過去千年にわたるパシフィック・ウォーカーの流通における強制的な変化

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パシフィック ウォーカー循環 (PWC) は、世界中の天気と気候に大きな影響を与えています。 しかし、外部強制に対する PWC の応答は不明瞭であり 1,2、経験的データやモデル シミュレーションではこれらの応答の大きさや符号について一致しないことがよくあります 3。 ほとんどの気候モデルは、地球温暖化に応じて PWC が最終的に弱まると予測しています4。 しかし、PWC は 1992 年から 2011 年にかけて強化されており、人為的および/または火山によるエアロゾル強制5、または内部変動が重要な役割を果たしていることが示唆されています。 ここでは、毎年解決される、古プロキシ由来の新しいPWC再構成アンサンブル（1200年から2000年）を使用して、1992年から2011年のPWC強化が異常ではあるが、過去800年間の文脈で前例のないものではないことを示します。 1992 年から 2011 年の PWC の強化は火山の強制力の結果である可能性は低く、したがって人為的エアロゾル強制力または自然変動の結果生じた可能性があります。 ほとんどの気候モデルでシミュレーションされた PWC の弱体化とは対照的に、産業時代 (1850 ～ 2000 年) の PWC の顕著な傾向は見出されません 3。 しかし、産業時代の低周波数変動への移行は、微妙な人為的影響を示唆しています。 この再構成はまた、気候モデルによってシミュレートされた反応と同様に、火山噴火がエルニーニョのような PWC 弱化を引き起こすことを示唆しています。

PWC は、熱帯太平洋の大気循環の帯状要素です。 PWC は、太平洋赤道全域の海面気圧 (SLP) 勾配 (ΔSLP)、インド太平洋の温水プール上の深い対流、赤道東部太平洋上の沈下、対流圏上部の偏西風と地表東風によって特徴づけられる可能性があります。太平洋貿易風）。 熱帯太平洋海面水温 (SST) と密接に結びついて、PWC は地球規模の年々の気候変動の主要モードであるエルニーニョ南方振動 (ENSO) の大気成分を形成します。 地球規模の気候にとって重要であるにもかかわらず、外部放射力に対する PWC の反応とその固有の変動性は両方とも十分に理解されていません 2,6。 たとえば、人為的強制が PWC を強化したのか 7,8 か、弱めたのか 9,10,11 か、あるいは検出可能な影響を与えなかったのかについては、コンセンサスは得られていません 12。 ほとんどの観測データセットは、PWC が 1992 年頃から 2011 年にかけて大幅に強化され、より「ラニーニャのような」状況に向かう傾向にあったことを示しています 5,13。 しかし、この強化が外部から強制されたものか、それとも本質的な変動の結果であるのかは不明です 2,8。その理由の 1 つは、この強化が気候モデルのシミュレーションに一貫して存在しないためです 3,14。

PWC の高い固有の変動性は、この 2 つを確実に特徴付けるには観測記録が短すぎるため、強制的な変化を検出する上で大きな障害となります 6。 毎年解決される ENSO の再建により、火山噴火、つまり過去 1000 年間で最大の産業革命前の強制力に対する ENSO の反応を評価することが可能になりました 15。 しかし、火山による強制力に対する熱帯太平洋の海面水温の反応については依然として議論があり 16、複雑な代理システムの変換なしでは大気変動を再構築するのが難しいことで知られる 17,18 ため、PWC では同様の評価は不可能です。 産業革命以前の PWC 変動に関する既存の推論 19、20、21 は、（大気循環を直接的に評価するのではなく）水文気候のさまざまな側面に敏感な代理センサーの組み合わせに依存する、およそ 10 年ごとに分解された記録から導出されており、分解能が低すぎて年々変動を評価できません。

今回我々は、59件の古気候代用記録に由来し、観測データ、再構築方法、記録年代から不確実性をサンプリングした4,800人のアンサンブルメンバーを含む、1200年から2000年までのPWCの年次分解再構築を新たに用いて、観測時代のPWCの変動性を文脈化する。 私たちのターゲット変数は、PWCを定量化するために多くの研究で使用されている太平洋横断ΔSLPの異常でした（参考文献11）（図1b、方法）。 ΔSLP 異常は 1960 ～ 1990 年と比較して計算されました。 ΔSLP 値が高いほど、PWC が強いことを表します。これは、より「ラニーニャのような」大気条件に広く対応します。 ΔSLP 値が低いほど、PWC が弱い、またはより「エルニーニョのような」状態であることを表します。