大西洋子午面循環は、本当に停止するのでしょうか?

2024/02/13 ブログ

 最近、大西洋の海流変化がヨーロッパ地域に重大な気候変動を与えるという科学論文が発表されました。具体的には、「大西洋の海水が表層で北上し、深層で南下する大西洋子午面循環(AMOC)は既に崩壊に向かっている」とのことです。一般的に、表層の海水は北極付近で冷やされて、比重が重くなって深海に沈み流れを作ることが知られています。これは深層大循環と言われている現象です。このような海流は、地球上のさまざまな地域に熱や栄養分を運んでおり、北半球の広い地域の気候を比較的温暖に保つうえで欠かせない役割を果たしていると考えられています。


 実は大西洋子午面循環の衰退は既に多くの国の間で議論されてきました。例えば、2021年に発表された「気候変動に関する政府間パネル第6次評価報告書第1作業部会報告書(IPCC, 2021)」によると、21世紀中において大西洋子午面循環の衰退については確信度が高い一方、傾向の大きさについては低い確信度しかないことが報告されています。また、2100年までに大西洋の深層循環の突然停止が起こらない件の確信度は中程度であると報告されており、確信度が2013年のIPCC(2013)のときよりも高まっています。つまり、この報告書では、大西洋子午面循環は衰退しているものの、21世紀中に突然海流が止まる確率は低い、という結論でした。政府間協議は、研究者の話を聞き取り調査した政府の役人が行う会議です。研究者が直接討論する会議ではありません。どちらが正しいのか、現状ではわかりませんが、政府間協議は自然環境変化を軽視する傾向にあります。

現状を理解するためにも海洋観測は必須です。

 実際、大西洋子午面循環が止まるか否かを予想するためには、海洋観測が非常に大切です。今回の科学論文も観測結果からコンピューターシミュレーションが算出した予測です。シミュレーションの予測をより現状に沿った形で算出するためには、海洋観測をより多くの地点で行う必要があります。また、深層循環のような大深度の現象を観測するためには、深度別に複数の観測機器を設置する必要があるでしょう。

海洋観測には多くの経費が掛かります。

 ただ、海洋観測には多くの費用がかかります。費用がかかる理由は、海の中を光が通りにくいことが挙げられます。電波や光でデータの送受信ができないため、人工衛星を利用した  観測ができません。深海に海洋観測機器を設置した場合、観測データは観測機器内に記録されます。この記録データは海洋観測機器を引き揚げて回収するか、海上から音響データとして送受信する必要があります。音響データとして受信する場合でも、海洋観測機器の直上付近の海上に母船を移動させて、作業します。結局、海洋観測船を運用しなければなりません。海洋観測船の運用経費は規模や海路にもよりますが、大体1週間で500から1000万円かかると言われています。これに観測機器の設置に関わる経費や観測機器自体の価格も加算されれば、さらに多くの経費が必要となるでしょう。海洋観測の経費は、多くの場合、国家予算から支出されます。各国国民の理解が必要となるでしょう。

水中ドローンが海洋観測の救世主になるのでしょうか?

 前述の通り、海洋観測には多くの経費が掛かります。この経費軽減に水中ドローンが一役買うかもしれません。例えば、水中ドローンが設置された海洋観測機器に接近して、データの回収を行うなどの海上・海中行動が可能となれば、経費が大幅に軽減できるでしょう。もちろん、自律型の行動プログラミングの実装や潜水可能深度の拡大が必須です。今後の水中ドローンの進化に期待したいと思います。

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Will the Atlantic Meridional Circulation stop?
 

 Recently, a scientific paper was published showing that changes in ocean currents in the Atlantic Ocean will cause significant climate change in the European region. Specifically, ``The Atlantic Meridional Circulation (AMOC), in which Atlantic ocean water moves northward at the surface and southward at depth, is already on the verge of collapse.'' It is generally known that surface seawater cools near the North Pole, becomes heavier, and sinks into the deep ocean, creating currents. This is a phenomenon called deep general circulation. These ocean currents carry heat and nutrients to various regions of the earth, and are thought to play an essential role in keeping the climate of large areas of the Northern Hemisphere relatively warm.


 In fact, the decline of the Atlantic meridional circulation has already been discussed in many countries. For example, according to the Intergovernmental Panel on Climate Change Sixth Assessment Report Working Group I Report (IPCC, 2021), which was released in 2021, there is a high level of confidence that the Atlantic meridional circulation will decline during the 21st century. It has been reported that while the magnitude of the trend is high, there is only low confidence in the magnitude of the trend. Additionally, it has been reported that there is medium confidence that there will be no sudden cessation of the Atlantic deep circulation by 2100, which is higher than in the 2013 IPCC (2013). In other words, the report concluded that although the Atlantic meridional circulation is in decline, there is a low probability that the ocean currents will suddenly stop during the 21st century. Intergovernmental consultations are meetings held by government officials who have listened to researchers and conducted research. This is not a conference where researchers directly discuss. At present, we do not know which is correct, but intergovernmental consultations tend to ignore changes in the natural environment.

Ocean observations are essential to understanding the current situation.

 In fact, ocean observations are extremely important in predicting whether or not the Atlantic meridional circulation will stop. This scientific paper is also a prediction calculated by computer simulation from observation results. In order to calculate simulation predictions that are more in line with the current situation, it is necessary to conduct ocean observations at more locations. Additionally, in order to observe phenomena at great depths such as deep circulation, it will be necessary to install multiple observation devices at different depths.

Ocean observation costs a lot of money.

 However, ocean observation costs a lot of money. The reason it is so expensive is that it is difficult for light to pass through the ocean. Since data cannot be sent and received using radio waves or light, observation using artificial satellites is not possible. When ocean observation equipment is installed in the deep sea, observation data is recorded within the observation equipment. This recorded data needs to be recovered by salvaging the ocean observation equipment, or sent and received as acoustic data from the sea. Even when receiving acoustic data, the mother ship must be moved to the sea directly above the ocean observation equipment. After all, we have to operate ocean research vessels. The operational cost of an oceanographic research vessel is said to be approximately 500 to 10 million yen per week, depending on the scale and route. If you add the costs associated with installing the observation equipment and the price of the observation equipment itself, even more expenses will be required. Expenses for oceanographic observations are often paid from the national budget. This will require the understanding of the people of each country.

Will underwater drones become the savior of ocean observation?

 As mentioned above, ocean observation costs a lot of money. Underwater drones may play a role in reducing this cost. For example, if underwater drones were able to operate at sea and under the sea, such as approaching installed ocean observation equipment and collecting data, costs could be significantly reduced. Of course, it is essential to implement autonomous behavioral programming and expand the diving depth. I look forward to the future evolution of underwater drones.

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