南極の気候
南極の気温。左が冬、右が夏。
南極の気候 (なんきょくのきこう)は、南極大陸 およびその周辺部における気候 についての記事である。
概要
南極 は地球 上で最も寒冷な地域(=寒極 )とされている。地球 上で今までに記録された中で最も低い気温 である−89.2℃は南極のボストーク基地 で1983年 7月21日 観測された。これにより、南極は地球の寒極 とされている。また、2010年 8月10日 にはドームA 付近の氷原 において、地表面温度が-93.2℃に達した[ 1] 。殆どの地域では、月平均気温は夏でも0℃を超えない[ 2] 。それと同時にとても乾燥している。年間降水量 は平均166mmであり、降水量だけを考慮すれば砂漠 に分類される。南極上空の大気は南極大陸性気団 (cA)に覆われていて均質なため、前線 はめったに大陸内部まで入り込まない。大陸のほとんどの部分で氷はまず融けず、圧縮され氷床 を構成する氷河 になる。
南極のほぼ全ての地域は氷雪気候 (ケッペンの気候区分 ではEF )で、年間を通じて極めて寒冷で、かつとても乾燥した気候である。外縁の海岸地帯だけはツンドラ気候 (ケッペンの気候区分ではET )であり、短い夏の間は平均気温が0℃以上となる。また、内陸部よりも降水量が多い。
南極点 の気候
月
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
年
最高気温記録 °C (°F )
−14 (7)
−20 (−4)
−26 (−15)
−27 (−17)
−30 (−22)
−31 (−24)
−33 (−27)
−32 (−26)
−29 (−20)
−29 (−20)
−18 (0)
−13 (9)
−13 (9)
平均最高気温 °C (°F )
−25.9 (−14.6)
−38.1 (−36.6)
−50.3 (−58.5)
−54.2 (−65.6)
−53.9 (−65)
−54.4 (−65.9)
−55.9 (−68.6)
−55.6 (−68.1)
−55.1 (−67.2)
−48.4 (−55.1)
−36.9 (−34.4)
−26.5 (−15.7)
−46.27 (−51.28)
平均最低気温 °C (°F )
−29.4 (−20.9)
−42.7 (−44.9)
−57.0 (−70.6)
−61.2 (−78.2)
−61.7 (−79.1)
−61.2 (−78.2)
−62.8 (−81)
−62.5 (−80.5)
−62.4 (−80.3)
−53.8 (−64.8)
−40.4 (−40.7)
−29.3 (−20.7)
−52.03 (−61.66)
最低気温記録 °C (°F )
−41 (−42)
−57 (−71)
−71 (−96)
−75 (−103)
−78 (−108)
−82 (−116)
−80 (−112)
−77 (−107)
−79 (−110)
−71 (−96)
−55 (−67)
−38 (−36)
−82 (−116)
平均月間日照時間
558
480
217
0
0
0
0
0
60
434
600
589
2,938
出典1:WeatherBase[ 3]
出典2:Cool Antarctica[ 4]
昭和基地 の気候
月
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
年
最高気温記録 °C (°F )
10.0 (50)
8.0 (46.4)
3.6 (38.5)
0.5 (32.9)
2.8 (37)
−0.7 (30.7)
−2.5 (27.5)
−2.8 (27)
−1.1 (30)
2.6 (36.7)
7.3 (45.1)
9.4 (48.9)
10.0 (50)
平均最高気温 °C (°F )
2.0 (35.6)
−0.5 (31.1)
−4.3 (24.3)
−7.6 (18.3)
−10.7 (12.7)
−12.1 (10.2)
−14.1 (6.6)
−15.8 (3.6)
−14.9 (5.2)
−10.8 (12.6)
−4.0 (24.8)
1.1 (34)
−7.6 (18.3)
日平均気温 °C (°F )
−0.7 (30.7)
−2.9 (26.8)
−6.5 (20.3)
−10.1 (13.8)
−13.5 (7.7)
−15.2 (4.6)
−17.3 (0.9)
−19.4 (−2.9)
−18.1 (−0.6)
−13.5 (7.7)
−6.8 (19.8)
−1.6 (29.1)
−10.4 (13.3)
平均最低気温 °C (°F )
−3.7 (25.3)
−5.5 (22.1)
−9.2 (15.4)
−13.0 (8.6)
−16.6 (2.1)
−18.7 (−1.7)
−20.8 (−5.4)
−23.3 (−9.9)
−22.0 (−7.6)
−17.2 (1)
−10.4 (13.3)
−4.6 (23.7)
−13.7 (7.3)
最低気温記録 °C (°F )
−12.6 (9.3)
−18.2 (−0.8)
−25.2 (−13.4)
−35.9 (−32.6)
−40.5 (−40.9)
−38.3 (−36.9)
−42.7 (−44.9)
−42.2 (−44)
−45.3 (−49.5)
−34.7 (−30.5)
−25.0 (−13)
−12.9 (8.8)
−45.3 (−49.5)
平均降雪日数 (≥0 cm)
11.0
14.2
19.3
20.1
18.5
17.2
18.9
19.3
18.2
20.2
13.9
10.7
200.6
% 湿度
67
68
71
72
67
65
66
64
64
69
68
68
67
平均月間日照時間
375.7
203.2
120.1
58.0
17.7
0.0
4.8
64.1
136.5
191.0
316.0
434.6
1,925.9
出典:気象庁 (平均値:1981年-2010年、極値:1957年-現在)[ 5] [ 6]
南極が北極より寒い理由
1月(夏)と7月(冬)の地球上の平均風速 分布。南極海はどちらも白色であり、年間を通して風速が大きい。
北極 の気候と比べると、南極の気候は寒く、より乾燥している。これは、南極の地形や海陸分布 によるところが大きい。
まず、南極は北極と違って大陸であり、気候は気温の上下が大きい大陸性 である。また、内陸のほとんどが分厚い氷河の上にあり標高も高いため、標高の低い北極点付近に比べ気温が更に低くなる[ 7] 。
それに加え、南極は周囲の大陸から孤立し、南極点 を中心に位置している。このため、南極付近の冷たい空気と、その周囲の海上・陸上にある暖かい空気の温度差が非常に大きくなり、気圧差も大きくなる。高気圧 側の南極(極高圧帯 )から吹き出す風は、南極海 で発達する低気圧 や前線を通って上昇気流 となり、上空で南極に戻っていく循環コースをたどる。低気圧が発達するとジェット気流 や偏西風 も発達するため、南極と北側の温かい空気はこの強風帯によって隔てられる。また、同じように海流も南極を取り巻くように流れており(南極環流 )、暖かい海水が南極付近に流れ込みにくい構造となっている。これら、海と大気両方の壁によって、南極の寒さが保たれている。一方の北極は、海陸分布が崩れていること、北大西洋海流 が北極海 に流入していることなどから、寒さは維持されにくい。
歴史
中央がドレーク海峡。この海峡の誕生により、南極の寒冷化が進行した。
およそ2億年前、南極は南米 、アフリカ 、アラビア半島 、インド 、オーストラリア などとともに、ゴンドワナ大陸 と呼ばれる一つの巨大な大陸をなしていた。その頃南極大陸 には氷床は無く、温暖な気候だった。そして樹木と大型動物が数多く生息していた。現在では、氷河の下の地層と化石だけが南極が暖かかったことを証明している。特に、炭層の分布は森林 があったことを示している。
プレートテクトニクス 理論によると、南極大陸はゴンドワナ大陸から分裂し、ゆっくりと現在の位置、つまり南極点 の辺りへ移動した。しかし移動後も、現在よりは温暖な気候だった。南極が寒冷化したのは、およそ3000万年前に南極が南アメリカ大陸 からも分かれ、ドレーク海峡 ができたことによる。西から東への風が常に周回するようになり、海流も同じように南極海 を周回する南極環流 ができた。この取り囲む気流と海流が熱の移動を妨げ、南極を冷やした。およそ500万年前、鮮新世 が始まった頃に南極は氷に覆われた。
気温
南極観測基地の月平均気温(■ エスペランサ基地 、■ 昭和基地 、■ マクマード基地 、■ アムンゼン・スコット基地 (南極点)、■ ボストーク基地 )
南極大陸は非常に寒冷であり、2018年 には気温が− 97.8℃に達したことが報告されている[ 8] 。観測史上の最高気温は、2020年 2月6日に南極半島北端にあるアルゼンチン管轄のエスペランサ基地 で観測された18.3℃である[ 9] 。
緯度と標高と海からの距離によって気温は異なる。内陸部の寒極では年平均気温は−57℃と推定され、寒極に近いボストーク基地では−55.3℃、南極点 では−49.5℃である。海岸はこれより温暖であり、海岸に近い昭和基地 の年平均気温は−10.5℃である。また、緯度が比較的高く、かつ海沿いのマクマード基地 では、月平均気温は8月が最も低く−27℃で1月が最も高く−3℃である。なお、南極点での観測史上最高気温は−13.6℃である。
東南極 は、西南極 よりも標高が高いので、気温が低い。一方、海に近い地域では、夏に当たる1月の最高気温の平均はめったに0℃を下回らない。南極半島 は、緯度が低く、周囲を海に囲まれている影響で、南極の中で一番気候が穏やかである。南極半島先端にあるエスペランサ基地の年平均気温は−5.2℃で、前述のように南極大陸の最高気温を記録したこともある。
通常、高度が上がるにつれ気温は逓減するが、内陸部の高地においては特に冬季に20度を超えるような逆転層 が生じる。これは風が弱いときに放射冷却 が起こると著しく現れる[ 10] [ 11] [ 12] 。
寒さに関するトリビア
マイナス40℃ほどであれば、南極で立ち小便 をしても、尿は凍る前に地表に達する。尿が棒のように凍ることはない[ 13] 。
昭和基地で日本の第50次隊が高野豆腐 を作る実験をしている[ 14] 。
降水量
南極大陸の平均年降水量分布 (mm)
南極大陸全体の平均年間総降水量 はおよそ166mmである(Vaughan et al., J climate, 1999年)。実際には降水量には地域によってかなり差がある。大陸内部の高地では少なく、一年に50mmくらいである。逆に南極半島 の辺りでは多い。ちなみに、乾燥限界未満の降水量であれば乾燥帯 に分類されるが、寒帯ではこの分類が適用されない。
南極のほぼ全域では、降水現象というと雪 のみであり、雨 が降らない。降水量は実際に降った雪の深さ(降雪量 )ではなく、同量の水が降ったもの(降水量 )として記録する。
南極の空気は、低温のためもともと飽和水蒸気量 が少なく、唯一の水である氷はほとんど蒸発しないため、湿度 が低く、とても乾燥している。そのため、科学者や探検家といった現地に滞在する者にとっては、肌の乾燥や唇のひび割れがつきものの問題となる。
滑降風
南極における滑降風の概念図。その名の通り滑り降りる風である
南極大陸の沿岸部は滑降風 が強い。南極における滑降風とは、大陸内部の氷床によって大気が冷え、重くなり、標高の高い中央部から低い沿岸部へと滑り落ちることにより吹く強風のことである[ 15] 。その風速 は、昭和基地ではおよそ秒速10メートル、沿岸の基地全般では平均およそ秒速11メートル、1912年から1913年にかけてのデニソン岬では年間平均風速が秒速19.5メートル、最大風速は100メートルほどに達した[ 16] 。南極の滑降風にはさまざまな特徴がある。風向きが決まっている、ほぼ毎日、主に午前中に吹く[ 15] 、積雪を巻きあげて地吹雪 となることが多い、沿岸に低気圧があるとさらに強まる、などである。
南極を覆う氷
南極大陸のほぼ全ては氷床 に覆われていて、平均の厚さは少なく見積もっても約1.6km、体積はおよそ3000万立方キロメートルである。南極には全世界の氷の90%と、全世界の淡水の70%以上が存在するといわれている。もしも、南極を覆う陸上の氷が全て融解した場合、世界の海面 は60m以上上昇すると予想されている[ 17] 。これは日本 だと関東地方 の大半と大阪 、名古屋 、福岡 などの主要都市が、世界だとニューヨーク 、ロンドン 、シドニー などの大都市及び中国大陸 の東側の多くが水没してしまう結果となる。地球温暖化 によって氷床が融解し、海面上昇を加速することが懸念されている[ 18] (詳しくは#氷床の変化 節を参照)。
南極の地形の内訳(Drewry, 1983年のデータによる)
面積 (km²)
割合
氷の厚さの平均 (m)
体積 (km³)
割合
陸上の氷床
11,965,700
85.97%
2,450
29,324,700
97.39%
棚氷
1,541,710
11.08%
475
731,900
2.43%
アイスライズ
78,970
0.57%
670
53,100
0.18%
氷河(合計)
13,586,380
97.62%
2,160
30,109,800¹
100.00%
岩の露頭
331,690
2.38%
―
―
―
南極全体
13,918,070
100.00%
2,160
30,109,800¹
100.00%
¹四捨五入してあるため、各値の合計とは若干異なる。
地域ごとの氷のデータ (Drewryら, 1982年・1983年 による。)
地域名
面積 (km²)
氷の厚さ の平均 (m)
体積 (km³)
東南極
陸上の氷
9,855,570
2,630
25,920,100
棚氷
293,510
400
117,400
アイスライズ
4,090
400
1,600
西南極(南極半島を除く)
陸上の氷床
1,809,760
1,780
3,221,400
棚氷
104,860
375
39,300
アイスライズ
3,550
375
1,300
南極半島
陸上の氷床
300,380
610
183,200
棚氷
144,750
300
43,400
アイスライズ
1,570
300
500
ロス棚氷
棚氷
525,840
427
224,500
アイスライズ
10,320
500
5,100
フィルヒナー・ロンネ棚氷
棚氷
472,760
650
307,300
アイスライズ
59,440
750
44,600
注) アイスライズ(ice rise) : 平らな台地 状の氷の丘のこと。棚氷の底面が再び海底に接し、陸に支えられているもの[ 19] 。
棚氷
南極棚氷, 1998年
南極の殆どの海岸線は棚氷 (海に浮く氷床)か氷壁(陸上の氷)である。棚氷は、ゆっくりと後続の氷河に押し出されていくのに伴って、融けたり細かく分裂したりする。既に水に浮いている棚氷が融けても海水準は殆ど変化しないが、それによって後続の氷河の流下速度を速める可能性がある[ 20] 。
南極半島周辺の海岸沿い氷河の変遷
ロス棚氷 とラーセン棚氷 も参照のこと。
気候変動
南極における気象観測 は1950年代に遡る。数十年以上の観測記録がある基地は比較的少なく、観測網は充分でなかった[ 21] 。
表面温度の変化
人工衛星ノア の観測による1981年から2007年までの南極大陸地表面の温度変化(■ 上昇、■ 低下)[ 22] 。(表面から1mm程度までの領域の温度変化で、気温のそれとは異なる[ 22] 。)
衛星による赤外線観測によれば、南極大陸および周辺海域の地面・雪氷・水面の表面温度は、多くの部分で上昇している[ 22] (右図)。場所によっては、1981~2007年の間に、平均して0.1℃/年以上の上昇も観測された。その一方で大陸中央部から東南極地域にかけては殆ど温度が変わらないか、むしろ下降している地域も見られた[ 22] 。
このように地域によって表面温度の変化傾向が異なる理由としては、複数の要因が提唱されている[ 23] 。たとえば、
等が指摘されている。
地表面付近の気温の変化
表面温度同様、地表面付近の温度変化の傾向には南極の中でも地域差がある[ 25] 。東南極では比較的変化が乏しく、温暖化・寒冷化の判断の別は報告間や解析対象とした季節で異なる[ 25] 。一方、西南極や南極半島では温暖化傾向が報告されている[ 25] 。
南極全体の近年の地表面付近気温の傾向については観測データが少なく、過去の気温変化の再構築結果は、少なくとも2008年頃までは温暖化・寒冷化両方の報告が見られた[ 26] [ 25] 。2002年のDoranら[ 27] 、2007年のChapmanら[ 28] はそれぞれ南極全体では寒冷化していると見積もった。2008年のMonaghanら[ 29] は計算条件により寒冷化・温暖化両方の傾向を見積もった。2009年のSteigら[ 26] はDoranら、Chapmanら、Monaghanらによる再構築の欠陥を指摘し、温暖化していると見積もった(右図)。
2012年のSchneiderら[ 25] は新しいデータを用いて、Chapmanら、Monaghanら、Steigらの主要な3つの手法でそれぞれ再構築を行った結果、どの手法を用いても、この半世紀は平均約0.1℃/10年のペースで温暖化しているとの見積もりになると報告している。
海氷の変化
1979年に人工衛星による観測が始まって以来、南極の海氷の総量は増加してきた。2008年の海氷は記録的な量を観測し、2009年も平年より著しく多いと報告されている[ 30] 。これは積もった雪が表面を断熱することによる短期的な効果で、中長期的には海氷も減少すると予測されている[ 31] 。
降水量の変化
2007年のIPCC第4次評価報告書 によるまとめでは、ほぼ全ての気候モデルが降水量(降雪)の増加を予想している[ 32] 。これによって増えた雪が大幅に融解しない場合は、これは海水準を下げる方向に作用する[ 32] 。一方2007年時点では、降水量に明確な変化が見られないと報告されている[ 32] 。
2009年の英国南極調査研究所によるまとめでは、南極氷床中央部における氷雪の増加により、海面上昇量が数cm抑えられると見積もっている[ 24] 。
氷床の変化
NASAにより新たに融雪の観測された領域(2007年)。[ 33]
これまでの氷床の増減については、2007年のIPCC第4次評価報告書 による既存の報告のまとめでは、いずれも西南極においては減少、東南極においては増加もしくは横ばいで推移してきたと見積もられた[ 34] 。南極半島周辺では、広範囲で氷河が後退していると見られることが報告された[ 35] 。一方で1961~2003年の間の南極全体での増減の見積もりについては、平均年間100Gtの増加から200Gtの減少まで幅があった[ 34] 。
近年は雪氷や氷床の減少が複数報告され、IPCC第4次評価報告書 の見積もりよりも海面上昇幅が大きくなる可能性が指摘されている[ 18] 。2007年には雪氷の融解地域の拡大等が確認されている[ 33] (右図)。
2009年には既に融解が観測されていた西南極氷床 だけではなく、安定していると見られていた東南極氷床 でも氷量の減少が報告されている[ 36] 。またラーセン棚氷 のような大規模な棚氷 の崩壊によって陸上の氷が海に流入・融解する速度が速まることが懸念されている[ 20] 。2010年の報告では、世界の海面上昇量がIPCC第4次評価報告書 の記載値(最大59cm)[ 37] を上回り、今世紀中に1~2mを超える可能性が指摘されている[ 18] 。
脚注
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^
“平年値(年・月ごとの値) ”. 気象庁. 2019年2月 閲覧。
^
“観測史上1~10位の値(年間を通じての値) ”. 気象庁. 2021年5月 閲覧。
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参考文献
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神沼克伊『地球環境を映す鏡 南極の科学 -氷に覆われた大陸のすべて』講談社、2009年。ISBN 978-4062576598 。
関連項目
外部リンク
気候
南極の氷