地球規模の静止

地球規模の陸地静止とは、過去 30 年間 (主に 1980 年代以降) にわたって地球の表面 (高度約 10 メートル)付近で観測された風速の低下であり、当初は「静止」と呼ばれていました。 ^[1]この地表付近の陸地風の減速は、主に両半球の中緯度地域に影響を及ぼしており、過去 50 年間で地球全体の平均は -0.140 ms ^-1 dec ^{-1 (メートル/秒/10 年)、つまり 5 ～ 15% 減少しています。 [2]}高緯度 (赤道から 75° 以上) では、両半球で増加が見られます。大陸表面で観測された風の弱まりとは対照的に、海域では風が強まる傾向にあります。^{[3] [4]}過去数年間、この陸地の風速低下の中断が検出され、2013 年以降、地球規模で回復していることが示唆されています。^[5]

地球規模の陸地静止の正確な原因は不明ですが、主に2つの主要な要因、すなわち（i）大規模な大気循環の変化、および（ii）森林の成長、土地利用の変化、都市化などによる地表粗度の増加に起因すると考えられています。

気候変動を考慮すると、風速の変化は、風力発電、農業や水文学に対する生態水文学的影響、風に関連する危険や大災害、大気の質や人間の健康など、さまざまな分野に影響を及ぼすため、現在、社会にとって潜在的な懸念事項となっています。

地表付近の風速が弱まる原因は、おそらく複数の要因が同時に作用し、時間とともに空間的に変化するため、決定的なものではありません。科学者たちは、風速の減速に影響を与えるさまざまな主な原因を指摘しています。

（i）風速計が風を測定する気象観測所付近の地表粗度の増加（森林の成長、土地利用の変化、都市化など）は、低層の風を弱める摩擦力の強化につながる。 ^{[6] [7] [8]}

（ii）大規模な大気循環の変動、これはハドレー循環の極方向への拡大^[9]と、地表付近の風速の変化を制御する作用中心（すなわち、高気圧と低気圧）の移動に関連している。 ^{[10] [11] [12]}

（iii）風速測定方法の変化、これには風速計の劣化や機器のドリフト、風速計の技術的向上、風速計の高さの変化、^[13]測定場所の移動、監視ステーション周辺の環境の変化、校正の問題、測定時間間隔などが含まれます。^[14]

（iv）「地球の暗化」、すなわちエアロゾルと温室効果ガスの濃度増加により地球表面に到達する太陽​​放射の量が減少すると、大気が安定化し、風が弱くなります。^[15]

（v）土壌水分の増加傾向^[16]や天文学的な変化^[17]などの他の原因も指摘されている。

しかし、この現象の背後には世界中で多くの不確実性があるため、地球規模の地球静止の正確な原因は未だ解明されていません。

「地球規模の陸上静止」は、陸地と海面の両方で地球全体に同じように影響を及ぼしているわけではない。空間的には、一部の地域、特に高緯度地域^[18] 、沿岸地域^[19]、海洋表面で風速の上昇傾向が報告されており、過去30～40年間に衛星測定を使用して、さまざまな著者^{[3] [20] [4]}が風速の世界的な上昇傾向を実証している。最近の研究では、陸上の風速のマイナス傾向に変化が見られ、2013年頃から風速が広範囲に回復/強まっていることがわかっている^{[21] [5]。}これにより、現象の理解に不確実性が生じている。

「地球規模の陸地静止」論争の背後にある不確実性のほとんどは、(i) 風速データの入手可能期間が短く、シリーズは 1960 年代に始まったこと、(ii) 風速研究は主に中緯度地域で行われ、そこでは長期測定の大部分が利用可能であること、^{[2] 、(iii)}気候変動に関する政府間パネル(IPCC)の第 5 次評価報告書 (AR5) で指摘されているように、風速計の記録の質が低いことにあります。

風速シリーズの質が低いのは、主に気候以外の要因（観測方法の変更、観測所の移転、風速計の高さの変更など）が記録に影響を及ぼし、時間の経過に伴う実際の風速の変化を反映していないことが原因です。風速シリーズの潜在的な不均一性を検出して調整するために、特定の均質化プロトコルが開発されました。 ^[11]

この現象を評価し、その原因を究明する現在の研究は、風速データの入手期間の短さと品質の低さという制約を軽減することに焦点を当てている。欧州が資金提供している研究プロジェクトSTILLING ^[22]は、現在（2016～2018年）行われている取り組みで、世界中の最長かつ最高品質の風速シリーズを救出し、均質化し、回復することでこの制約を軽減することを目指している。このプロジェクトでは現在、1880年代から始まる風速記録をまとめており、科学者に約130年間の記録を提供している。これは科学文献で入手可能な以前の研究よりも約80年多い。過去の風速気候に関するより深い知識は、現在の「地球規模の静止」現象を理解し、この風の減速の背景に気候変動があるのか​​、それとも過去に発生し、将来も予想される同様の傾向サイクルがあるのか​​を検出するために極めて重要である。つまり、より長い記録があれば、10年周期を検出できる可能性がある。

「地球規模の陸地静止」現象は、たとえ小さな風速の変化であっても、大気や海洋の力学や関連分野（(i)再生可能な風力エネルギー、^[23] (ii)蒸発散による農業と水文学、^[24] (iii)風散布植物種の移動、^[25] (iv)風に関連する自然災害、^[21] (v)風による高潮や波による海洋および沿岸への影響、^[26] (vi)大気汚染物質の拡散、^[27]など）に重大な影響を及ぼすため、科学的、社会経済的、環境的に大きな関心を集めています。しかし、風力エネルギーの場合、地表近くの風速は主に地表から10m以内で観測され、タービンは地表から約60～80mの高さに設置されているため、さらなる研究が必要です。標高の高い場所でもさらなる研究が必要です。標高の高い場所は、給水塔と呼ばれる、私たちの淡水供給の多くを生み出す場所であることが多いからです。^{[28] [29]}そこでの風速は、標高の低い場所で記録された変化よりも急速に減少していることが示されており、^[30]チベット高原でこれを示す中国の論文がいくつかあります。^[31]