温室効果ガス濃度の上昇による変化 人為的な地球温暖化によって閉じ込められた 過剰な熱の ほとんどは海洋に吸収され、その深層部まで浸透する。[ 9 ] 地球温暖化によって気候システム の様々な部分に加わったエネルギー（熱） （2007年のデータ）。 現在（2020年）、大気中の二酸化炭素（CO₂ ） 濃度 は410ppmを超え、産業革命以前のレベルより約50%高くなっています。このような高濃度と急速な増加率は、地質 記録の5500万年で前例のないものです。[ 4 ] この過剰なCO₂ の発生源は、化石燃料の燃焼、産業活動、土地利用/土地変化 による排出が混在していることを反映して、明らかに人為的なものであることが確立されています。[ 4 ] 海洋が人為的な CO₂ の 主要な吸収源として機能するという考えは、少なくとも1950年代後半から科学文献で議論されてきました。[ 4 ] いくつかの証拠は、海洋が人為的なCO₂ 排出量の約4分の1 を 吸収していることを示しています。[ 4 ]
2019年に観測された変化と影響に関する最新の主な調査結果は以下のとおりです。
1970年以降、世界の海洋は衰えることなく温暖化しており、気候システム の余剰熱の90%以上を吸収していることはほぼ確実である[...]。1993年以降、海洋温暖化の速度は2倍以上に増加している[...]。海洋熱波は1982年以降、発生頻度が2倍になり、強度も増している可能性が非常に高い[...]。海洋はより多くのCO2を吸収することで、表面の 酸性化 が進んでいる[...]。表面から1000mまでの酸素が失われている[...]。
より最近の観測データはこの傾向をさらに強めており、2025年版の地球規模の気候変動指標（2026年6月発行）によると、世界の海洋熱波日数は1991年から2025年の間に3倍以上に増加し、2025年だけで65日を記録した。[ 10 ]
海水温の上昇 気候変動によって発生する余剰熱の約92%を海洋が吸収するため、地表面温度は海洋温度よりも速いペースで上昇しています。[ 11 ] [ 12 ] 南極周辺の南極海から始まる、1960年から2019年までの各海洋における気温変化の図。[ 13 ] [ 2 ] ： [ 14 ] これは海洋熱量 によって決まり、2022年には2021年の過去最高値を上回った。[ 14 ] 海洋温度の着実な上昇は、地球のエネルギー不均衡 の避けられない結果であり、これは主に温室効果ガスの増加によって引き起こされている。[ 14 ] ℃上昇した。[ 15 ] ：
海洋の熱増加の大部分は南極海 で発生している。例えば、1950年代から1980年代にかけて、南極海の温度は0.17 ℃（0.31 °F）上昇したが、これは世界の海洋の上昇率のほぼ2倍である。[ 16 ]
温暖化の速度は深度によって異なる。表層海洋（700m以深）は最も速く温暖化している。水深1000mでは、温暖化は 1世紀あたり約0.4℃の速度で進行している（1981年から2019年までのデータ）。[ 5 ] ： 1世紀あたり約0.1℃となっている。[ 5 ] ： 南極海 （南緯55度）では温暖化のパターンが異なり、最も高い温暖化（ 1世紀あたり0.3℃）は水深4500mで観測されている。[ 5 ] ：
2025年に発表された研究では、海洋温度の上昇とその他の気候変動によるストレス要因により、今世紀半ばまでに海洋生態系への累積的な影響が2倍以上になると予測されています。特に、 生物多様性 と人間の依存度が最も高い北極、南極、熱帯地域、沿岸地域に影響が及びます。[ 17 ]
海洋熱波 海洋熱波は 海洋生物にも被害を与える。例えば、2019年から2021年にかけての太平洋岸北西部の海洋熱波の影響で、ベーリング海の ズワイガニの 個体数は2018年から2022年の間に84%減少し、98億匹が失われた。[ 18 ] [ 19 ]
科学者たちは、海洋熱波の頻度、期間、規模（面積）、強度が増加すると予測している。[ 20 ] ： IPCC第6次評価報告書 （SAR6）では、「海洋熱波は1980年代以降、より頻繁に、より強く、より長く発生しており、少なくとも2006年以降は人為的な気候変動に起因する可能性が非常に高い」と述べられている。[ 21 ] ： [ 22 ] ： 2022年の報告書は、温室効果ガス排出量が少ないシナリオ では、海洋熱波は「1995～2014年と比較して2081～2100年には4倍頻繁になる」と予測し、排出量が多いシナリオでは8倍頻繁になると予測した。[ 20 ] ：
海洋熱量 海洋の温度は場所によって異なる。赤道付近では温度が高く、 極地 では低い。そのため、海洋の総熱量の変化が海洋温暖化を最もよく示している。1969～1993年と比較すると、1993年から2017年の間に熱吸収量が増加している。[ 5 ] ：
時間スケール 気候システム の海洋関連要素の多くは、温暖化に対してゆっくりと反応する。例えば、深海の酸性化は何千年にもわたって続き、海洋の熱量 増加についても同様である。[ 44 ] ： 温室効果ガスの排出量 をゼロにしたとしても、氷床 の温暖化への反応が遅く、温暖化すると膨張する海洋が熱を吸収し続けるため、海面上昇 は何世紀、あるいは何千年にもわたって続くであろう。[ 44 ] ： 77
物理的環境への影響
海面上昇 各国が温室効果ガスの排出量を大幅に削減した場合（一番下のトレース）、2100年までの海面上昇は0.3～0.6メートル（1～2フィート）に抑えられるだろう。
[ 46 ] しかし、最悪のシナリオ（一番上のトレース）では、2300年までに海面が5メートル（16フィート）上昇する可能性がある。
[ 46 ] 今後数十年間、そしてそれ以降も、多くの沿岸都市が沿岸洪水に見舞われるだろう。 [ 15 ] : 沈下は 自然現象である場合もあるが、人間の活動によって増加する可能性があり、沿岸洪水を悪化させる可能性がある。[ 47 ] 沿岸洪水は、特に東南アジア において、2050年までに数億人を脅かすだろう。[ 47 ]
海流の変化 波 海流は 、さまざまな緯度における太陽光と気温による温度変化、卓越風、塩水と淡水の密度の違いによって引き起こされます。暖かい空気は赤道 付近で上昇します。その後、極に向かって移動するにつれて再び冷えます。冷たい空気は極付近で下降しますが、赤道に向かって移動するにつれて再び暖まり上昇します。これにより、大規模な風のパターンであるハドレー循環が形成され、同様の効果で各半球の中緯度循環が駆動されます。 [ 53 ] [ 53 ] 北大西洋深層水 （NADW）、南では南極底層水 （AABW）を形成します。[ 54 ]
この沈降と低緯度で発生する湧昇、および表面水に対する風の駆動力によって、海流は海全体に水を循環させる働きをします。地球温暖化を考慮に入れると、特に深層水が形成される地域で変化が生じます。[ 55 ] 極地の氷冠が 溶けると、深層水が形成される高緯度地域にますます多くの淡水が放出され、表面水の密度が低下します。その結果、水は通常よりもゆっくりと沈降します。[ 55 ]
現代の観測と古気候復元によると、大西洋子午面循環 （AMOC）は産業革命以前から弱まっている可能性がある（AMOCは地球規模の熱塩循環 の一部である）が、データには不確実性が多すぎるため、確かなことは言えない。[ 15 ] ： 21世紀中に弱まる可能性が非常に高いことが示されている。[ 15 ] ： [ 2 ] ：
海流の変化は、二酸化炭素の吸収能力（水温の影響を受ける）だけでなく、海流が栄養塩を輸送するため海洋生産性にも影響を与える（植物プランクトンと純一次生産への影響を 参照）。AMOCの深層海洋循環は遅いため（海洋全体を循環するのに数百年から数千年かかる）、気候変動への反応も遅い。[ 56 ] ：
階層化の進行 湧昇棚系における 低酸素症 と海洋酸性化の進行要因。赤道方向の風は、酸素極小域 より上から溶存酸素 （DO）が低く、栄養塩濃度が高く、溶存無機炭素（DIC）濃度が高い水の湧昇を促進する。生産性と底層水の滞留時間の棚横断勾配により、生産性の高い 大陸棚 を水が通過するにつれて、DO（DIC）の減少（増加）の強度が変化する。[ 57 ] [ 58 ] 海洋成層 の変化は、生産性や酸素濃度に影響を与える可能性があるため重要です。密度に基づいて水が層に分かれることを成層といいます。層による成層はすべての海洋盆地で発生します。成層した層は、垂直方向の水の混合を制限し、上層海洋と内部の間での熱、炭素、酸素、粒子の交換を減少させます。[ 59 ] [ 15 ] [ 15 ]
温度、塩分 、圧力はすべて水の密度 に影響を与えます。表層水は深層水よりも暖かいことが多いため、密度が低くなり、成層化が生じます。[ 59 ] [ 56 ]
酸素レベルの低下 外洋および沿岸水域における低酸素および酸素濃度低下の世界地図。この地図は、人為的な栄養塩によって酸素濃度が2 mg L –1 未満に低下した沿岸域（赤い点）と、水深300メートルの海洋酸素極小域 （青色の網掛け領域）を示している。[ 60 ] 気候変動は、沿岸地域と外洋の両方で海洋酸素に影響を与えます。[ 60 ]
外洋には、 酸素極小域 として知られる低酸素域が自然に存在します。これらの域は、緩慢な海洋循環によって大気中の酸素から隔離されています。同時に、表層水から沈降する有機物が分解される際に酸素が消費されます。これらの低酸素海洋域は、海洋温暖化によって拡大しています。海洋温暖化は、水の循環を減少させると同時に、その水中の酸素含有量を減少させます。また、温度の上昇に伴い酸素の溶解度も低下します。[ 61 ]
海洋全体の酸素濃度は、1960年代から50年間で2%低下したと推定されている。[ 61 ] 海洋循環 の性質上、一般的にこれらの低酸素域は太平洋 でより顕著である。低酸素はほぼすべての海洋生物にとってストレスとなる。非常に低い酸素レベルは、動物相が 大幅に減少した領域を生み出す。気候変動により、これらの低酸素域は将来拡大すると予測されており、これはこれらの酸素極小域の海洋生物にとって深刻な脅威となる。 [ 2 ]
2つ目の懸念事項は沿岸水域に関するもので、河川から沿岸域への栄養塩供給の増加により有機物の生産と沈降が増加し、一部の沿岸地域では極度の酸素欠乏、いわゆるデッドゾーン [ 62 ] [ 2 ]
海が緑色に変わりつつある 衛星画像 解析によると、気候変動が続くにつれて海洋は徐々に緑色に変化していることが明らかになっています。この色の変化は世界の海洋表面の大部分で検出されており、気候変動によって引き起こされるプランクトン 個体群の変化が原因である可能性があります。[ 63 ] [ 64 ] 海洋の暗化につながっている可能性があるという証拠があります。 [ 65 ] [ 66 ]
気候変動とそれに伴う海洋温暖化は、熱帯低気圧 やモンスーン の強度の増加、異常気象の激化など、地球の気候と気象システムに広範囲にわたる変化をもたらし、一部の地域では降水量が増加し、他 の地域では乾燥が進むと予測されている。[ 15 ] [ 67 ] [ 15 ] ：
熱帯低気圧の勢力が強まる 人為的な気候変動は「過去の蓄積された影響の記憶を提供する海洋を温暖化させ続けている」[ 68 ] 熱帯低気圧 を活性化させ、より激しく、より大きく、より長く持続させ、洪水を引き起こす降雨量を大幅に増加させる」[ 68 ] ハリケーン・ハービーは その一例である[ 68 ]。
気候変動は 熱帯低気圧に さまざまな形で影響を与えます。降雨 量と風速の増加、非常に強い嵐の頻度の増加、低気圧が最大 強度 に達する極方向への拡大などは、人為的な気候変動の結果です。[ 69 ] [ 70 ] 燃料 として使用します。気候変動によって海洋の温度が上昇している ため、この燃料が利用可能になる可能性があります。[ 71 ]
1979年から2017年の間に、サファ・シンプソン・スケール でカテゴリー3以上の熱帯低気圧の割合が世界的に増加しました。この傾向は、北インド洋、[ 72 ] [ 73 ] 北大西洋 、南インド洋 で最も顕著でした。北インド洋、特にアラビア海では、サイクロンの頻度、継続時間、強度が大幅に増加しました。1982年から2019年の間に、アラビア海ではサイクロンの数が52%増加し、非常に強いサイクロンの数は150%増加しました。一方、アラビア海ではサイクロンの総継続時間が80%増加し、非常に強いサイクロンの継続時間は260%増加しました。[ 72 ] 北太平洋 では、熱帯低気圧はより冷たい海域に極方向に移動しており、この期間に強度の増加は見られませんでした。[ 74 ] °C (3.6 °F) の温暖化により、熱帯低気圧のより大きな割合 (+13%) がカテゴリー 4 および 5 の強度に達すると予想されています。[ 69 ] 急速な強化 という観測された傾向を引き起こしていることが示されています。急速に強化されるサイクロンは予測が難しく、そのため沿岸コミュニティにさらなるリスクをもたらします。[ 75 ]
南アジアモンスーンの不安定化 1950年代以降、南アジアの夏のモンスーンは、特に干ばつと洪水に関して大きな変化を示してきました。[ 76 ] [ 77 ] [ 78 ] [ 79 ] [ 80 ] 天水に依存している ためです。
最近のモンスーンの変化の評価によると、2002年から2014年の間に陸地の温暖化が進み、モンスーンの循環と降雨の強さが回復した可能性がある。[ 81 ]
一方、1950年から2015年にかけて、インド中央部全域で広範囲にわたる極端な降雨現象が3倍に増加し、鉄砲水の発生件数が着実に増加し、深刻な社会経済的損失をもたらしている。[ 82 ] [ 83 ] 、洪水を引き起こすのに十分な広さの地域に広がる降雨現象のことである。
塩分濃度が変化する 地球温暖化と氷河の融解の増加により、海洋に放出される淡水の量が増加し、その結果、海洋の塩分濃度が変化するため、熱塩循環のパターンが変化する可能性があります。熱塩循環は、 湧昇 として知られるプロセスで、冷たく栄養豊富な水を海洋の深部から持ち上げる役割を担っています。[ 84 ]
海水は淡水と塩水から成り、海水中の塩分の濃度を塩分濃度と呼びます。塩は蒸発しないため、淡水の降水と蒸発は塩分濃度に大きく影響します。そのため、水循環の変化は表面塩分濃度の測定値に顕著に現れ、これは1930年代から知られています。[ 7 ] [ 85 ]
長期観測記録は明確な傾向を示している。この期間、地球規模の塩分パターンは増幅している。[ 86 ] [ 87 ] [ 88 ] [ 5 ]
海氷の減少と変化 両極地域の海氷面積を合わせた世界の海氷面積は、2025年2月に過去最低を記録した。
[ 89 ] 3月に見られた海氷の減少率
[ 92 ] は、10年あたり-2.2%であり、5月と9月に見られた極端な減少率（隣のグラフ）と比較すると穏やかである。
海氷の減少は南極 よりも北極 でより顕著に起こっており、南極では海氷の状態変化 が主な問題となっている。
北極圏 の海氷は 、近年の気候変動 により面積と体積が減少しています。夏に融解する量が冬に再凍結する量よりも多くなっています。温室効果ガス による地球温暖化 が、北極海の海氷減少の原因です。北極海の海氷減少は21世紀初頭に加速しており、10年あたり4.7%の減少率となっています（最初の衛星観測以来50%以上減少しています）。[ 93 ] [ 94 ] [ 95 ] [ 96 ]
月ごとのグラフを見ると、氷の量が最小になるのは通常9月で、最大になるのは通常4月であることがわかります。
北極海の海氷融解の10年ごとの推移を見ると、氷の減少が続いており、最も減少率が高いのは晩夏から初秋にかけてである。
[ 97 ] 南極の海氷面積は年によって大きく変動します。そのため傾向を判断するのは難しく、2013年から2023年の間に記録的な高値と低値が観測されています。衛星による測定が始まった1978年11月以降の一般的な傾向はほぼ横ばいで、2つの明確な 変化点 があります。[ 98 ] [ 99 ] [ 100 ] [ 98 ] [ 101 ] [ 98 ] [ 102 ] [ 103 ] [ 104 ] [ 105 ]
生物学的プロセスへの影響 気候変動に関連する漁業への 予測される影響と脆弱性の例
海洋生産性 表層海洋における光合成 の過程では、酸素が放出され、二酸化炭素が消費されます。海洋におけるこの光合成は、微細な浮遊藻類である植物プランクトン によって支配されています。植物が成長した後、海洋における光合成によって生成された有機物の細菌による分解によって、酸素が消費され、二酸化炭素が放出されます。深海では、水が大気と接触しない深さで、一部の有機物が沈降し、細菌によって分解されるため、酸素濃度が低下し、二酸化炭素、炭酸塩 、重炭酸塩 が増加します。[ 56 ] 二酸化炭素の循環は、地球規模の 炭素循環 の重要な部分です。
表層水における光合成は栄養塩（窒素やリンなど）を消費し、光合成によって生成された有機物が生物の死後沈降するにつれて、これらの栄養塩を深層水に運びます。したがって、表層水の生産性は、海洋混合や海流による深層水から表層への栄養塩の移動に部分的に依存しています。そのため、気候変動による海洋の成層化 の進行は、一般的に海洋生産性を低下させる方向に作用します。しかし、以前は氷に覆われていた地域など、一部の地域では生産性が増加する可能性があります。この傾向はすでに観察されており、現在の予測される気候変動の下で継続すると予測されています。[ 15 ] 例えばインド洋 では、気候温暖化により過去60年間で生産性が低下したと推定されており、今後も継続すると予測されています。[ 106 ]
非常に高い排出シナリオ（RCP8.5 ）の下では、海洋生産性は2100年までに4～11%低下する可能性が非常に高い。[ 5 ] ： [ 5 ] ： 有機物は 減少する可能性が高い。 [ 5 ] ： [ 5 ] ：
サンゴ礁と漁業への影響
サンゴ礁 グレートバリアリーフ に生息する、白化した枝状サンゴ 。移動性の高い海洋生物の中には気候変動に対応して移動できるものもいるが、サンゴ などの生物にとってはこれははるかに難しい。サンゴ礁 は造礁サンゴを特徴とする水中生態系である。サンゴ礁は 炭酸カルシウム で結合されたサンゴポリプ の群体 によって形成される。[ 117 ] [ 118 ]
温暖な海域のサンゴは明らかに衰退しており、過去30～50年間で50％が失われている。これは、海洋温暖化、海洋酸性化、汚染 、漁業などの活動による物理的な損傷といった複数の脅威によるものである。これらの圧力は今後さらに強まることが予想される。[ 118 ]
海面水温の上昇は サンゴの白化 を引き起こし、深刻な被害やサンゴの死滅につながる可能性があります。 2022年のIPCC第6次評価報告書 では、「1980年代初頭以降、世界中で大規模なサンゴ白化現象の頻度と深刻度が急激に増加している」と指摘されています。[ 116 ] ： [ 116 ] ： 地球の気温が1.5 ℃以上上昇すると、海洋熱波によって多くのサンゴ礁が不可逆的な変化と損失を被ると予想されています。 [ 116 ] ：
サンゴの白化は、温暖化する海水による熱ストレスによって、サンゴ組織内に共生している藻類が排出されることで起こります。これらの共生藻類は、サンゴ礁の明るく鮮やかな色彩の理由です。[ 119 ] [ 120 ] グレートバリアリーフ では、1998年以前にはこのような現象は発生していませんでした。最初の現象は1998年に発生し、その後、より頻繁に発生するようになりました。2016年から2020年の間に3回発生しました。[ 121 ]
サンゴの白化以外にも、海洋のpH値の低下はサンゴ礁にとって問題です。なぜなら、海洋酸性化は石灰藻の 生物多様性 を減少させるからです。[ 122 ] 石灰化 の生理学は 、藻類が海洋酸性化にどのように反応するかを決定します。[ 122 ]
温暖な海域のサンゴは明らかに衰退しており、過去30～50年間で50%が失われている。これは、海洋温暖化、海洋酸性化、汚染 、漁業などの活動による物理的損傷といった複数の脅威によるものであり、これらの圧力は今後さらに強まると予想される。[ 123 ] [ 108 ] ：
サンゴが外骨格 を成長させる内部区画（腔腸）内の体液も、石灰化の成長にとって極めて重要です。外部海水中のアラゴナイト飽和度が周囲レベルと同等の場合、サンゴは内部区画内でアラゴナイト結晶を急速に成長させ、その結果、外骨格も急速に成長します。外部海水中のアラゴナイト飽和度が周囲レベルよりも低い場合、サンゴは内部区画内の適切なバランスを維持するためにより多くのエネルギーを消費しなければなりません。そうなると、結晶の成長速度が低下し、外骨格の成長速度も低下します。周囲の水中のアラゴナイト飽和度によっては、内部区画にアラゴナイトを送り込むことがエネルギー的に不利になる ため、サンゴは成長を停止することもあります。 [ 124 ] [ 125 ]
海洋哺乳類への影響
特に影響を受ける地域と生息地 海洋哺乳類 、特に北極圏の海洋哺乳類への影響には、生息地の喪失 、温度ストレス、悪天候への曝露など、非常に直接的なものがあります。その他の影響は、宿主と病原体の関連性の変化、捕食者と被食者の相互作用による体調の変化、毒素やCO2 排出への曝露の変化、人間との相互作用の増加など、より間接的なものです。[ 134 ] 海洋温暖化が海洋哺乳類に及ぼす潜在的な影響は大きいにもかかわらず、地球温暖化に対する海洋哺乳類の世界的な脆弱性は 依然として十分に理解されていません。[ 135 ]
海洋哺乳類は海で生きるように進化してきたが、気候変動が彼らの自然生息地に影響を与えている。[ 136 ] [ 137 ] [ 138 ] [ 139 ] [ 140 ]
北極海の海氷が 大幅に減少していることが観測され、また予測されていることから、北極海の海洋哺乳類が気候変動に対して最も脆弱であると一般的に考えられてきた。しかし、研究によると、北太平洋 、グリーンランド海 、バレンツ海 には地球温暖化に対して最も脆弱な種が生息していることが示されている。[ 135 ] [ 141 ] 生態系は 海洋生態系の機能に対して不可逆的な結果に直面することになる。[ 135 ]
海洋生物は通常、陸上生物に比べて比較的安定した温度に遭遇する傾向があり、そのため陸上生物よりも温度変化に敏感である可能性が高い。[ 142 ] [ 142 ]
北極海の海氷減少は 、海氷生息地の喪失、水温と気温の上昇、および異常気象の発生頻度の増加につながります。海氷生息地の喪失は、海洋哺乳類、特にホッキョクグマの餌となるアザラシの個体数を減少させます。[ 143 ] 食物網の 変化による動物の体調への影響、および北極圏の生息地における人間の居住増加による毒性物質への曝露の増加により、動物の健康に間接的な影響を与える可能性もあります。[ 144 ]
海面上昇は、海洋哺乳類が依存する沿岸環境に影響を与えるため、地球温暖化が海洋哺乳類に与える影響を評価する際にも重要である。[ 145 ]
ホッキョクグマ 秋に海氷ができるのを待つホッキョクグマ。
イルカ 気候変動は、さまざまなイルカ種に大きな影響を与えています。たとえば、地中海では、 海面水温 、塩分濃度 、湧昇の 強度、海面水位の上昇により餌となる資源が減少し、地中海のマイルカ亜種の 個体数が急激に減少し、2003年に絶滅危惧種に分類されました。[ 149 ] インド太平洋バンドウイルカ の個体数が大幅に減少しました。[ 150 ] 河川イルカは 、蒸発率の上昇、水温の上昇、降水量の減少、酸性化の 増加などにより、気候変動の影響を大きく受けています。[ 151 ] [ 152 ]
北大西洋セミクジラ 人為的な気候変動は、 セミクジラにとって明白かつ増大する脅威となっている。[ 156 ] [ 157 ] 繁殖 、生息域、餌へのアクセス、人間の活動との相互作用 、個体の健康状態への影響などがある。[ 157 ]
気候変動による海洋循環 と水温の変化は、この種の採餌と生息地の利用パターンに影響を与え、多くの有害な結果をもたらしている。[ 158 ] Calanus finmarchicus [ 159 ] C. finmarchicus の 密度の低下は、栄養失調に関連する健康問題[ 160 ] [ 158 ] [ 161 ]と関連付けられている。
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