大西洋：深層水の形成と海流に関する新知見

February 14, 2019 長期観測は以前の見解と矛盾する

北大西洋の亜極域は、地球規模の海洋循環において重要な役割を果たしている。表層付近の冷却によって、暖かい水は冷たく重い深層水に変化し、深さ方向に赤道方向に流れる。モデルデータに基づくと、深層水の大部分はラブラドル海で形成されると以前は考えられていた。GEOMARヘルムホルツ海洋研究センター・キールの参加による国際コンソーシアムの長期観測は、現在、子午面循環への主要な寄与が北大西洋東部で起こっていることを示している

海流は主に風と海水の密度差によって引き起こされる。北大西洋の海流には、この両方の過程が重要である。暖かく塩分を多く含む海水は、メキシコ湾流とその麓を経由してはるか北まで運ばれる。海水は冷やされ、海水の密度が上昇し、海水温が低下する。密度の高い深層水は、その後再び赤道に向かって流れる。この流れシステムは、大西洋子午線循環（AMOC）とも呼ばれる。これは気候、特に北ヨーロッパの比較的温暖な冬にとって非常に重要である。特定の地域、特にラブラドル海では、表層水が深海に沈むことがある。地球温暖化の結果、陸地が融けるなどして淡水が供給されると、表層水の密度が低下する。

「大西洋の子午面循環は、多くのプロセスを持つ複雑なメカニズムである。そのため、直接的な観測はほとんどなく、多くの関係は今のところモデル研究からのみ得られている。GEOMARのヨハネス・カーステンセン博士は、このたび国際学術誌『Science』に掲載された研究の共著者の一人である。このようなモデルによる理論的知見を観測で検証するため、大西洋の亜極域転流循環に関する初の完全な調査が、「OSNAP」（北大西洋亜極域転流プログラム）の名の下、7カ国の参加を得て2014年に開始された。OSNAPの観測システムは、カナダからグリーンランド南端までのラブラドル海全域と、グリーンランド南端からスコットランドまでの北大西洋東部亜極域に分かれている。多数の常設測定局（錨地）がシステムの基幹を形成している。

「OSNAPの測定による21ヶ月のオーバーターニング循環の時系列では、驚くほど高い変動性が見られる。しかし、現時点で最も驚くべき結果は、我々が常に最も重要な深層水形成地域と考えてきたラブラドル海が、大西洋の子午面循環に約15％しか寄与していないことである。我々は、深層水の形成と循環の概念をどのように適応させるかを考える必要がある。OSNAP時系列の変動の原因となるプロセスをより明確にすることが重要である。カーステンセン博士は、

「例えば、2014年から2016年までのOSNAP測定期間では、子午面循環のある特定の条件しか検出できなかった可能性がある。この疑問は、より長期間の測定によってのみ判断できる」とカーステンセン博士は説明する。Karstensenは説明する。2018年夏、ヨーロッパ、アメリカ、カナダ、中国のOSNAPチームは、再び調査船とともに北大西洋亜極域を旅した。データは現在分析中で、大西洋循環のOSNAP時系列はまもなくさらに2年間延長される見込みだ。"この領域は、我々の気候システムの最も敏感なパラメーターのひとつである。ここでは、比較的小さくて急激な変化が、気候にグローバルで長期的な影響を及ぼす可能性がある。

国際チームによってまとめられたデータは、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の報告書に組み込まれる： https://doi.org/10.1126/science.aau6592.