸表面での観測された風の弱化とは対照的に、海洋地域では風が強まる傾向にあります。[4] [5] 2010年頃から、この傾向は（部分的に）逆転しています。[2] [6]

地球規模の陸地静止の正確な原因は不明ですが、主に (i) 大規模な大気循環の変化、および (ii)森林の成長、土地利用の変化、都市化などによる地表粗度の増加という2 つの要因に起因すると考えられています。

気候変動を考慮すると、風速の変化は、風力発電、農業や水文学に対する生態水文学的影響、風に関連する危険や大災害、大気質や人間の健康など、さまざまな領域に影響を及ぼすため、現在、社会にとって潜在的な懸念事項となっています。

原因

地表付近の風速が弱まる原因は、おそらく複数の要因が同時に相互作用し、空間的にも時間的にも変化するため、決定的なものではありません。科学者たちは、この風速低下に影響を与える様々な主要な要因を指摘しています。

（i）風速計が風を測定する気象観測所付近の地表粗度の増加（森林の成長、土地利用の変化、都市化など）は、低層の風を弱める摩擦力の強化につながる。 [7] [8] [9]

（ii）ハドレー循環の極方向拡大[10]と、地表付近の風速の変化を制御する作用中心（すなわち、高気圧と低気圧）の移動に関連する大規模な大気循環の変動。 [11] [12] [13]

（iii）風速測定方法の変化、これには風速計の劣化や機器のドリフト、風速計の技術的向上、風速計の高さの変化、[14]測定場所の移動、監視ステーション周辺の環境の変化、校正の問題、測定時間間隔などが含まれます。[15]

（iv）「地球の暗化」、すなわちエアロゾルと温室効果ガスの濃度増加により地球表面に到達する太陽​​放射量が減少することで、大気が安定化し、風が弱まる。[16]

（v）土壌水分の増加傾向[17]や天文学的な変化[18]など、他の原因も指摘されている。

しかし、世界中でこの現象が起きている背景には多くの不確実性があるため、地球規模の地球静止の正確な原因は未だ解明されていません。

不確実性

「地球規模の陸地静止」は、陸地と海面の両方において、地球全体に同じように影響を及ぼしているわけではない。空間的には、一部の地域、特に高緯度地域[19] 、沿岸地域[20]、そして海面において、風速の上昇傾向が報告されている。 [4] [21] [5]は、過去30～40年間の衛星観測を用いて、地球規模の風速上昇傾向を実証している。最近の研究では、陸地の風速の減少傾向に変化が見られ、2013年頃から広範囲にわたって風速が回復・強まっていることが示されている[22] [23]。このため、この現象の理解には不確実性が生じている。

「地球規模の陸地静止」論争の背景にある不確実性のほとんどは、(i) 風速データの入手可能性が1960年代以降に始まったシリーズであること、(ii) 風速研究が主に中緯度地域で行われ、そこでは長期測定の大半が利用可能であること、[3] (iii)気候変動に関する政府間パネル(IPCC)の第5次評価報告書 (AR5) で指摘されているように、風速計の記録の質が低いことにあります。

風速系列の品質が低いのは、主に気候以外の要因（観測方法の変更、観測所の移転、風速計の高さの変更など）が記録に影響を与え、その結果、実際の風速の経時的な変動を反映していないためです。潜在的な不均一性を検出し、調整するために、風速系列の均質化プロトコルが開発されています。 [12]

進行中の研究

この現象の評価と原因究明に関する現在の研究は、風速データの入手期間の短さと品質の低さという制約を軽減することに重点を置いています。欧州の資金提供を受けた研究プロジェクトSTILLING [24]は、現在（2016～2018年）進行中の取り組みであり、世界中の最長かつ最高品質の風速データを救出、均質化、復元することで、この制約を軽減することを目指しています。このプロジェクトは現在、1880年代から始まる風速記録を収集しており、科学者に約130年間の記録を提供しています。これは、科学文献で入手可能な過去の研究よりも約80年長い期間に相当します。過去の風速気候に関するより詳細な知識は、現在の「地球規模の陸地静止」現象を理解し、この風速低下の背後に気候変動があるのか​​、それとも過去に発生し、将来も予想される同様の傾向サイクルがあるのか​​を検出する上で不可欠です。つまり、より長い記録があれば、数十年周期のサイクルも検出できる可能性があるということです。

風速の変化の影響

「地球規模の陸地静止」現象は、たとえわずかな風速の変化であっても、大気や海洋の力学、そして関連分野（(i)再生可能風力エネルギー、[25]、 (ii)蒸発散による農業および水文学、[26]、 (iii)風散植物種の移動、 [27] 、( iv)風関連の自然災害、[ 22]、(v)風力による高潮や波浪による海洋および沿岸への影響、[28] 、 (vi)大気汚染物質の拡散、[ 29]など）に重大な影響を与えるため、科学的、社会経済的、環境的観点から大きな関心を集めています。しかし、風力エネルギーの場合、地表付近の風速は主に地表から10m以内で観測され、風力タービンは地表から60～80mの高さに設置されているため、さらなる研究が必要です。標高の高い地点でもさらなる研究が必要です。これらの地点は、給水塔と呼ばれる、私たちの淡水供給の多くを生み出す場所であることが多いからです。[30] [31]そこでの風速は、標高の低い地点で記録された変化よりも急速に減少していることが示されており、[32]チベット高原でこれを示す中国の論文がいくつかあります。[33]

参考文献

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