サイクロン性ニーニョ現象

サイクロン・ニーニョは、熱帯低気圧の活動が活発化する気候モデルで観測されている気候現象です。熱帯低気圧の活動が活発化すると、海水が混ざり合い、海洋の上層部では冷却効果が生じますが、これはすぐに消散します。一方、深層部では温暖化が起こり、これはかなり長く持続するため、結果として海洋全体の温暖化につながります。

鮮新世の気候シミュレーションでは、この正味の温暖化は海流によって運ばれ、その一部が東太平洋に到達し、西太平洋に比べて東太平洋を温暖化させ、エルニーニョ現象^{[ a ]}のような状況を生み出します。鮮新世の復元された気温は、熱帯低気圧の活動の増加とそれに伴う東太平洋の気温上昇によって説明できるエルニーニョ現象に似た海水温パターンを示しています。熱の一部は熱帯から運び出され、始新世や白亜紀などの過去の例よりも温暖な気候のエピソードの原因となっている可能性がありますが、熱帯低気圧が熱帯から熱を運び出す主な影響については合意が得られていません。現在の気候では、条件が整えば台風がエルニーニョ現象を引き起こす可能性があるという証拠があります。

CAM3大気循環モデルを用いたモデリングでは、海面水温の上昇と大気循環（ハドレー循環とウォーカー循環）の弱化により風のシアが小さくなったため、熱帯低気圧の数は現在よりもはるかに多く、発生頻度もより広範囲に及んでいたことが示されています。また、熱帯低気圧は特定の原因に結びつくことなく、より長く続き、年間を通して発生していました。^{[ 29 ]}

熱帯低気圧活動の拡大により、熱帯低気圧は、海面下の海流が東太平洋に向かって水を輸送する海域に到達するでしょう。 ^{[ 32 ]}熱帯低気圧は海面水の混合を引き起こします。^{[ 29 ]}赤道から北と南に8～40°の2つの帯内で海洋混合が10倍に増加すると、特に現在の気候では熱帯低気圧活動が低い中央太平洋で混合が発生すると、これらの海流に熱が持ち込まれ、最終的にはエルニーニョ現象に似た中央および東太平洋の温暖化と湧昇域の温暖化につながります。^{[ 32 ]}東太平洋冷舌域では約2～3 ℃（3.6～5.4 °F）の温暖化が起こります。^{[ 23 ]}この効果が現れるまでには1世紀かかる場合があり、その強さは海洋混合の正確なパターンに依存します。また、東太平洋の温暖化が熱帯低気圧の活動を増加させるという正のフィードバックも受けており、最終的には恒常的なエルニーニョ現象と弱いエルニーニョ・南方振動を特徴とする気候状態が生じる可能性がある。^{[ 33 ]}  

二酸化炭素濃度が現在のレベルに近い中期ピアチェンツィアン期には、地球は現在よりも約2～4 °C (3.6～7.2 °F)暖かかった^{[ 34 ]}が、シミュレーションでは熱帯低気圧がより強かったことが示されています^{[ 35 ]。}ただし、モデル化された熱帯低気圧の分布は、鮮新世の他の段階で再構築されたものとは異なっていました。2018 年に実施された CESM 気候モデルを使用したシミュレーション^{[ 36 ]}では、熱帯低気圧による混合と太平洋の異常な東向きの海流に対応して、東太平洋と西太平洋の間の温度勾配が減少し、水温躍層が深くなることが示されました。これに伴い、混合が最も強い領域は冷却され、東太平洋は温暖化します^{[ 37 ]} 。東アジアのモンスーンにも、冬のモンスーンが強くなるなどの影響がありますが^{[ 38 ]}、シミュレーションでは、ピアチェンツィアン期の背景気候が熱帯低気圧の影響よりも重要でした。^{[ 39 ]}  

後の研究者たちは、風の増加がエルニーニョ南方振動を実際に強化する可能性があること^{[ 40 ]}、そして始新世と鮮新世の温暖な気候には依然としてENSOサイクルがあったことを示唆している。これは必ずしも太平洋に東西の温度勾配がまだ存在していたことを意味するものではなく^{[ 41 ]} 、代わりに東に拡大した太平洋の暖水域があった可能性がある^{[ 25 ]}。サンゴに基づく温度復元と中国の黄土からの復元された降水量データは、恒久的なエルニーニョのような状態がなかったことを示している^{[ 42 ]} 。別の気候モデルを用いた2013年の別の研究では、西太平洋の熱帯低気圧が実際に東太平洋の海面水温の低下を引き起こす可能性があることが示された。^{[ 43 ]} 2015 年の熱帯低気圧発生のシミュレーションでは、鮮新世における熱帯低気圧発生の増加は示されなかったが、シミュレーションでは東西太平洋の温度勾配の減少は得られず、サイクロン性ニーニョ効果の発生に最も重要な中央太平洋の部分で熱帯低気圧活動の増加が得られた。^{[ 44 ]} 2018 年のシミュレーションでは、中期ピアチェンツィア気候のシミュレーションに熱帯低気圧混合誘発気候現象を追加すると、ある面ではモデル化された気候と古気候データから再構築された気候との一致が改善され、別の面では一致が悪化することが示唆された。^{[ 38 ]} 2019 年の研究では、西太平洋の熱帯低気圧活動は数か月後のエルニーニョに関連する温度異常と相関していると結論付けられた。^{[ 45 ]}

2010年の気候シミュレーションでは、熱帯低気圧の平均風速の増加により、東太平洋では温暖化、西太平洋では寒冷化が引き起こされ、エルニーニョ現象のような反応と一致していることが示されました。^{[ 46 ]また、大気循環のハドレー循環が強化され[ 47 ]} 、西側の境界流によって熱の一部が熱帯から輸送されます。^{[ 48 ]}同様の東西の温度変化は、他の2010年^{[ 49 ]}および2011年の研究^{[ 50 ]}でも得られました。後者では、高緯度地域の気温が約0.5～1 ℃（0.90～1.80 °F）上昇し、地球全体の気温が0.2 ℃（0.36 °F）上昇しました^{[ 51 ]}。前者では、熱が約200メートル（660フィート）の深さで赤道潜流に向かって輸送され、その後東太平洋に運ばれることが示されました。北大西洋や他の海洋でも同様の効果が見られるが、規模ははるかに小さい^{[ 49 ]。}また、インドネシア貫流にも変化が見られる^{[ 52 ]}。2013年の研究では、台風チャンホンを含む2003年の太平洋台風シーズンの熱帯低気圧を用いて、熱帯低気圧の風が東向きに移動する赤道波を引き起こす可能性があることが示され^{[ 53 ]} 、背景条件が好都合な場合、そのような台風によって誘発された波がエルニーニョ現象を引き起こす可能性があることが示唆された^{[ 54 ] 。 [ 55 ]} 2014年の研究では、2004年から2005年後半にかけて活動した台風やハリケーンによって海洋の熱量が全体的に増加したことが示された^{[ 56 ]}。2018年の別のシミュレーションでは、暖かい海面下の異常が東太平洋に東向きに輸送されることが示されている。^{[ 57 ]} 2025年の論文では逆に、この熱の大部分は黒潮に運ばれることがわかった^{[ 58 ]}が、海流の熱輸送自体は台風の活動によって弱められる^{[ 59 ] 。}     

熱帯低気圧によって引き起こされるエルニーニョ現象には、海洋以外のメカニズムも存在する可能性がある。^{[ 60 ]}マッデン・ジュリアン振動は、赤道太平洋における西風バーストの最も重要な発生源と考えられており^{[ 61 ]}、エルニーニョ現象の発生を促す暖水の東向きの流れを引き起こしている。^{[ 61 ]} MJOの好ましい位相で、かつ赤道付近にあるとき^{[ 62 ]}、太平洋の熱帯低気圧は、2014～2016年のエルニーニョ現象などのエルニーニョ現象の発生に重要な役割を果たす西風を引き起こし、熱帯低気圧活動の増加がエルニーニョ現象の発生に先行するという証拠がある。^{[ 63 ]}このようなプロセスは、エルニーニョ現象の強度^{[ 64 ]}やその他の気候プロセスにも影響を与える。^{[ 65 ]}

温暖な気候における熱帯低気圧活動の増加は海洋熱輸送を増加させる可能性があり、これが、温暖な過去の気候の気候記録が高緯度地域の気温に比べて熱帯地域ではあまり温暖化を示していない理由を説明できるかもしれない。熱輸送の増加は熱帯地域からより効果的に熱を除去し^{[ 66 ]}、海洋熱輸送率の変化があっても気温を安定させる^{[ 67 ]} 。熱帯低気圧によって引き起こされる水蒸気と熱のフラックスは、大西洋の南北循環を弱め^{[ 68 ]}、熱帯低気圧地域では混合層の深さが増加する^{[ 69 ] 。}

熱帯低気圧による海洋熱輸送のこのような変化は、地球が現在よりも温暖で、極地と熱帯の間の温度勾配が小さかった過去の気候状態を説明するために使用されてきた。これは、例えば白亜紀後期、暁新世-始新世温暖期（北極の気温が20 ℃（68 °F）を超えることがあった時期） ^{[ 70 ]} 、始新世^{[ 5 ]}、および300万年前から500万年前の鮮新世^{[ 20 ] [ 71 ]に当てはまる。}  

「サイクロン・ニーニョ」効果は、鮮新世の温度分布^{[ 33 ]}や鮮新世における海洋水温躍層の平坦化^{[ 41 ]}を部分的に説明できる可能性がある。恒常的なエルニーニョ状態は、現在のエルニーニョと同様の効果をもたらした可能性があるが、これは異論がないわけではない^{[ 27 ]} 。恒常的なエルニーニョは、一時的な温暖化の熱力学的効果が異なるため、現在のエルニーニョよりも北大西洋のハリケーン活動を抑制する効果が低いだろう^{[ 72 ] 。}

熱帯低気圧の勢力が強まると、海洋の混合が促進され、熱輸送への影響も強くなると予想されます。人為的な地球温暖化は、強い熱帯低気圧の発生頻度を増加させ、サイクロン・ニーニョ現象を引き起こす可能性があると予想されています。^{[ 73 ]}中央太平洋におけるハリケーン活動の増加は、その結果として起こり得るでしょう。^{[ 74 ]}