北極双極子異常

北極双極子異常は、北米の北極地域で高圧、ユーラシアの北極地域で低圧となる気圧パターンである。^[1] このパターンは、北極振動や北大西洋振動に取って代わることがある。^[2] これは2000年代の最初の10年間に初めて観測され、近年の気候変動に関連している可能性がある。^[3] 北極双極子により、北極海に南風がより多く吹き込み、氷がより多く溶ける。^[1] 2007年夏の現象は、9月に記録された史上最低の海氷面積に重要な役割を果たした。^[2] 北極双極子異常は、北極の循環パターンの変化にも関連しており、北ヨーロッパでは冬がより乾燥するが、南ヨーロッパでは冬がより湿潤になり、東アジア、ヨーロッパ、北アメリカ東半分では冬がより寒くなる。^[2]

1990年代から2000年代初頭にかけて、北極海の海氷輸出に関する研究の多くは、輸出の主な要因として北極海と北大西洋の振動に焦点を当てていました。^{[4] [5] [6] [7] [8]しかし、渡辺と蓮見[9]}やVinje ^[10]などの他の研究では、北極海と北大西洋の振動が必ずしも海氷輸出の変動を説明できるわけではないことが示唆されています。

2006年、北極双極子異常は、1960年から2002年までのNCEP/NCAR再解析データセットを使用して、Bingyi Wu、Jia Wang、John Walshによって正式に提案されました。 ^[11]これは、北緯70度以北の月平均海面気圧の2番目に主要な経験的直交関数モードの空間分布として定義され、最初の主要なモードは北極振動に対応します。冬季（10月から3月）に定義すると、最初の主要なモード（北極振動）が全分散の61％を占め、2番目に主要なモード（北極双極子異常）が13％を占めます。

北極振動は北極全体を中心として覆う環状構造であるが、^[12]北極双極子異常には反対符号の 2 つの極がある。1 つはカナダ北極群島とグリーンランド北部にあり、もう 1 つはカラ海とラプテフ海にある。^{[11]この双極子構造により、}ベーリング海峡から北極を横切ってグリーンランドとバレンツ海に向かうゼロ等値線を持つ圧力勾配が生じる。その結果、異常な風は通常、ゼロ等値線と平行に、グリーンランドとバレンツ海（正の北極双極子異常）またはベーリング海峡（負の北極双極子異常）に向かう。^[11]

北極振動は北極上の平均海面気圧の全体的な変動の大部分を占めているが、北極双極子異常の空間構造の結果として生じる南北風の異常が、北極の海氷輸出量の変動の主な要因となっている。^[13]北極双極子異常の正の相では、異常な風が海氷を中央北極からフラム海峡を抜けてトランスポーラ・ドリフト・ストリームを経由してグリーンランド海に押し出す。対照的に、負の相では、異常な風がフラム海峡を通る海氷の除去を減少させる。これは、Watanabe et al.、^[13]とWang et al.、^[14]によって裏付けられており、北極双極子異常の正の相では海氷の輸出が増加し、負の相では輸出が減少することを示している。

しかし、北極からの海氷輸出を考える場合、北極振動を無視することはできない。北極振動の正相に伴う循環はそれ自体で海氷輸出の増加をもたらすが、北極振動の負相は北極海氷輸出の減少と関連している。^{[6] [8]}北極双極子異常と関連して海氷輸出を考えるとき、北極振動は支配的な平均海面気圧異常の符号を決定し、北極双極子異常は支配的な平均海面気圧異常の位置（カナダ北極諸島とグリーンランド北部、またはカラ海とラプテフ海上）を決定する。したがって、北極双極子異常は海氷の全体的な輸出が促進されるか制限されるかを決定するが、北極振動は北極双極子異常の影響を強めるか弱めるかのどちらかである。^[13]

北極双極子異常は、2007 年の極小期を含め、1990 年代半ば以降に発生したいくつかの極端な海氷極小期の発生にも重要な役割を果たしていると考えられています。^[14] Wangら^{[14] は}、異常な風がフラム海峡を通って北極から海氷を追い出すことに加えて、北極双極子異常の正の位相により、北太平洋からベーリング海峡を通って北極海への比較的暖かい水の流れも増加する可能性があると示唆しています。海水温の上昇は、海氷の輸出量の増加に加えて、海氷面積の減少につながる可能性があります。さらに、前年の冬季と夏季の海氷のプレコンディショニングや数十年にわたる傾向は、特定の年の海氷面積の最小値を決定する役割を果たしています。^[14]

• 「温暖な北極と寒冷な大陸」（PDF）。 (13.11MB) より