海岸に正面から上陸するサイクロンが増えるかもしれない
熱帯低気圧(熱帯サイクロン)が最も大きな被害をもたらすのは陸に達したときで、嵐によって海水が陸に押し上げられる高潮は、そのなかでも最も致命的な要素のひとつである。どれだけの海水が陸に上がるかは多くの要因で決まるが、その中には単純なものもある。嵐が海岸線を横切る角度だ。海岸に正面からぶつかる進路は、海岸に沿って進む進路よりもはるかに効率よく海水を陸へ押しやる。
論文は2つの例を挙げている。ハリケーン・カトリーナは2005年にほぼ直角で上陸し、1980年以降世界で記録された中で最も高い高潮を引き起こした。ミシシッピ州パス・クリスチャンでの最高水位の痕跡は8.5メートルに達し、1,000億米ドルを超える損失と約2,000人の死者をもたらした。2012年のハリケーン・サンディは、記録上のどのハリケーンよりも垂直に近い角度でニュージャージー州の海岸を横切り、ニュージャージー州とニューヨーク州で記録的な水位をもたらし、マンハッタン南部と地下鉄を浸水させ、700億米ドルを超える被害と200人以上の死者を出した。
しかし、こうしたほぼ正面からの上陸が、世界全体で、あるいは地域ごとに増えているのかどうかはわかっていなかった。
1980年以降の1,036回の上陸
プリンストン大学土木環境工学科の高聡(Cong Gao)と林寧(Ning Lin)は、5つの主要な大陸沿岸を調べた。北インド洋、北西太平洋、北東太平洋、北大西洋、オーストラリア地域である。島々は対象から外し、サイクロンの多いアフリカの海岸も除いた。この海岸は主に半ば閉じたモザンビーク海峡に面しているからだ。
国際的な嵐のデータベースIBTrACSで、2人は1980年から2024年にかけてこれらの海岸に上陸した1,036個の熱帯低気圧を見つけた。先行研究にならい、進路が海岸と60度以上の角度で交わる場合をほぼ垂直な上陸とみなした。指標は、全上陸のうちほぼ垂直な上陸が占める割合である。
45年間で、この割合は年0.05パーセントポイント増えた。しかしその増加は小さすぎ、ばらつきも大きすぎて、統計的に有意ではなかった。地域ごとの結果も一致しなかった。北大西洋と北インド洋ではわずかに増え、北太平洋の東西両方ではわずかに減ったが、いずれも有意ではなかった。
何百万もの人工の嵐
実際の上陸はまれすぎて、それだけでは長期的な傾向を明らかにできない。そこでチームは、プリンストンのモデルPepC-Globalを使った。風、湿度、海洋の熱といった大規模な条件から、もっともらしいサイクロンを非常に大量に生成するモデルだ。このモデルが上陸角度を再現できるかどうかは、これまで一度も検証されていなかった。今回、それは検証に合格した。1980〜2024年の観測された気象と海洋のデータで動かした400回の実行は、観測された上陸角度の広がり、上陸の6時間前と12時間前の接近角度、そして正面からの上陸が多い場所の大まかな地理を再現した。
チームは次に、このモデルを14の気候モデルで動かした。それぞれ100回ずつ、2つの排出シナリオの下で実行した。
予測が示すこと
- 気候モデルでの1980〜2024年: 観測と同じ向きの、弱く有意でない増加。14モデル中11モデルが増加を示した。著者らはこれを、人間活動による寄与の可能性はあるものの、自然変動を上回ってまだ検出できないものと読む。
- 高排出(SSP5-8.5)、2015〜2099年: ほぼ正面からの上陸の世界全体での割合は有意に増える。最もはっきりした変化は北東太平洋の沿岸で、16の解析地点のうち13地点で増加が見られる。そこには、多重検定の補正後も有意なままである、世界の80地点のうちのわずか2地点が含まれる。中国北部の黄海・渤海沿岸と米国の中部大西洋沿岸でも増加が予測されている。そこでは、嵐の数が同じでもサンディのような上陸が起こりやすくなる。そこでは上陸がもともとまれなので、このリスクは過小評価されやすい、と著者らは指摘する。
- 中程度の排出(SSP2-4.5): 世界全体では有意な傾向はないが、ベンガル湾では局所的にまとまった増加が見られる。
この増加は、すでに正面からの上陸が多い海岸の区間へ嵐が移動することでは説明できない。主な原因は、それぞれの場所で角度が変わることにある。
どう読むか
著者らは、高排出シナリオが現在では起こりにくいと見なされており、予報というよりも上限として読むべきだと明言している。そこに比較の意味がある。変化は高排出の下では現れるが、中程度の道筋では現れない。つまり、沿岸リスクのこの部分は、どの道筋をたどるかによって決まるのだ。
この研究は、なぜ角度が変わるのかを説明していない。上陸角度は、嵐がどこで発生するか、嵐を導く風、嵐がどう強まりどう弱まるか、そして海岸の形の、最終的な産物だからだ。また、研究は単一のモデル化の枠組みに頼っており、この変化を高潮の高さにはまだ換算していない。著者らは、高解像度の気候モデルやAIを用いた気象・気候モデルを含むほかのモデルでの検証と、この変化が極端な高潮にとって何を意味するのかについての研究を呼びかけている。