地球の大気から炭素を除去しても気候変動は「解決」しないかもしれない

地球温暖化による大気循環の変化は、二酸化炭素濃度が減少した後も何世紀にもわたって続く可能性があります。

地球の大気から炭素を除去しても、脆弱な地域の気象パターンの壊滅的な変化を元に戻すことはできない可能性があることが、新しい研究で示唆されている。

研究では、韓国の研究者らは、大気中から温室効果ガスである二酸化炭素を大量に除去することが、地球温暖化に関連する地域の気候変動の進行にどのような影響を与えるかをシミュレーションした。 この研究はコンピュータモデリングに基づいて、二酸化炭素濃度が現在のレベルから140年間上昇し続け、その後さらに140年間かけて徐々に初期レベルに戻るという仮説シナリオを検討した。

研究者らは、これらの変化が脆弱な亜熱帯地域にどのような影響を与えるかに特に関心を持っていた。亜熱帯地域は、気候変動が進むにつれてより激しく、より頻繁に干ばつに見舞われることが知られている。

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研究結果は、これらの地域の現地の気候が二酸化炭素濃度が低下した後、200年以上正常に戻らないことを示唆している。 例えば、地中海地域はかつてないほど深刻な熱波、干ばつ、山火事に悩まされており、今後も被害が続き、さらに乾燥が進む可能性があることが研究で判明した。

この研究では、研究者らはハドリーセルと呼ばれる空気循環パターンの変化をモデル化した。このセルは、赤道地域から北緯約23.5度、赤道の南緯約23.5度にある熱帯地域である蟹座と山羊座に向かって水分を輸送する。 科学者たちは、ハドレーセルの循環が極に向かって拡大することで気候変動に反応していることを長年知っていました。 赤道付近から上昇する湿った空気は、ますます高緯度の地球に放出され、亜熱帯地域で深刻な干ばつを引き起こします。

韓国のチームが行ったモデリングでは、地球の大気から二酸化炭素が除去されても、さらに220年経ってもハドリーセルは元の形状と範囲を回復しないことが判明した。 北半球では、熱帯地域から湿気が届く地域が赤道に近づき、地中海地域が現在よりも乾燥する可能性があります。 一方、南半球では、セルは南極に向かってわずかに拡大したままであり、おそらくオーストラリア上空の降水パターンを変化させている可能性があります。

研究の主著者であるソヨン・キム氏はSpace.comに対し、重要な大気循環パターンの予測不可能な回復は、二酸化炭素除去による温度低下に対する地球の海洋の反応に関係していると語った。

「（ハドリーセルの）この非対称な反応の主な理由の1つは、北と南の海洋の反応が異なることです」と、韓国のソウル国立大学地球環境科学部の博士研究員であるキム氏は述べた。 「これは海洋循環に関係しています。海洋の反応は常に二酸化炭素の除去よりも遅く、海洋がどれだけ早く反応するかによってハドリーセルの回復が決まります。」

研究では、チームは現在の二酸化炭素レベルを出発点として使用し、濃度を基準レベルに戻す前に濃度を 4 倍にするシナリオをモデル化しました。 彼らは、人類が化石燃料を燃やし始める前の、産業革命以前の一般的なレベルへの回帰をモデル化したものではありませんでした。

米国海洋大気局（NOAA）によると、二酸化炭素濃度は2022年に421ppmまで上昇し、産業革命以前の濃度を50％以上上回った。 NOAAによると、現在の二酸化炭素濃度は、海面が現在よりも最大82フィート（25メートル）高かった約450万年前の地球史上の温暖な時期、鮮新世の最適気候の濃度よりもさらに高いという。