全体構造 地球規模の熱塩循環とAMOCの関係（https://img-server.japedia.wiki/wikipedia/commons/a/ab/Thermohaline_circulation.svg"}]]}">アニメーション） 大西洋子午面循環 (AMOC) は、大西洋の主要な海流システムであり[ 1 ] : 熱塩循環の一部でもあります。 [ 19 ] 海洋成層 として知られています。[ 20 ] 世界の海洋 の各部分間に存在し、これらが熱塩循環を駆動します。[ 19 ] は、 大量の淡水降雨を受けるため、他の海洋よりも塩分が低くなっています。[ 21 ] [ 19 ]
北大西洋の海水は太平洋の海水よりも塩分濃度が高い。これは、表面での大量の蒸発によって残りの水中の塩分濃度が高まることと、北極圏 付近の海氷 が冬に凍結する際に塩分を放出することによる。[ 22 ] 貿易風は この水分を中央アメリカを越えて北太平洋東部に運び、そこで雨として降る。[ 23 ] チベット高原 、ロッキー山脈 、アンデス山脈などの主要な山脈は、同等の水分が大西洋に戻るのを妨げている。[ 24 ]
この過程により、大西洋の表層水は塩分濃度が高くなり、密度が高くなるため、最終的に沈降して 北大西洋深層水 (NADW)を形成します。[ 25 ] 北欧海域で起こり、 デンマーク海峡 溢流水 (DSOW)、アイスランド・スコットランド溢流水 (ISOW)、北欧海域溢流水などの地域的な水塊の複雑な相互作用が関係しています。 [ 26 ] ラブラドール海水 も重要な役割を果たす可能性がありますが、ラブラドール海とイルミンガー海 の水は主に北大西洋環流 で再循環し、AMOC の残りの部分とはほとんど関係がないことを示す証拠が増えています。[ 4 ] [ 27 ] [ 15 ]
熱塩循環の経路の概要。青色の経路は深層海流を、赤色の経路は表層海流を表す。 北大西洋深層水（NADW）は、大西洋で最も深い水層ではありません。南極底層水 （AABW）は、水深4,000メートル（2.5 マイル） を超える海盆において、常に最も密度が高く、最も深い海洋層です。[ 28 ] 湧昇する と、NADWと融合して強化されます。NADWの形成は、循環の下部セルの始まりでもあります。 [ 19 ] [ 3 ] エクマン輸送 、すなわち風の活動によって引き起こされる海洋層の混合の増加により、アフリカ北西岸と南西岸に位置するカナリア海流 とベンゲラ海流で強い湧昇流が発生します。 2014年現在 鮮新世 後期に中央アメリカ海峡 が閉鎖されるまでは逆のパターンが存在していた。[ 29 ] 東大西洋では、この地域の深い水温躍層のため、風の活動よりも 海面水温 の状態に依存するため、顕著な湧昇は年間の特定の月にのみ発生する。また、エルニーニョ /ラニーニャサイクルと同期して発生する数年周期の湧昇サイクルも存在する。 [ 30 ]
同時に、NADWは南下し、大西洋横断線の南端では、その約80%が南極海で湧昇し、[ 25 ] [ 31 ] 南極海転覆循環 （SOOC）と接続します。[ 32 ] 南極の海氷 によって冷却され、循環の下部セルに沈み込みます。この水の一部はAABWに再び合流しますが、下部セルの流れの残りは最終的に太平洋とインド洋の深部に到達します。[ 19 ] 氷のない低緯度で湧昇した水は、エクマン輸送 によりさらに北上し、上部セル に流れ込みます。上部セルの暖かい水は、主にアフリカ沿岸インドネシア諸島 を通って北大西洋への戻り流の原因となります。この水が北大西洋に戻ると、冷たくなって密度が高くなり、沈み込み、NADWに流れ込む。[ 32 ] [ 25 ]
気候システムにおける役割 AMOCが強いときに観測される海洋から大気への熱伝達（左）と大西洋の熱量の増加（右）[ 33 ] 赤道付近は地球上で最も暑い地域であり、熱力学の法則 により、この熱は極に 向かって移動します。この熱の大部分は大気循環 によって運ばれますが、暖かい表層海流も 重要な役割を果たしています。赤道からの熱は北向きまたは南向きに移動しますが、熱の流れが北向きな海洋は大西洋のみです。[ 34 ] 大西洋における熱伝達の大部分は、カリブ海 から暖かい水を北へ運ぶ表層海流であるメキシコ湾流 によって行われます。メキシコ湾流全体は風のみによって駆動されますが、その最北端の北大西洋海流は 、AMOCにおける熱塩交換から多くの熱を得ています。[ 3 ] [ 34 ] [ 35 ]
大気パターンも熱伝達に大きな役割を果たしているため、海洋循環による熱輸送がなければ北ヨーロッパの気候は北アメリカ北部と同じくらい寒くなる（つまり、最大で15～20 °C (27～36 °F) 低くなる）という考えは一般的に誤りであると考えられています。[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 17 ] 地域によって4 °C (7.2 °F) から10 °C (18 °F) の差があります。[ 15 ] フロリダ海流 の研究では、表面塩分の増加により、1200 年頃から 1850 年頃にかけてメキシコ湾流が約 10% 弱くなったことが示唆されており、これが小氷期 として知られる状況の一因となった可能性が高い。[ 41 ]
AMOCは、主に2つの方法で大西洋をより効果的な炭素吸収源 にしています。第一に、湧昇によって大量の栄養塩が表層水に供給され、植物プランクトン の成長を支え、その結果、海洋一次生産 と表層水における光合成の総量が増加します。第二に、湧昇水は通常1,000年前のものであり、大気中の人為的なCO2増加にさらされていないため、溶存炭素濃度が 低く なっています。この水は、より飽和した表層水よりも多くの炭素を吸収し、沈降する際に炭素が大気中に放出されるのを防ぎます。[ 42 ] 南極海 は圧倒的に強力な海洋炭素吸収源ですが、[ 43 ]北大西洋 [ 44 ]
後期更新世における急激な変化 ハインリッヒ現象がどのように進行したかを再構築すると、ローレンタイド氷床はまず維持不可能な位置まで成長し、その周辺の基部が温かくなりすぎ、その後急速に氷を失い、維持可能なサイズに縮小したと考えられる[ 45 ]。 大西洋子午面循環（AMOC）は、温度と塩分が異なる海水層間の相互作用の連続に依存しているため、静的ではなく、小さな周期的変化[ 46 ] [ 8 ] これら 新世の 前の最後の地質時代である 後期更新世 （126,000年前から11,700年前）に発生しました。[ 48 ] 最終氷期 も含まれます。 [ 49 ] この期間中に、 ウィリ・ダンスガード とハンス・エシュガーにちなんで、 ダンスガード・エシュガーイベント （DOイベント）として知られています。 [ 50 ] [ 51 ]
DOイベントは、数十年にわたってグリーンランドで発生した8 ℃（15 °F）から15 ℃（27 °F）の急速な温暖化で最もよく知られています。 [ 49 ] 南極海 では同等の冷却も発生しました。これは、強化されたAMOCが一方の半球からもう一方の半球へより多くの熱を輸送していることと一致しています。[ 52 ] ローレンタイド氷床 から大量の氷山が分離したハインリッヒイベント によって終結したようです。氷山が海で融解すると、海水はより淡水になり、循環が弱まり、DOの温暖化が止まりました。[ 45 ]
AMOCがなぜこれほど大きく変動し、しかもこの氷河期に限って変動したのかについては、まだ合意された説明はありません。[ 53 ] [ 54 ] [ 49 ] 、 [ 55 ] 最終 氷 [ 54 ] [ 53 ] [ 52 ] 気候の 証拠は、DOイベントがAMOCの変化で始まったのか、それともAMOCが別のトリガーに応じて変化したのかを断言するには、現時点では十分ではありません。[ 56 ] 海氷とアルベドのフィードバック を通じて水温と循環に影響を与えたためである。[ 53 ] [ 57 ]
古気候 データによって示され、シミュレーションでも再現された北半球の著しい温暖化と南半球の同等の寒冷化は、AMOCの著しい強化と一致している。[ 58 ] DO イベントは逆順に番号が付けられ、最も古いイベントには最大の番号が割り当てられます。[ 53 ] 最古のドライアス 期から、現在から 12,890 年まで続いたボーリング・アレルード間氷期 (デンマーク語: [ ˈpøle̝ŋ ˈæləˌʁœðˀ ] [ 59 ] [ 60 ] [ 59 ] [ 58 ] [ 61 ] 海面上昇 の期間も引き起こし、これは融解水パルス1A と名付けられている。[ 62 ]
間氷期のボーリング期とアレルード期は、2 世紀の間、反対のパターン （北半球の寒冷化、南半球の温暖化 ）によって隔てられており、これは北極の花Dryas octopetala が 間氷期に森林が生育できた場所で優勢になったことから、オールド ドライアスとして知られています。 [ 59 ] ヤンガードリアス (YD) 期 (12,800 ～ 11,700 年前) の開始とともに終わり、北半球の気温は、おそらく 10 年以内に氷期に近いレベルに戻りました。[ 63 ] [ 64 ] ハインリッヒ イベント と同様に、ローレンタイド氷床からの氷の損失による塩分低下が原因でした。真のハインリッヒ イベントとは異なり、大量の氷山の損失ではなく、現在のカナダの マッケンジー川 を流れる融解水の膨大な量がありました。 [ 65 ] 熱帯収束帯 の南への移動、北アメリカの降雨量の増加、南アメリカとヨーロッパの乾燥化など、降水 パターンに大きな変化が生じた。 [ 64 ] : 1148 [ 61 ]
安定性と脆弱性 古典的なストメルボックスモデルでは、AMOCのティッピングは、淡水量の大きな増加によって循環が不可能になる場合（Bティッピング）、または増加量が少なく、循環自体の変動によって崩壊する可能性がある場合（Nティッピング）のいずれかで発生します。淡水の流入が増加すると、Nティッピングの確率が高くなります。確率が100%の場合、Bティッピングが発生します[ 66 ]。 AMOCは常に存在していたわけではありません。地球の歴史の大部分において、北半球の転覆循環は北太平洋で発生していました。古気候の証拠によると、転覆循環が太平洋から大西洋に移行したのは、北極と大西洋を結ぶ通路が閉じた始新世-漸新世移行期の3400万年前のことです。 [ 67 ] 気候変動が 最終的にこの変化を逆転させ、AMOCが停止した後に太平洋循環を再開させる可能性があると示唆しています。[ 68 ] [ 39 ] 気候変動は、地球のエネルギー不均衡 の結果として表層水温を上昇させ、 主にグリーンランドからの融解氷による大量の淡水の流入 と北大西洋の降水量の増加により表層水の塩分濃度を低下させることでAMOCに影響を与えます。これらの原因はいずれも表層と深層の温度差を大きくし、循環を駆動する湧昇と沈降をより困難にします。[ 69 ]
1960年代、ヘンリー・ストメルは 、後にストメルボックスモデルとして知られるようになったモデルを用いてAMOCの研究を数多く行い、ストメル分岐の概念を導入しました。このモデルでは、AMOCは記録された歴史を通じて存在してきたような強い状態にあるか、あるいははるかに弱い状態に崩壊し、崩壊を引き起こした温暖化や塩分低下の増加が軽減されない限り回復しないかのどちらかである可能性があるとされています。[ 70 ] [ 66 ] [ 71 ] [ 72 ]
AMOC崩壊のモデリング 典型的な本格的な気候モデルでは、AMOCは約500年間大幅に弱まりますが、CO2濃度 が 突然4倍になるテストシナリオでも、真に崩壊することはありません。[ 73 ] [ 74 ] ストメルの研究後に開発されたモデルの中には、AMOC が完全な強度と完全な崩壊の間に 1 つ以上の中間安定状態を持つ可能性があることを示唆するものもある。[ 75 ] モデル(GCM) では見られない。 [ 76 ] [ 77 ] [ 73 ] [ 46 ] [ 78 ]
ある論文では、AMOCの崩壊は、完全な大循環モデルが2000年近く実行された後にのみ発生し、淡水量（Sv単位）は極端な値まで増加したとされています。[ 38 ] [ 40 ] 2024年、3人の研究者がコミュニティ地球システムモデル（CIMP）の1つでシミュレーションを実行しました。このシミュレーションでは、中程度の複雑さのモデルで起こるのと同様に、典型的なAMOC崩壊が発生しました。[ 38 ] 6cm （2.4 インチ） の海面上昇に相当する融解水レベルに達しました。 [ 40 ] これは、1993年から2017年までの年間2.9mm （0.11 インチ） の海面上昇の約20倍であり、 [ 79 ] [ 38 ] [ 40 ] [ 39 ]
いくつかの研究によると、従来の EMIC 予測は、非現実的に一定の淡水の流れを循環に課すため、AMOC の崩壊に偏っている。ある研究では、一定の淡水流量と変動する淡水流量の差により、典型的な Stommel's Bifurcation EMIC における循環の崩壊が 1,000 年以上遅れた。研究者らは、このシミュレーションは13,500 ～ 14,700 年前の融解水パルス 1Aに対する AMOC の応答の再構築とより一致しており、同様に長い遅延を示していると述べた。 [ 66 ] 50 m (160 フィート)上昇した約 11,700 ～ 6,000 年前の完 新世 最後の氷河後退による大量の淡水強制の影響は限定的であることが判明した。これは、ほとんどのモデルが AMOC に対する淡水強制の影響を過大評価していることを示唆している。[ 80 ] [ 81 ] 南極海循環 （SOOC）はAMOCよりも崩壊しやすい可能性がある。[ 82 ]
高品質の地球システムモデルは 、崩壊は起こりそうになく、2100 年以降も長期間にわたって高いレベルの温暖化 (≥ 4 °C (7.2 °F) ) [ 15 ]が持続した場合にのみ起こりうることを示しています。 [ 78 ] [ 83 ] [ 84 ] 古海洋学の 研究の中には、この考えを支持していると思われるものもあります。[ 80 ] [ 66 ] [ 74 ] [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ] [ 88 ] [ 82 ] [ 17 ] パリ協定の実施を確実にするよう北欧諸国に求めた。 [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ] [ 92 ]
トレンド 2024年までは、循環の減速を示す観測結果と、安定した循環を示す気候モデルとの間に不一致があった。2024年11月、Nature Geoscience誌 スベルドラップの減速が見られた。 [ 93 ]
観察結果 1992年から2002年にかけてNASAパスファインダーから得られた高度計データは、亜極循環域の減速（赤色）を示していた。これはRAPIDの開始前、そしてその後の研究で亜極循環がより大きな循環とは別個の挙動を示すことが多いことが明らかになる前に、AMOCの代理指標として使用されていた。[ 4 ] RAPIDはAMOC自体（上から3番目の線、MOCとラベル付けされている）とその個々の構成要素（下の3本の線）とAMOCの流れと亜極循環および/または西側境界流の流れ（上の2本の線）の両方を追跡している。2004年から2008年のAMOCの流れはそれ以降よりも強いように見える。[ 94 ] 大西洋の北緯26度にある現場係留アレイ RAPID から、AMOCの強さの直接観測が2004年から利用可能になっている。 [ 95 ] [ 94 ] ピーター・ワダムズ による潜水艦ベースの研究では、AMOCシステムの小さな部分であるグリーンランド海 で、煙突と呼ばれる巨大な水柱を使用して測定された沈降流が、通常の強さの4分の1未満であることが示された。[ 96 ] [ 97 ] 2000年には、他の研究者が北大西洋環流 （NAG）、別名北亜極環流（SPG）の傾向に焦点を当てた。 [ 98 ] [ 99 ] [ 100 ] [ 101 ] [ 15 ] [ 102 ] [ 17 ]
2014年までに、2012年末までのRAPIDデータは十分に処理されており、これらのデータは、当時最も先進的なモデルによって予測されていたよりも10倍も大きな循環の低下を示しているように見えた。これが気候変動の強い影響を示しているのか、それとも循環の10年単位の大きな変動を示しているのかについて、科学的な議論が始まった。[ 46 ] [ 103 ] [ 94 ]
AMOCは、全体的な海流の流れと相関する熱輸送の変化を追跡することによっても測定されます。2017年と2019年には、NASA のCERES 衛星と国際的なArgoフロート による熱観測から得られた推定値によると、RAPIDで示唆されたよりも15～20%少ない熱輸送が発生しており、10年規模の変動の兆候が限られているかなり安定した流れを示していました。[ 104 ] [ 105 ]
フロリダ海流 の強さは、地球の磁場 の変化を補正した後、過去40年間安定していることが測定されている。[ 106 ]
復元
最近の過去 2021年に行われた2004年以降のRAPID観測と1980～2004年の再構築されたAMOCトレンドの比較では、30年間で実質的な変化は見られなかった。[ 107 ] 気候復元により、研究者はAMOCの過去の状態に関する手がかりを集めることができるが、これらの手法は必然的に直接観測よりも信頼性が低い。2021年2月、RAPIDデータは、RAPIDの25年前に記録されたデータから復元された傾向と組み合わされた。この研究では、過去30年間でAMOCが全体的に低下したという証拠は示されなかった。[ 107 ] 2020年に発表されたScience Advancesの [ 108 ] 地球温暖化は AMOCの長期的な弱体化を引き起こす可能性があるが、1980年以降の変化を分析する際には検出が困難であり、直接的な変化 （この期間には弱体化と強化の両方の期間が含まれる ）と変化の大きさが不確実で、5%から25%の範囲であると結論付けた。レビューは、より感度が高く長期的な研究を求める呼びかけで締めくくられた。[ 109 ]
20世紀 AMOCの状態を示す指標である平均温暖化傾向からの海面水温差 の120年間の傾向は、1980年頃まで正味の変化がないことを示している。[ 8 ] いくつかの再構築では、AMOCの現在の状態を1世紀ほど前の状態と比較しようと試みている。例えば、2010年の統計分析では、AMOCの弱体化は1930年代後半から続いており、1970年頃に北大西洋の循環セルが急激に移動したことがわかった。[ 110 ] [ 6 ]
2018年の別の再構築では、20世紀半ば以降、約15%の弱化が起こったことが示唆された。[ 111 ] [ 86 ] スベルドラップの 減少は1980年まで起こらず、その変動は自然変動の範囲内にとどまっていることがわかった。[ 8 ]
堆積物の分析によると、AMOCは20世紀半ばから20%弱まっていることが示されている。[ 112 ]
ミレニアル世代の規模 過去千年間の大西洋多十年変動のモデルシミュレーション（緑色）は、20世紀後半まではサンゴや海洋堆積物の証拠に基づく復元（青色）とほぼ一致している。急激な乖離は、AMOCにおける過去の大気変動の「記憶」の増加によって引き起こされる可能性がある。これは、AMOCの不安定化に先行する可能性がある。[ 113 ] 2018年の研究によると、過去150年間でAMOCは過去1,500年間と比較して著しく弱体化しており、小氷期 後のAMOCの衰退のモデル化されたタイミングに矛盾があることが示されています。[ 114 ] 2017年のレビューでは、ヤンガードリアス や多くのハインリッヒイベント などの急激な気候変動の際にAMOCの強度と構造に変化があったという強い証拠があると結論付けられています。[ 115 ] [ 113 ]
2021年2月、 Nature Geoscience誌 [ 7 ] [ 116 ] [ 116 ] Nature Geoscience誌 は、17人の科学者が共著した「Matters Arising」解説記事を掲載し、これらの研究結果に異議を唱え、AMOCの長期的な傾向は依然として不確実であると述べた。[ 9 ] [ 117 ]
間接的な兆候の可能性 2015年のNASAの世界平均気温に見られる冷たい塊。2015年は1880年以来、記録上最も暑い年だった。色は気温の変化を示している（NASA / NOAA 、2016年1月20日）。[ 118 ] 一部の研究者は、最近観測されたさまざまな気候変動や傾向をAMOCの低下と関連付けて解釈しています。たとえば、グリーンランド付近の北大西洋環流の広い領域 [ 119 ] 0.39 ℃（0.70 °F）冷えています。 [ 120 ] 0.9 ℃（1.6 °F） の冷え込みに達しますが、暖かい月、特に8月には産業革命以前のレベルと比較して温暖化が見られます。[ 119 ] [ 121 ] 冷たい塊」 [ 122 ]
冷水塊パターンは、十分に塩分が少なく冷たい水がより深い層に沈み込むのを避けるために発生します。この塩分減少は、AMOC減速の減速の証拠としてすぐに説明されました。[ 122 ] [ 123 ] や北大西洋振動 （NAO）の強化などの大気変化も、この局所的な冷却に大きな役割を果たしていることがわかりました。[ 120 ] [ 121 ] [ 123 ]
AMOCの減速を示すもう1つの初期兆候は、北大西洋の炭素吸収源としての潜在能力の相対的な低下である。2004年から2014年の間に、北大西洋に隔離された炭素量は1994年から2004年と比較して20%減少したが、研究者らはこれをAMOC減速の証拠とみなした。この減少は、南大西洋（南極海の一部と考えられている）での同程度の増加によって相殺された。[ 124 ] [ 125 ] [ 126 ] セントローレンス湾 の急速な脱酸素化 、[ 127 ] [ 128 ] [ 129 ] [ 130 ] [ 131 ]
予測
個別モデル 気候モデルは、 CO2 濃度が突然4倍になった後のシミュレーションを比較することによって較正されることが多い。そのような条件下では、古い第5世代気候モデル（上）は、第6世代（下）よりもAMOC強度の低下が大幅に小さいことをシミュレートしている。年は2021年を基準としている。[ 132 ] 歴史的に、気候科学のゴールドスタンダードである CMIP モデルは、AMOCが非常に安定していることを示しています。AMOCは弱まる可能性はありますが、永久に崩壊するのではなく、常に回復します 。たとえば、CO2 濃度が1990年レベルから急激に2倍になり、その後変化しない2014年の理想化された実験では、循環は約25%減少しますが崩壊せず、次の1,000年間でわずか6%しか回復しません。[ 133 ] 1.5 ℃（2.7 °F） 、2 ℃（3.6 °F） 、または3 ℃（5.4 °F） で安定するかどうかを推定しました。3つのケースすべてにおいて、AMOCは気温上昇が停止した後さらに5～10年間減少しますが崩壊に近づくことはなく、約150年後に部分的に回復します。[ 84 ] [ 77 ] [ 74 ]
モデルは時間の経過とともに改善されてきましたが、6 番目と2020 年の時点で [ 132 ] CO2 濃度が 2015 年の値から 2100 年までに約 400 ppm から850 ppm 以上へと 2 倍以上になるSSP3-7 シナリオの下で AMOC をシミュレートしたとき、 [ 134 ] : 14 [ 135 ] 北大西洋深層水 (NADW) の深さ、面積、またはその両方に誤差なくシミュレートする能力をまだ備えておらず、予測に対する信頼性を低下させています。[ 136 ]
CO 2 濃度が 2015 年の値から 2100 年までに倍増した場合、AMOC の強度は 50% 以上低下するだろう。メタン温暖化または硫酸エアロゾル冷却、あるいはその両方の減少は、それに比べて約 10% の影響しか及ぼさないだろう。[ 135 ] これらの問題に対処するため、一部の科学者はバイアス補正を試みた。別の理想化されたCO2 倍増 実験では、モデルにバイアス補正を適用したところ、300年後にAMOCが崩壊した。[ 78 ] 代表濃度経路4.5の下ではAMOCが約18%（3%～34%）弱まり、 温室効果ガスの排出量が 継続的に増加する非常に高い代表濃度経路8.5の下では37%（15%～65%）弱まることがわかった。 2 つのシナリオを 2100 年以降に延長すると、AMOC は RCP 4.5 の下では安定しましたが、RCP 8.5 の下では減少を続け、2290 ～ 2300 年までに平均 74% 減少し、完全に崩壊する可能性が 44% になりました。[ 83 ] コミュニティ地球システムモデル で、2005 年と 2250 年の間に RCP 4.5 とRCP 8.5 をシミュレーションしました。このモジュールにより、AMOC は標準実行と比較して 4 ～ 10 倍の淡水にさらされました。RCP 4.5 については 2016 年の研究と非常によく似た結果がシミュレーションされましたが、RCP 8.5 未満では、循環は 2100 年直後に 3 分の 2 減少しますが、そのレベルを超えて崩壊することはありません。[ 137 ]
2023年に、複数の中程度の複雑さのモデルの出力の統計分析により、AMOCの崩壊は2065年頃（2025年8月に2057年から更新）に最も起こり、2037年から2109年の間に95%の信頼度で崩壊すると示唆されました。 [ 87 ] 代理 温度データに依存していました。一部の科学者はこの研究を「憂慮すべき」と表現し、より良い観測データが入手可能になれば「貴重な貢献」を提供できると指摘しましたが、専門家の間では、この論文の代理記録は「不十分」であるという点で広く合意が得られました。[ 88 ]
新たな長期CMIP6予測 2025年のマルチモデル解析では、CMIP6シミュレーションを2100年以降に拡張し、北半球深層循環セル（北大西洋深層水の形成に関連するAMOCの一部）の運命を明示的に追跡しました。高排出シナリオSSP5-8.5 の下では、2100年以降に実行された9つのモデルすべてにおいて、20世紀後半の約1,000m 北緯 26度の深度における約14～26Svの循環輸送量がわずか約1～ 6Svにまで減少し、急激な浅化と、最大循環深度がNADW優勢の状態から亜熱帯下降流に関連する状態へと変化しました。[ 138 ] [ 138 ]
主要なレビュー研究 AMOCは、ある一定の温暖化レベルで転換点を超え、最終的に別の状態に移行する可能性のある気候システムの主要な部分の一つと考えられています。この図は、特定の要素についてこの転換点が最も起こりやすい温暖化レベルを示しています。[ 139 ] [ 15 ] 大規模なレビュー論文や報告書は、モデルの出力、直接観測、歴史的再構築を評価して、モデルだけでは示せない専門的な判断を下すことができます。2001 年頃、IPCC 第 3 次評価報告書は、 AMOC の熱塩循環が停止するのではなく弱まり、ヨーロッパでも温暖化効果が寒冷化効果を上回ると高い確信を持って予測しました。[ 140 ] 2014 年にIPCC 第 5 次評価報告書 が発表されたとき、AMOC の急速な変化は「非常に起こりそうにない」と考えられ、この評価は高い確信度で提示されました。[ 141 ]
2021年に発表されたIPCC第6次評価報告書は 、 AMOCが21世紀中に「非常に高い確率で」衰退すると再び述べ、温暖化が逆転すれば、その変化は数世紀以内に元に戻る可能性が高いと「確信度が高い」と述べている。[ 10 ] : [ 142 ] [ 143 ] や 、 AMOCが大規模モデルが示唆するよりも急激な変化に対して脆弱である可能性を示唆する簡略化された海洋モデル研究 [ 85 ]
IPCC第6次評価報告書の統合報告書は、科学的コンセンサスを次のように要約している。「大西洋子午面循環は、検討されたすべてのシナリオにおいて21世紀中に弱まる可能性が非常に高い（高い確信度）が、2100年以前に急激な崩壊は予想されない（中程度の確信度）。このような低い確率の事象が発生した場合、熱帯雨林帯の南下など、地域の気象パターンと水循環に急激な変化が生じ、生態系と人間の活動に大きな影響が出る可能性が非常に高い。」[ 144 ]
2022年に行われた、あらゆる潜在的な気候転換点 の包括的な評価では、AMOCの崩壊を含む16の可能性のある気候転換点が特定されました。この評価では、崩壊は地球温暖化4 ℃（7.2 °F）によって引き起こされる可能性が最も高いものの、 1.4 ℃（2.5 °F） から8 ℃（14 °F） の温暖化レベルで引き起こされる可能性を示唆する不確実性が十分にあると述べています。この評価では、AMOCの崩壊が引き起こされると、15年から300年の間に発生し、最も可能性が高いのは約50年後であると推定しています。[ 15 ] [ 102 ] この評価では、北亜極環流 の崩壊も、1.1 ℃（2.0 °F） から3.8 ℃（6.8 °F） の間で転換する可能性のある別の転換点として扱われていますが、これは気候モデルのごく一部によってのみシミュレートされています。北極亜極環流の崩壊の最も可能性の高い転換点は1.8 °C (3.2 °F) であり、いったん引き起こされると、環流の崩壊は 5 ～ 50 年の間に起こり、最も可能性が高いのは 10 年です。この対流の消失により、地球全体の気温は0.5 °C (0.90 °F) 低下すると推定され、ヨーロッパの平均気温は約3 °C (5.4 °F) 低下します。また、地域的な降水量にも大きな影響があります。[ 15 ] [ 102 ]
「氷圏の現状」報告書は、AMOCにかなりのスペースを割いており、氷の融解と海水の温暖化により崩壊に向かっている可能性があると述べている。影響としては、北ヨーロッパが 10年あたり3℃以上速いペースで寒冷化し、「現実的な適応手段はない」ことが挙げられる。同時に、南極環流 （ACC）も減速しており、ウェッデル海の底層水 は体積が減少しており、これは地球規模の海洋循環と気候に影響を与える可能性がある。[ 145 ] ユネスコは 、この報告書が初めて「グリーンランドと南極の氷床の融解などが、他の要因とともに、両極の重要な海流を減速させ、北ヨーロッパの大幅な寒冷化と米国東海岸沿いの海面上昇の拡大という深刻な結果をもたらす可能性があるという、科学的コンセンサスが高まっていることを指摘している」と述べている。[ 146 ]
2025年2月にNature誌 [ 147 ]
AMOC減速の影響 最後の間氷期にはAMOCは現在よりも弱く、これは北大西洋の海水温の低下とヨーロッパおよびアフリカの降水量の減少（青色）に関連していた。[ 148 ] 2024年現在 [ 27 ] [ 27 ] 2020 年の研究では、弱体化した AMOC は北極海の海氷の減少を 遅らせ[ 149 ] ドリアス 期 に起こったと思われる大気傾向に似た結果をもたらすことがわかった。 [ 64 ] [ 149 ]
AMOCの低下は、米国東海岸 沿いの海面上昇の加速を伴うでしょう。[ 27 ] [ 150 ] [ 151 ] [ 152 ] [ 153 ]
AMOCが他の転換要素間のつながりを仲介するという、提案された転換カスケード 一部の科学者は、AMOC の部分的な減速によってヨーロッパで約1 °C (1.8 °F)の限定的な冷却が生じると考えている。 [ 154 ] [ 155 ] [ 148 ] 他の地域では異なる影響が出るだろう。2022 年の研究によると、シベリア の 20 世紀の冬の異常気象は、AMOC が弱まったときに穏やかになった。[ 33 ] 気候変動の経済的影響 の一般的な指標である炭素の社会的コストを 増加させるのではなく -1.4% 減少させる可能性が高い数少ない気候転換点の 1 つです。これは、減速によって悪影響を受ける地域よりもヨーロッパが世界のGDP のより大きな割合を占めているためです。 [ 156 ] [ 157 ] [ 158 ] [ 159 ] [ 15 ] [ 160 ]
2021年の研究では、グリーンランド氷床、西南極氷床 、アマゾン熱帯雨林 など、他のよく知られた転換点もすべてAMOCと関連していると述べた。この研究によると、AMOCの変化だけでは他の場所で転換点を引き起こす可能性は低いが、AMOCの減速はこれらの要素間のつながりを提供し、 AMOC自体を含むこれら4つの要素のいずれか が転換すると予想される地球温暖化の閾値を、これらの要素を個別に研究することによって確立された閾値よりも低下させる。このつながりは、数世紀にわたる転換点の連鎖を引き起こす可能性がある。[ 161 ]
AMOC停止の影響
冷却 「中間」地球温暖化シナリオにおける21世紀の温暖化のモデル化（上）。このシナリオにおける亜極循環の崩壊の 可能性（中）。大西洋子午面循環全体の崩壊（下）。 AMOCの完全な崩壊はほぼ不可逆的であり[ 27 ] [ 162 ] [163][164][165][166] 2002 年 の研究 で は 、 AMOC の 停止 を ダンス オシュガー現象（ 最終氷期 に発生した急激な気温変化）と比較した。その論文によると、ヨーロッパでは最大8 ℃（14 °F） の局地的な寒冷化が発生するだろう。[ 167 ] 0.5 ℃（0.90 °F）低下し、ヨーロッパの地域的な気温は 4 ℃（7.2 °F） から10 ℃（18 °F） 低下すると結論付けられました。[ 15 ] [ 102 ]
2020年の研究では、AMOCの崩壊がイギリスの農業と食料生産に及ぼす影響を評価した。[ 168 ] 3.4 ℃（6.1 °F） 低下することがわかった。AMOCの崩壊は、生育期の降雨量を約123mm （4.8 インチ） 減少させ、その結果、耕作に適した土地の面積が32%から7%に減少する。イギリスの農業の純価値は年間約3億4600万ポンド減少し、これは2020年の価値の10%以上に相当する。 [ 16 ]
2024年に、AMOC崩壊が産業革命以前の世界に与える影響をモデル化したある研究では、ヨーロッパでより深刻な寒冷化が予測されました。北西ヨーロッパの平均海面水温が10 ℃（18° F） 低下し、北ヨーロッパと西ヨーロッパの陸上の2月の平均気温が1世紀以内に10 ℃（18 °F） から30 ℃（54 °F） 低下すると予測されました。この変化により、冬には海氷がイギリス諸島とデンマークの領海にまで達し、南極の海氷は減少することになります。[ 38 ] [ 39 ] [ 169 ] [ 40 ]
2015年にジェームズ・ハンセン が主導した研究では、AMOCの停止または大幅な減速は、中緯度対流圏全体で 傾圧性を 高め、北東風を最大10～20%加速させるため、激しい気象を激化させることが判明した。これは、ハリケーン並みの強風と激しい降雪を伴う冬および冬に近い時期の低気圧性の「スーパーストーム」を強める可能性がある。[ 18 ] [ 170 ]
他の エルニーニョ現象（左）とラニーニャ現象（右）時の気温と降水量の変化。上段の2つの地図は北半球の冬、下段の2つは夏を表す。
[ 171 ] エルニーニョ・南方振動は太平洋のプロセスによって発生するが、太平洋と大西洋のつながりから、AMOCの変化がエルニーニョ・南方振動に影響を与える可能性がある。
いくつかの研究では、AMOCの崩壊がエルニーニョ・南方振動 （ENSO）に及ぼす影響が調査されており、結果は全体的な影響がない[ 172 ] [ 68 ] [ 173 ] [ 174 ] [ 175 ]まで様々である。
2021年の研究では、簡略化されたモデリング手法を用いて、AMOCの崩壊がアマゾン熱帯雨林 に及ぼす影響、およびいくつかの気候変動シナリオにおける熱帯雨林の枯死とサバンナ状態への移行の可能性を評価した。この研究では、AMOCの崩壊により 熱帯収束帯 が移動し、アマゾン南部の降雨量が増加し、枯死を抑制し、熱帯雨林の南部を安定させる可能性があることがわかった。[ 176 ] その逆も起こる 可能性があることがわかった。[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]
2005年の論文では、AMOCの深刻な混乱により、成層化の 増加と海洋層間の栄養交換の大幅な減少により、北大西洋のプランクトン数が通常のバイオマスの半分以下に減少すると述べられています。[ 12 ] 溶存酸素 量が大幅に減少するものの、他の海洋全体での増加が大きいため、溶存酸素量は世界的にわずかに増加することがわかりました。[ 177 ]
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UNEP文書リポジトリ内のPDFファイルは、2019年7月12日にWayback Machineにアーカイブされました。