熱波

熱波または猛暑は、異常に暑い天候が数日間続く期間のことです^{[ 1 ]}。熱波は通常、その地域の通常の気候と季節の通常の気温と比較して測定されます^{[ 2 ]} 。この広範な定義の主な困難は、「通常の」気温状態とは何か、そしてその現象の空間的範囲がどの程度であるかを定量化する必要があるときに生じます。より暑い気候の人々が通常と考える気温は、より涼しい地域では熱波とみなされることがあります。これは、その地域の通常の気候パターンから暖かい気温が外れている場合に当てはまります。

1950年代以降、地球上のほぼすべての地域で陸上での熱波の頻度と強度が増しており、その頻度と期間の増加は気候変動によって引き起こされている。世界気象機関によると、2024年も熱波は激化し、ヨーロッパ、北アメリカ、中国で記録的な気温が報告された。多くの地域で45  ℃（113  °F）を超える日が連続し、世界中で極端な高温現象の頻度と深刻さが増していることが浮き彫りになった。^{[ 3 ]}

熱波は、上空の高気圧が強まり、数日から数週間にわたってある地域の上空にとどまるときに発生します。 ^{[ 4 ]}これにより、地表付近に熱が閉じ込められます。通常、熱波は予測可能であり、当局は事前に警告を発することができます。

熱波は経済に影響を与えます。労働生産性を低下させ、農業や工業のプロセスを混乱させ、インフラに損害を与える可能性があります。^{[ 5 ] [ 6 ]}深刻な熱波は、壊滅的な作物の不作や、熱中症による数千人の死亡を引き起こしました。干ばつ地域では山火事のリスクが高まります。電力網にさらなる負荷がかかり、停電（ブラックアウトまたはブラウンアウト）を引き起こす可能性があります。熱波は異常気象に分類されます。熱と日光が人間の体温調節を圧倒するため、人間の健康に危険をもたらします。

熱波にはいくつかの定義がある。

• IPCCは熱波を「異常に暑い天候の期間であり、多くの場合、相対的な気温の閾値に基づいて定義され、2日から数ヶ月間続く」と定義している。^{[ 7 ] [ 1 ]： 2911}
• 熱波継続期間指数に基づく定義では、5日以上連続して日最高気温が平均最高気温を5 ℃ （9 °F ）上回った場合に熱波が発生するとされており、通常の期間は1961～1990年である。^{[ 8 ]}世界気象機関（WMO）も同じ定義を使用している。^{[ 9 ]}  
• 気象用語集の定義は次のとおりです。^{[ 10 ]}「異常に暑く不快なほどで、通常は湿度が高い天候の期間」。
• 海洋熱波は一般的に、特定の地域で海面水温が異常に高い状態が長期間続くことを指します。現在、最も広く受け入れられている定義は、Hobday ら^{[ 11 ]}が提案したもので、温度のパーセンタイル値を使用するアルゴリズムに基づき、年間のある日の 90 パーセンタイルを閾値として設定し、この閾値を超えた場合に海洋熱波が発生していると判断します。この定義は、世界中のあらゆる場所で取得された温度データに適用でき、異なる観測地点や緯度間での比較を可能にします。

近年、海洋熱波は研究の重要なテーマとなっており、今世紀に入ってから多くの海域で気温のピークが見られ、記録上かつてないほど頻繁で、より激しく、より長期にわたる温暖化現象が発生していることを反映している。^{[ 25 ]}海洋熱波の発生は主に海洋と大気の要因の組み合わせによって引き起こされ、多くの場合、雲量を減らし海面による太陽光の吸収を増加させる高気圧システムによって引き起こされる。人為的な気候変動は海洋熱波の発生においてますます重要な役割を果たすようになり、底生生物群集の大量死、サンゴの白化現象、漁獲量の混乱、種の分布の変化など、海洋生態系への影響が増大している。

2015年に登場した一般的な指標のおかげで、気候の異なる世界のさまざまな地域での熱波を比較することが可能になった。^{[ 27 ]}これらの指標を用いて、専門家は1901年から2010年までの地球規模での熱波を推定した。彼らは、過去20年間で影響を受けた地域の数が大幅かつ急激に増加していることを発見した。^{[ 28 ]}

2021年の研究では、13,115の都市を調査しました。その結果、湿球黒球温度が摂氏30度を超える極端な暑さへの曝露は、1983年から2016年の間に3倍になり、その期間の人口増加（都市ヒートアイランド現象の増加）の影響を除外すると、曝露はさらに50%増加したことがわかりました。研究者らは、過去の都市の極端な暑さのイベントの包括的なリストを作成しました。^{[ 29 ] [ 30 ]}

熱波は、高度3,000 ～ 7,600 メートル (9,800 ～ 24,900 フィート)の高気圧が強まり、数日間から数週間にわたってある地域にとどまるときに発生します。^{[ 4 ]}これは、北半球と南半球の両方で夏によく見られます。これは、ジェット気流が「太陽を追う」ためです。高気圧は、大気の上層にあるジェット気流の赤道側にあります。

一般的に、気象パターンは冬よりも夏の方が変化が遅い。そのため、この上空の高気圧もゆっくりと移動する。高気圧下では、空気は地表に向かって下降する。断熱的に暖まり乾燥する。これにより対流が抑制され、雲の形成が妨げられる。雲の減少は、地表に到達する短波放射を増加させる。地表の低気圧域は、低緯度から暖かい空気を運ぶ地表風をもたらし、温暖化を強める。地表風は、暑い大陸内部から沿岸地域に向かって吹くこともある。これにより、沿岸に熱波が発生する。また、高地から低地に向かって吹くこともある。これにより、空気の沈降または下降が促進され、断熱的な温暖化が強まる。^{[ 31 ] [ 32 ]}

アメリカ合衆国の東部地域では、メキシコ湾で発生した高気圧が大西洋沿岸沖で停滞すると、熱波が発生することがあります。メキシコ湾とカリブ海では高温多湿の気団が形成されます。同時に、南西部の砂漠地帯とメキシコ北部では高温乾燥の気団が形成されます。高気圧の背後にある南西の風は、高温多湿のメキシコ湾の空気を北東方向に押し流し続けます。その結果、アメリカ合衆国東部の大部分とカナダ南東部にかけて、高温多湿の天候が続きます。^{[ 33 ]}

南アフリカの西ケープ州では、沖合の低気圧と内陸の高気圧が合わさってベルグウィンドを形成すると、熱波が発生することがあります。空気はカルー内陸部から下降するにつれて暖まります。気温は内陸部から海岸に向かって約 10 ℃上昇します。湿度は通常非常に低く、夏には気温が 40 ℃を超えることがあります。南アフリカで記録された最高気温 (51.5 ℃) は、東ケープ海岸沿いのベルグウィンドが発生したある夏に記録されました。^{[ 34 ] [ 35 ]}

土壌水分レベルはヨーロッパの熱波を強める可能性がある。^{[ 36 ] [ 37 ]}土壌水分が低いと、多くの複雑なフィードバック機構が生じる。これらは、結果として地表温度の上昇につながる可能性がある。主なメカニズムの 1 つは、大気の蒸発冷却の減少である。^{[ 36 ]}水が蒸発すると、エネルギーを消費するため、周囲の温度が下がる。土壌が非常に乾燥している場合、太陽からの入射放射によって空気が暖まる。しかし、土壌から蒸発する水分による冷却効果はほとんど、またはまったくない。

気候変動

地球表面のますます多くの地域で、新たな最高気温記録が新たな最低気温記録を上回っている。^{[ 38 ]}

中緯度地域およびヨーロッパにおける熱波の増加傾向（頻度と累積強度）の地図、1979～2020年の7月～8月^{[ 39 ]}

気候変動の影響で、1950年代以降、世界のほぼすべての地域で陸上の熱波がより頻繁に、より激しくなっています。熱波は干ばつと同時に発生する可能性が高くなっています。海洋熱波は1980年と比べて2倍発生しやすくなっています。 ^{[ 40 ]}気候変動は、非常に暑い日が増え、非常に寒い日が減る原因となります。^{[ 41 ] : 7}寒波は減少します。^{[ 42 ] : 8}

専門家は、個々の熱波の激しさを地球温暖化に起因するものとしていることが多い。気候システムに対する人間の影響がなければ、一部の極端な現象はほぼ起こり得なかっただろう。地球温暖化が始まる前は10年に1回しか起こらなかった熱波が、今では2.8倍の頻度で発生している。さらなる温暖化が進むと、熱波はより頻繁に発生するようになる。地球温暖化が2  ℃（3.6  °F）に達すると、10年に1回しか起こらなかった現象が2年に1回発生するようになるだろう。^{[ 43 ]}

将来的に最も高い気温を経験すると予想される国々は、同時に最も貧しい国々でもあり、人口の大部分が電気を利用できず、したがって冷房手段もありません。気候変動に加え、インドなどの国々で今後数十年にわたって予想される経済成長により、世界および地域におけるエアコン需要が大幅に増加する可能性が高まっています。2022年現在エアコンの世界的な普及は、裕福な国々に大きく偏っている。今後数十年で、米国、中国、欧州連合ではエアコンの設置台数がほぼ倍増すると予想されているが、インドではその推定値が桁違いに大きく、これは中間層の増加と人為的な気候変動による冷房需要の高まりを反映している。世論調査では、エアコンは暑さへの適応策として好まれる傾向があることが分かった。^{[ 102 ]}

熱波時の公衆衛生対策として考えられるのは、エアコン付きの公共の冷房センターを設置することです。学校にエアコンを設置すると、より涼しい職場環境が実現します。^{[ 103 ]} 政策立案者、資金提供者、研究者は、アトランティック・カウンシルの下で、極度の暑さへの耐性アライアンス連合を設立しました。これは、熱波に名前を付け、測定し、ランク付けすることで、その影響に対する認識を高めることを提唱しています。^{[ 104 ] [ 105 ]}

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