太平洋と大西洋のテレコネクションが南米夏季モンスーンの数十年規模予測の不確実性を低減する

なぜ人々と自然にとって重要なのか

南米夏季モンスーンはアマゾンと周辺地域の雨季の大部分の水をもたらし、河川、森林、農地、都市のあり方を形作ります。しかし、科学者はこの重要な降雨システムが今後数十年でどう変わるかを断言するのにまだ苦労しています。本研究は、太平洋と大西洋の緩やかな変動がモンスーンにどのように影響するかを解明し、将来の降水量予測の不確実性を約3分の1減らす方法を示します。

巨大な降雨システムの鼓動をたどる

モンスーンが数十年にわたりどのように振る舞うかを理解するために、著者らは1850年までさかのぼる長い記録を作成しました。現代の雨量計や気象モデルだけに頼るのではなく、樹木年輪、高山の氷床コア、河川水位、歴史文書、観測記録など多様な手がかりを組み合わせました。これらのデータを統計的に融合し、1500の可能な履歴のアンサンブルを作る手法により、熱帯南米の核心的なモンスーン域で夏季降雨がどれほど強かったかの堅牢な指数を構築しました。この再構築は明瞭な数十年規模の変動を示し、20世紀中盤にかけて強化し、その後徐々に弱まる傾向を描いています。

モンスーンを引っ張る海洋パターン

次に、研究チームはこうした緩やかな増減を駆動する要因が何かを調べました。再構築されたモンスーン記録を過去世紀の海面水温や風パターンと比較したところ、十年規模太平洋振動（Interdecadal Pacific Oscillation）として知られる太平洋全体のパターンと、熱帯を横切る昇降流の大きなループであるパシフィック・ウォーカー循環の変化と強い結びつきが見えました。中央熱帯太平洋が比較的冷たく、ウォーカー循環が強いときには、アマゾンや近接するアンデス上空でより容易に上昇気流が生じ、熱帯大西洋から湿った空気を引き込みモンスーン降雨を増強します。太平洋が暖かい状態に転じウォーカー循環が弱まると、この動力が鈍りモンスーンは弱まる傾向になります。熱帯大西洋の温度差も役割を果たしますが、その影響は小さく一貫性に欠けます。

気候モデル群で将来の道筋を試す

今後数十年に何が起きうるかを探るため、研究者らは大規模な気候モデル群に注目しました。主要な地球システムモデルであるCESM2とCanESM5の多数の実行を用いています。各モデルは初期条件に微小な差を与えて何度も走らせられ、同じ温室効果ガス経路を共有しつつ内部変動が異なるアンサンブルを作ります。高排出シナリオ下の100のCESM2シミュレーションの平均的な結果は、2044年までにモンスーンの明瞭な弱化とアマゾンや熱帯アンデスの広範な乾燥を示します。しかし個々の走行は大きくばらつき、強い乾燥を示すものもあれば重要な領域でわずかな湿潤化を示すものもあります。このばらつきは、内部の気候の揺らぎが計画に重要な時空間スケールで長期の人為的なシグナルを部分的に覆い隠したり増幅したりしうることを意味します。

不確実性の発生源を特定する

アンサンブルの中で最も湿潤な将来と最も乾燥する将来を比較することで、著者らは多くの不一致が十年規模太平洋振動の相反する位相に類似した太平洋の状態とウォーカー循環の変化に対応していることを見いだしました。太平洋が負の位相、すなわち中央の海域がより冷たく東西の大気の循環が強い傾向にあるとき、アマゾンとアンデスは湿潤化の傾向を示しやすくなります。一方、正の位相は逆の効果をもたらし、広範な乾燥を促します。研究チームはこれら太平洋パターンに結びつくモデル化されたモンスーン傾向の部分を数学的に取り除くことでこの関係を定量化しました。これにより将来のモンスーン強度の統計的なばらつきは約30％縮小し、大西洋の影響のみを取り除いても差は小さいことが示されました。さらに、もし太平洋が強くどちらか一方の位相に振れるとすれば、今後数十年の極端な湿潤化や乾燥化の確率は劇的に変わるだろうことも示しました。

変わる空の下での暮らしにとっての意味

熱帯南米の農家、都市計画者、地域社会にとって、これらの発見は将来の降雨に関する不確実性の一部が太平洋と連動するウォーカー循環の緩やかな変化をより良く追跡・予測することで減らせることを示唆します。温室効果ガス排出は依然としてモンスーンの弱化を促しますが、乾燥化や湿潤化のタイミングや深刻さは、これらの自然な海洋循環がどちらに振れるかに大きく左右されます。したがって、気候モデルが太平洋の変動をより良く再現し初期化することは、将来の河川流量、洪水と干ばつのリスク、アマゾンや周辺生態系の回復力に関するより信頼できる指針を提供する可能性があります。

引用: Lyu, Z., Shi, F., Yang, Y. et al. Pacific and Atlantic teleconnections reduce uncertainty in multidecadal projections of the South American Summer Monsoon. npj Clim Atmos Sci 9, 111 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01373-0

キーワード: 南米夏季モンスーン, アマゾン降雨, 十年規模太平洋振動, パシフィック・ウォーカー循環, 気候変動性