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気候変動は海洋に多くの影響を及ぼします。最も重要な影響の 1 つは、海水温の上昇です。海洋熱波の頻発はこれに関連しています。温度上昇は、温まった水が膨張し、陸上の氷床が溶けることで海面上昇につながります。海洋へのその他の影響には、海氷の減少、pH 値と酸素レベルの低下、海洋の成層化の増加などがあります。これらすべてが海流の変化、たとえば大西洋南北循環(AMOC) の弱体化につながる可能性があります。[2]これらの変化の主な原因は、主に化石燃料の燃焼と森林伐採による人間の活動による温室効果ガスの排出です。二酸化炭素とメタンが温室効果ガスの例です。海洋は気候システムの追加熱のほとんどを吸収するため、追加の温室効果により海洋が温暖化します。[3]海洋は大気中の余分な二酸化炭素の一部も吸収します。これにより、海水の pH 値が低下します。[4]科学者たちは、海洋が人間が排出するCO2の約25％を吸収していると推定しています。 [ 4]
海洋の各層は温度が異なります。たとえば、海底に向かうほど水は冷たくなります。気温上昇により海面が温まると、この温度成層は拡大します。[5] : 471 これに関連して、海洋層の混合が減少し、暖かい水が表面近くで安定します。その結果、冷たい深層水の循環が減少します。垂直混合が減少すると、海洋が熱を吸収しにくくなります。そのため、将来の温暖化の大部分は大気と陸地に伝わります。その結果の 1 つは、熱帯低気圧やその他の嵐に利用できるエネルギー量の増加です。もう 1 つの結果は、海洋上層の魚の栄養分の減少です。これらの変化により、海洋の炭素貯蔵能力も低下します。[6]同時に、塩分のコントラストが高まっています。塩分の多い地域は塩分が増し、淡水地域は塩分が少なくなっています。[7]
暖かい水は冷たい水と同じ量の酸素を含むことができません。その結果、海洋の酸素は大気中に移動します。温度成層が増加すると、表層水から深層水への酸素供給が減少する可能性があります。これにより、水中の酸素含有量はさらに低下します。[8]海洋はすでに水柱全体で酸素を失っています。酸素極小帯は世界中で拡大しています。[5] : 471
これらの変化は海洋生態系に悪影響を及ぼし、生物多様性の喪失や種の分布の変化につながる可能性があります。[2]これは今度は漁業や沿岸観光に影響を与える可能性があります。たとえば、水温の上昇は熱帯のサンゴ礁に悪影響を及ぼしています。これらのサンゴ礁はわずかな温度変化にも敏感であるため、直接的な影響はサンゴの白化です。そのため、水温のわずかな上昇がこれらの環境に大きな影響を与える可能性があります。別の例としては、温暖化による海氷の生息地の喪失があります。これは、ホッキョクグマやそれに依存する他の動物に深刻な影響を及ぼします。気候変動が海洋に与える影響は、すでに人間の活動による他の影響によって圧力を受けている海洋生態系にさらなる圧力をかけます。[2]
温室効果ガス濃度の上昇による変化
現在（2020年）、大気中の二酸化炭素（CO2 ）濃度は410 ppmを超えており、産業革命以前の濃度より50％近く高くなっています。このような濃度上昇と急速な増加率は、地質学的記録の5500万年の間に前例のないものです。[4]この過剰なCO2の発生源は明らかに人間が原因であることが立証されており、化石燃料の燃焼、産業、土地利用/土地変更による排出の組み合わせを反映しています。[4]海洋が人為的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CO2排出量全体の約4分の1を吸収していることを示しています。[4]
2019 年に観察された変化と影響に関する最新の主な調査結果は次のとおりです。
1970 年以降、地球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す[...]。1993 年以降、海洋温暖化の速度は 2 倍以上に増加しています [...]。海洋熱波は1982 年以降、頻度が 2 倍に増加し、強度も増しています [...]。CO2 の吸収量が増えることで、海洋の表面の酸性化が進んでいます[...]。表面から 1000 m までの酸素が失われています [...]。
海水温の上昇
気候変動の結果、海洋が温暖化していることは明らかであり、この温暖化の速度は増加しています。[2] : 9 2022年、世界の海洋は人類が記録した中で最も暖かくなりました。[13]これは、2022年に2021年の最大値を超えた海洋熱量によって決定されます。 [13]海水温の着実な上昇は、主に温室効果ガスレベルの上昇によって引き起こされる地球のエネルギー不均衡の避けられない結果です。 [13]産業革命以前から2011年から2020年の10年間の間に、海洋表面は0.68〜1.01℃加熱されました。[14] : 1214
海洋熱の増加の大部分は南極海で発生します。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℉）上昇しました。これは世界の海洋のほぼ2倍の割合です。[15]
温暖化の速度は深さによって異なります。上層海域（水深700メートル以上）の温暖化が最も速く進んでいます。水深1000メートルの海域では、1世紀あたり約0.4℃の速度で温暖化が進んでいます（1981年から2019年のデータ）。[5] ：図5.4 海洋のより深い部分（世界的に言えば）の深さ2000メートルでは、1世紀あたり約0.1℃の温暖化となっています。[5] ：図5.4 温暖化のパターンは南極海（南緯55度）では異なり、水深4500メートルで最も高い温暖化（1世紀あたり0.3℃）が観測されています。[5] ：図5.4
海洋熱波
海洋熱波は海洋生物にも大きな被害を与えています。例えば、2019年から2021年にかけての太平洋北西部の海洋熱波の影響により、[16] 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、98億匹のカニが失われました。[17]
科学者たちは、海洋熱波の頻度、期間、規模（または領域）、強度は今後も増加し続けると予測している。[18] : 1227 これは、地球温暖化に伴って海面温度が上昇し続けるためである。 2022年に発表されたIPCC第6次評価報告書では、これまでの研究結果をまとめ、「海洋熱波は1980年代以降、より頻繁に発生し、より激しく、より長く続いている。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」と述べている。[19] : 381 これは、2019年のIPCC報告書の以前の調査結果を裏付けるもので、その報告書では「海洋熱波は頻度が2倍になり、より長く続き、より激しく、より広範囲に及んでいる（可能性が高い）」と述べられていた。[20] : 67 海洋温暖化の程度は、温室効果ガス排出シナリオ、ひいては人間の気候変動緩和の取り組みに左右される。科学者たちは、温室効果ガス排出量が少ないシナリオでは、海洋熱波が「1995～2014年と比較して2081～2100年には4倍頻繁になり」、排出量が多いシナリオでは8倍頻繁になると予測している。[18] : 1214
海洋熱量
海水温は場所によって異なります。赤道付近では温度が高く、極地では温度が低くなります。その結果、海洋全体の熱量の変化が海洋温暖化を最もよく表しています。1969～1993年と比較すると、1993年から2017年の間に熱吸収が増加しています。[5] : 457
海洋熱量（OHC）または海洋熱吸収（OHU）は、海洋によって吸収され蓄えられるエネルギーです。海洋熱量を計算するには、さまざまな場所と深さで海水温を測定する必要があります。海盆または海洋全体のエンタルピーエネルギーの変化の面密度を積分すると、海洋の総熱吸収が得られます。 [21] 1971年から2018年の間に、海洋熱量の上昇は、地球温暖化による地球の余剰エネルギーの90％以上を占めました。[22] [23]この増加の主な要因は、人間による温室効果ガス排出量の増加によるものです。[24] ：1228 2020年までに、追加されたエネルギーの約3分の1が700メートル以下の深さに伝播しました。[25] [26]
2023年、世界の海は再び史上最高気温となり、2022年の最高記録を上回りました。[27] 2000メートルの深さまでの海洋熱観測の最高記録5件は、2019年から2023年の期間に発生しました。北太平洋、北大西洋、地中海、南極海はすべて、60年以上にわたる世界的な測定で最高の熱観測を記録しました。[28]海洋熱量と海面上昇は、気候変動の重要な指標です。[29]海洋酸性化
海洋酸性化とは、地球の海洋のpH が継続的に低下していることである。1950 年から 2020 年の間に、海洋表面の平均 pH は約 8.15 から 8.05 に低下した。[32]人間の活動による二酸化炭素排出が海洋酸性化の主な原因であり、大気中の二酸化炭素 (CO 2 ) レベルは422 ppm を超えている (2024 年現在)。[33]大気中の CO 2 は海洋に吸収される。この化学反応により炭酸( H 2 CO 3 ) が生成され、これが重炭酸イオン( HCO [アップデート]−3海水は、炭酸カルシウム（H +）と水素イオン（H +）で構成されています。遊離水素イオン（H +）の存在により、海洋のpHが低下し、酸性度が高まります（これは、海水がまだ酸性であることを意味するのではなく、 pHが8より高いアルカリ性のままです）。軟体動物やサンゴなどの海洋石灰化生物は、殻や骨格を作るのに炭酸カルシウムに依存しているため、特に脆弱です。[34]
pHが0.1変化すると、世界の海洋の水素イオン濃度が26%増加する（pHスケールは対数なので、pH単位の1の変化は水素イオン濃度の10倍の変化に等しい）。海面のpHと炭酸塩飽和状態は、海の深さと場所によって異なります。より冷たく、より緯度の高い水は、より多くのCO2を吸収することができます。これにより酸性度が上昇し、これらの地域のpHと炭酸塩飽和レベルが低下する可能性があります。大気と海洋のCO2交換、ひいては局所的な海洋酸性化に影響を与える要因は他にもいくつかあります。これには、海流と湧昇帯、大陸の大河川への近さ、海氷の覆い、化石燃料の燃焼や農業からの窒素と硫黄との大気交換が含まれます。[35] [36] [37]
海洋のpH値の低下は、海洋生物 にさまざまな潜在的に有害な影響を及ぼす。科学者らは、例えば石灰化の減少、免疫反応の低下、生殖などの基本機能に必要なエネルギーの減少を観察している。[38]海洋の酸性化は、多くの人々に食料と生計を提供する海洋生態系に影響を及ぼす可能性がある。約10億人が、サンゴ礁が提供する漁業、観光、沿岸管理サービスに全面的または部分的に依存している。したがって、海洋の進行中の酸性化は、海洋に結びついた食物連鎖を脅かす可能性がある。 [39] [40]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します。例えば、深海の酸性化は数千年にわたって継続し、海洋熱量の増加についても同様です。[41] : 43 同様に、温室効果ガスの排出がゼロになったとしても、氷床の温暖化に対する反応が遅いことと、温暖化すると膨張する海洋による熱の吸収が続くことから、海面上昇は数世紀、あるいは数千年にわたって継続します。[41] : 77
物理的環境への影響
海面上昇
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沿岸部の多くの都市は、今後数十年、そしてそれ以降も沿岸洪水に見舞われるだろう。 [14] : 1318 局所的な地盤沈下は、自然現象かもしれないが、人間の活動によっても悪化する可能性があり、沿岸洪水を悪化させる可能性がある。[43]沿岸洪水は、特に東南アジアで、2050年までに何億人もの人々を脅かすだろう。[43]
海流の変化
海流は、太陽光や様々な緯度の気温、卓越風、塩水と淡水の密度の違いによって引き起こされる温度変化によって生じます。暖かい空気は赤道付近で上昇します。その後、両極に向かって移動すると再び冷えます。冷たい空気は両極付近で沈みますが、赤道に向かって移動すると再び温まり、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、各半球の中緯度循環を駆動するのと同様の効果があります。[48] [ページ必要]これらの循環循環細胞に関連する風のパターンにより、表面流が発生し、表面の水を空気がより冷たい高緯度に押し上げます。[48] [ページ必要]これにより水が冷却され、低緯度の水に比べて密度が高くなり、海底に沈んで、北部では北大西洋深層水(NADW)、南部では南極底層水(AABW) が形成されます。[49]
この沈降と低緯度で起こる湧昇、および表層水に吹く風の推進力によって、海流は海中の水を循環させる働きをする。地球温暖化を考慮すると、特に深層水が形成される地域で変化が起こる。[50]海が温まり、氷河や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、表層水の密度が低下する。その結果、水は通常よりもゆっくりと沈む。[50]
現代の観測と古気候の再構築によると、大西洋南北循環（AMOC）は産業革命以前から弱まっている可能性がある（AMOCは全球熱塩循環の一部である）が、データの不確実性が大きすぎて確実に知ることはできない。[14] : 1237 2021年に評価された気候変動予測によると、AMOCは21世紀を通じて弱まる可能性が非常に高い。[14] : 1214 この規模の弱体化は世界の気候に大きな影響を与える可能性があり、北大西洋は特に脆弱である。[2] : 19
海流の変化は、海水温の影響を受ける二酸化炭素の吸収能力や、海流が栄養素を運ぶため海洋の生産性にも影響を及ぼします（植物プランクトンと純一次生産への影響を参照）。AMOC深海循環は遅いため（海洋全体を循環するには数百年から数千年かかります）、気候変動への反応が遅くなります。[51] : 137
階層化の進展
海洋の成層化の変化は、生産性と酸素レベルに影響を与える可能性があるため重要です。密度に基づいて水を層に分けることを成層化といいます。層による成層化はすべての海盆で発生します。成層化により、垂直方向の水の混合が制限され、上層海洋と内層海洋の間の熱、炭素、酸素、粒子の交換が減少します。[54] 1970 年以降、地球温暖化と一部の地域での塩分濃度の変化により、上層海洋の成層化が増加しています。[14]塩分濃度の変化は熱帯海域の蒸発によって引き起こされ、その結果、塩分濃度と密度が高くなります。一方、氷が溶けると、高緯度での塩分濃度が低下する可能性があります。[14]
温度、塩分、圧力はすべて水の密度に影響を及ぼします。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、成層化が起こります。[54]この成層化は、世界中の天候や気候に影響を及ぼす大西洋南北循環の生成に不可欠であるだけでなく、成層化が深層水から表層への栄養分の移動を制御するため、重要です。これにより海洋の生産性が向上し、大気と表層水から深海に酸素を運ぶ水の代償的な下降流と関連しています。[51]
酸素レベルの低下
気候変動は沿岸域と外洋の両方で海洋酸素に影響を及ぼします。[55]
外洋には、酸素極小帯と呼ばれる低酸素地域が自然に存在します。これらの地域は、海洋循環の停滞により大気中の酸素から隔離されています。同時に、表層水から沈降した有機物が分解される際に酸素が消費されます。これらの低酸素海域は、海洋温暖化により水循環が減少し、水中の酸素含有量も減少し、温度上昇に伴い酸素の溶解度が低下することで拡大しています。[56]
海洋全体の酸素濃度は、1960年代から50年間で2％減少したと推定されています。[56]海洋循環の性質上、一般的にこれらの低酸素領域は太平洋でより顕著です。低酸素はほぼすべての海洋動物にストレスを与えます。酸素レベルが非常に低いと、動物相が大幅に減少した領域が形成されます。気候変動により、これらの低酸素領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最小領域の海洋生物にとって深刻な脅威となります。[2]
2つ目の懸念事項は沿岸水域に関するもので、河川から沿岸地域への栄養塩供給の増加により、生産量と有機物の沈降が増加し、一部の沿岸地域では極度の酸素欠乏を引き起こし、デッドゾーンと呼ばれることもあります。[57]これらのデッドゾーンは、特に栄養素の流入の増加によって拡大していますが、気候変動による海洋の成層化の進行によっても悪化しています。[2]
緑に変わる海
衛星画像の分析により、気候の崩壊が進むにつれて、海は徐々に青から緑に変わっていくことが明らかになった。色の変化は世界の海面の大部分で検出されており、気候変動によるプランクトン個体数の変化が原因である可能性がある。 [58] [59]
地球の気象システムと風のパターンの変化
気候変動とそれに伴う海洋の温暖化は、熱帯低気圧やモンスーンの強度の増加、一部の地域ではより湿潤になり、他の地域ではより乾燥する極端な気象など、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ます。 [14]風のパターンの変化により、一部の地域では波の高さが上昇すると予測されています。[60] [14] : 1310
熱帯低気圧の激化
人間が引き起こした気候変動は「過去に蓄積された影響の記憶を提供する海洋を温め続ける」。[61]その結果、海洋の熱量が増加し、海面温度が上昇する。その結果、「熱帯低気圧が活発化し、より激しく、より大きく、より長く続き、洪水を引き起こす雨が大幅に増加する」。[61]一例として、 2017年のハリケーン・ハービーが挙げられる。 [61]
気候変動は熱帯低気圧にさまざまな影響を与えている。降雨量と風速の激化、非常に激しい嵐の頻度の増加、サイクロンの最大強度に達する場所の極方向への拡大などは、人為的な気候変動の結果である。[62] [63]熱帯低気圧は暖かく湿った空気をエネルギー源または燃料として利用する。気候変動により海水温が上昇しているため、この燃料がさらに多く利用可能になる可能性がある。[64]
1979年から2017年の間に、サファー・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、[65] [66] 北大西洋および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、期間、強度が大幅に増加しています。1982年から2019年の間に、アラビア海のサイクロンの数は52％増加し、非常に激しいサイクロンの数は150％増加しました。一方、アラビア海のサイクロンの総期間は80％増加し、非常に激しいサイクロンの総期間は260％増加しました。[65]北太平洋では、熱帯低気圧は極地のより冷たい海域に移動しており、この期間に強度の増加は見られませんでした。[67]気温が2℃（3.6℉）上昇すると、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ます。[62] 2019年の研究では、気候変動が大西洋流域における熱帯低気圧の急速な激化の傾向を促進していることが示されています。急速に激化するサイクロンは予測が難しく、沿岸地域にさらなるリスクをもたらします。[68]塩分濃度の変化
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し、熱塩循環パターンが変化する可能性がある。熱塩循環は、海の深部から冷たく栄養豊富な水を湧き上げる役割を果たしており、このプロセスは湧昇と呼ばれる。[69]
海水は淡水と塩分から成り、海水中の塩分濃度は塩分濃度と呼ばれます。塩分は蒸発しないため、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測定ではっきりと確認でき、これは1930年代から知られています。[7] [70]
長期観測記録は、この期間に地球全体の塩分濃度パターンが増大しているという明確な傾向を示しています。[71] [72]これは、高塩分地域では塩分濃度が高まり、低塩分地域では塩分濃度が低下したことを意味します。高塩分地域では蒸発が主であり、塩分濃度の上昇は蒸発がさらに増加していることを示しています。低塩分地域でも同様に塩分濃度が低下しており、これは降水量がより激しくなっていることを示しています。[73] [5]
海氷の減少と変化
海氷の減少は南極よりも北極で多く発生しており、南極では海氷の状態 の変化が主な原因となっている。
南極の海氷面積は年によって大きく変動している。このため傾向を判断するのは難しく、2013年から2023年の間には過去最高と過去最低が観測されている。衛星計測が始まった1979年以降の全体的な傾向は、ほぼ横ばいとなっている。2015年から2023年の間には海氷が減少しているが、変動が大きいため、これは大きな傾向には該当しない。[78]この横ばい傾向は、減少傾向にある北極の海氷とは対照的である。 [78] [79]
生物学的プロセスへの影響
海洋生産性
海洋表層での光合成の過程では、酸素が放出され、二酸化炭素が消費される。海洋におけるこの光合成は、微小な浮遊藻類である植物プランクトンが主導している。植物が成長した後、海洋での光合成によって形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る。大気と接触していない深海水中の有機物の一部が沈み、細菌によって分解されると、酸素濃度が低下し、二酸化炭素、炭酸塩、重炭酸塩が増加する。[51]海洋における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ある。
表層水での光合成は栄養素（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に沈むにつれて、これらの栄養素を深層水に移します。したがって、表層水の生産性は、海洋の混合と海流によって深層水から表層に栄養素が戻されるかどうかに部分的に依存しています。したがって、気候変動による海洋の成層化の進行は、一般的に海洋の生産性を低下させるように作用します。ただし、以前は氷で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、現在予測されている気候変動の下では継続すると予測されています。[14] [検証に失敗した]たとえばインド洋では、過去60年間の気候温暖化により生産性が低下したと推定されており、今後も低下すると予測されています。[80]
非常に高い排出シナリオ（RCP8.5）の下では、海洋の生産性は2100年までに4～11％低下する可能性が非常に高い。 [5] : 452 この低下は地域によって差が見られる。例えば、熱帯海洋のNPPはより大きく低下し、同じ排出シナリオでは7～16％低下する。[ 5] : 452海洋の成層化が進み、栄養塩供給が減少するため、上層海洋から深層海洋に沈む有機物は減少する可能性が高い。[ 5 ] : 452 海洋の生産性の低下は、「温暖化、成層化、光、栄養塩、捕食の複合的な影響」によるものである。[5] : 452
石灰化生物と海洋酸性化
海洋酸性化による石灰化の変化がもたらす生態学的影響は複雑だが、多くの石灰化種が海洋酸性化によって悪影響を受ける可能性が高いと思われる。[81] [82] : 413 海洋酸性化が進むと、殻を形成する生物が硬い外骨格の形成に不可欠な炭酸イオンを得ることが難しくなる。[83]海洋の石灰化生物は、独立栄養生物から従属栄養生物までの食物連鎖にまたがり、円石藻類、サンゴ、有孔虫、棘皮動物、甲殻類、軟体動物などの生物が含まれる。[84] [85]
全体として、地球上のすべての海洋生態系は、酸性化やその他のいくつかの海洋生物地球化学的変化にさらされることになります。[86]海洋酸性化により、一部の生物は石灰化を維持するために、生産的なエンドポイントから離れて資源を再配分せざるを得なくなる可能性があります。 [87]たとえば、マガラナギガスというカキは、pHの不均衡から生じるエネルギーのトレードオフにより、代謝の変化と石灰化速度の変化を経験することが知られています。[88]有害な藻類の大量発生
有害藻類ブルーム（HAB）の原因は十分に解明されていないが、1980年代以降、沿岸地域では発生範囲と発生頻度が増加しているようだ。[2] : 16 これは、栄養塩投入量の増加（栄養塩汚染）や気候変動（特に水温の上昇）などの人為的要因によるものである。 [2] : 16 HABの形成に影響を与えるパラメータは、海洋温暖化、海洋熱波、酸素損失、富栄養化、水質汚染である。[89] : 582 HABの増加は、発生が地域の食糧安全保障、観光業、経済に影響を及ぼすため懸念されている。 [2] : 16
しかし、世界的にHABが増加していると認識されているのは、単にブルームの影響がより深刻化し、監視が改善されたためであり、気候変動によるものではない可能性もあります。[90] : 463
サンゴ礁と漁業への影響
サンゴ礁
移動性の海洋生物の中には気候変動に応じて移動できる種もあるが、サンゴなどの他の種はそれがはるかに難しい。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によって結合したサンゴポリプのコロニーによって形成される。[91]サンゴ礁は生物多様性の重要な中心地であり、多くの地域で沿岸保護、食料、観光の維持のためにサンゴ礁に依存する何百万人もの人々にとって不可欠である。[92]
温水サンゴは明らかに減少傾向にあり、過去30～50年間で海洋温暖化、海洋酸性化、汚染、漁業などの活動による物理的被害など、さまざまな脅威により50％が失われています。これらの圧力は今後さらに強まると予想されています。[92]
海面水温の上昇はサンゴの白化現象を引き起こし、深刻な被害やサンゴの死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、大規模なサンゴの白化現象の頻度と深刻度は世界中で急増している」と報告されています。[90] : 416 海洋熱波はサンゴ礁の大量死を引き起こしています。 [90 ] : 381 海洋熱波により、地球の気温が1.5℃以上上昇し、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。[90] : 382
サンゴの白化は、温暖化した海からの熱ストレスによってサンゴ組織内に住む共生藻が排出されたときに起こります。これらの共生藻は、サンゴ礁の明るく鮮やかな色の理由です。[93]海水温が1〜2°C持続的に上昇すると、白化が発生し、サンゴが白くなります。[94]サンゴが長期間白化すると、死に至る可能性があります。グレートバリアリーフでは、1998年以前にはそのような現象はありませんでした。最初の現象は1998年に発生し、その後は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。[95]
サンゴの白化以外にも、海洋のpH値の低下もサンゴ礁にとって問題です。海洋の酸性化によりサンゴ状藻類の 生物多様性が減少するからです。 [96]サンゴ状藻類の石灰化の生理学が、藻類が海洋の酸性化にどのように反応するかを決定します。[96]
温水サンゴは明らかに減少傾向にあり、過去30～50年間で海洋温暖化、海洋酸性化、汚染、漁業などの活動による物理的損傷などのさまざまな脅威により50％が失われており、これらの圧力はさらに強まると予想されています。[97] [82] : 416
サンゴが外骨格 を成長させる内部区画（腔腸）内の液体も、石灰化の成長に極めて重要です。外部海水中のアラゴナイトの飽和状態が周囲レベルにある場合、サンゴは内部区画でアラゴナイト結晶を急速に成長させ、したがって外骨格が急速に成長します。外部海水中のアラゴナイトの飽和状態が周囲レベルよりも低い場合、サンゴは内部区画の適切なバランスを維持するためにより多くの作業を行う必要があります。そうなると、結晶の成長プロセスが遅くなり、外骨格の成長速度が遅くなります。周囲の水のアラゴナイトの飽和状態によっては、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好ましくないため、サンゴは成長を停止する場合があります。[98]現在の炭素排出量の推移では、2050～60年までに北大西洋の冷水サンゴの約70％が腐食性海域に生息することになるだろう。[99]漁業への影響
漁業はさまざまな形で気候変動の影響を受けています。海洋生態系は海水温の上昇、[100] 、 海洋酸性化[101]、海洋の脱酸素化の影響を受けており、淡水生態系は水温の変化、水の流れ、魚の生息地の喪失の影響を受けています。[102]これらの影響は、各漁業の状況によって異なります。[103] 気候変動は魚の分布[104]と海洋および淡水種の生産性を変えています。気候変動は、水産物の入手可能性と貿易に大きな変化をもたらすと予想されています。[105]地政学的および経済的影響は、特にこの部門に最も依存している国々にとって重大なものとなるでしょう。最大漁獲量の最大の減少は、熱帯地方、主に南太平洋地域で予想されます。[105] : iv
気候変動が海洋システムに与える影響は、漁業と養殖業の持続可能性、漁業に依存するコミュニティの生活、海洋の炭素捕捉・貯蔵能力（生物ポンプ）に影響を与えます。海面上昇の影響により、沿岸漁業コミュニティは気候変動の影響を大きく受け、降雨パターンと水利用の変化は内陸淡水漁業と養殖業に影響を与えます。[106]洪水、病気、寄生虫、有害な藻類の大量発生のリスク増加は、養殖業に対する気候変動の影響であり、生産とインフラの損失につながる可能性があります。[105]
「気候変動により、2100年までにモデル化された世界の魚類群集のバイオマスは30％も減少する」と予測されている。[107]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は、生息地の喪失、温度ストレス、厳しい天候への曝露など、非常に直接的なものである。その他の影響は、宿主病原体関連の変化、捕食者と被食者の相互作用による体調の変化、毒素や二酸化炭素排出物への曝露の変化、人間との相互作用の増加など、より間接的なものである。[108]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、海洋哺乳類の地球温暖化に対する世界的な脆弱性はまだ十分に理解されていない。[109]
海洋哺乳類は海で生活できるように進化してきましたが、気候変動が彼らの自然の生息地に影響を及ぼしています。[110] [111] [112] [113]一部の種は十分な速さで適応できず、絶滅につながる可能性があります。[114]
北極海の海氷の大幅な減少が観測され、また予測されていることから、北極の海洋哺乳類は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明らかになっている。[109]北太平洋は、海洋哺乳類に対する人間の脅威のホットスポットとしてすでに特定されており[115]、現在では地球温暖化に対する脆弱性のホットスポットでもある。この地域の海洋哺乳類は、人間の活動（海上交通、汚染、沖合の石油・ガス開発など）と地球温暖化の両方から二重の危険に直面しており、潜在的に相加的または相乗的な影響を及ぼしている。その結果、これらの生態系は海洋生態系の機能に不可逆的な結果をもたらすことになる。[109]
海洋生物は通常、陸生種に比べて比較的安定した温度に遭遇する傾向があり、そのため陸生生物よりも温度変化に敏感である可能性が高い。[116]そのため、絶滅危惧種はより適した生息地を探すため、海洋温暖化はより多くの種の移動につながる。海水温が上昇し続けると、一部の動物相はより冷たい水に移動し、一部の分布域の端にある種は地域の海域から姿を消すか、世界的な分布域が縮小する可能性がある。[116]一部の種の豊富さの変化は、海洋哺乳類が利用できる食料資源を変え、それが海洋哺乳類の生物地理学的変化につながる。さらに、種が適切な環境にうまく移動できない場合、海洋温度の上昇に適応できず、絶滅の危機に瀕することになる。
北極の海氷の減少は、海氷生息地の喪失、水温と気温の上昇、そして悪天候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豊富さを減少させます。[117]海氷の変化は、病原体の伝染の変化、餌となる動物を基盤とする食物連鎖の変化による動物の体調への影響、そして北極の生息地への人間の居住の増加による毒物への曝露の増加により、動物の健康に間接的な影響を及ぼす可能性があります。[118]
海面上昇は海洋哺乳類が依存している沿岸環境に影響を及ぼすため、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。[119]
ホッキョクグマ
気候変動の影響
によってホッキョクグマにもたらされる主な危険は、生息地の喪失による栄養失調や飢餓である。ホッキョクグマは海氷の上でアザラシを狩る。気温の上昇により海氷が年初に溶け、夏の終わりから秋の初めにかけての食糧不足の時期を乗り切るのに十分な脂肪を蓄える前に、ホッキョクグマは岸に追いやられる。[120]海氷の減少により、ホッキョクグマはより長い距離を泳がざるを得なくなり、エネルギー貯蔵量がさらに枯渇し、溺死することもある。[121]海氷が薄くなると変形しやすくなるため、ホッキョクグマがアザラシに近づくのが難しくなるようだ。[122]栄養不足は、あらゆる年齢のクマの体調不良に加え、成体のメスの繁殖率や子グマや若いクマの生存率の低下につながる。[123]
アザラシ
アザラシも気候変動の影響を受けやすい海洋哺乳類の1つです。[114]ホッキョクグマと同様に、アザラシのいくつかの種は海氷に依存するように進化しました。彼らは氷のプラットフォームを繁殖とアザラシの子の育成に利用しています。2010年と2011年には、北西大西洋の海氷は史上最低かそれに近い状態となり、薄い氷の上で繁殖するタテゴトアザラシやワモンアザラシの死亡率が上昇しました。 [124] [125] 南大西洋のサウスジョージア島に生息するナンキョクオットセイは、20年間にわたる研究で極端に減少し、その間に科学者は海面温度の異常上昇を計測しました。[126]
イルカ
気候変動は様々なイルカ類に大きな影響を与えています。例えば、地中海では、海面温度、塩分濃度、湧昇強度、海面レベルの上昇により餌資源が減少し、地中海のマイルカ亜種の急激な減少を引き起こし、2003年に絶滅危惧種に指定されました。[127]西オーストラリアのシャークベイ世界遺産地域では、 2011年の海洋熱波の後、インド太平洋バンドウイルカの現地個体群が大幅に減少しました。[128] 川イルカは、蒸発率の上昇、水温の上昇、降水量の減少、酸性化の増加が発生するため、気候変動の影響を強く受けます。[129] [130]
イルカは広範囲に生息する海洋哺乳類であるため、さまざまな点で気候変動の影響を受けやすい。気候変動がイルカに及ぼす最も一般的な影響は、地球全体の水温の上昇である。[131]これにより、多くの種類のイルカが生息域の移動を経験し、典型的な地理的地域からより冷たい水域に移動するようになった。[132] [133]水温の上昇によるもう1つの副作用は、有害な藻類の大量発生であり、バンドウイルカの大量死を引き起こしている。[131]
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。 [ 134] [135]科学文献に記録されている影響には、繁殖、生息範囲、獲物へのアクセス、人間活動との相互作用、個体の健康状態への影響などがある。[135]
気候による海洋循環と水温の変化は、この種の餌探しや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招いています。[136]水温の上昇は、重要な餌である動物プランクトンCalanus finmarchicusの個体数の減少につながります。[137]この餌の入手可能性の減少は、さまざまな方法でセミクジラの個体群の健康に影響を及ぼします。最も直接的な影響は、個々のクジラの生存と繁殖成功度です。C . finmarchicus の密度が低いと、栄養失調関連の健康問題[138]や、子クジラの出産と育児の成功が困難になることが知られています。 [136] [139]潜在的なフィードバック効果
メタンクラスレートからのメタン放出
海水温の上昇は、海底堆積物の下にあるメタン包接化合物の貯留層にも影響を及ぼす可能性がある。これらの貯留層は、海洋温暖化によって放出される可能性のある温室効果ガスの メタンを大量に閉じ込めている。しかし、海底包接化合物中のガス包接化合物（主にメタン）が「今世紀中に排出量の軌道から検出可能な逸脱」につながる可能性は低いと現在考えられている。[41] : 107
2004年、海洋メタンクラスレートの全球規模在庫は100万〜500万立方キロメートルを占めると推定された。[140]
参照
- ブルーカーボン
- 炭素隔離
- 島嶼国における気候変動の影響
- 気候変動による水循環への影響
- 気候変動における海洋と氷圏に関する特別報告書（2019年）
気候変動ポータル
海洋ポータル
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外部リンク
- IPCC 作業部会 I (WG I)。気候システムと気候変動の物理的科学的側面を評価する気候変動に関する政府間パネルのグループ。
- 気象庁による気候変動の影響
- 国連環境計画と気候変動
- 漁業と養殖業：国連食糧農業機関による気候変動