質問: 世界の気象に大きく影響するとされる、数年に一度、インド洋の海面水温が東部で異常低下、西部で異常上昇する現象を何という?
回答: ダイポールモード現象

タイトル: ハリケーン・カタリーナ
いずれにせよ、この海域での熱帯低気圧の発生は珍しい現象であることに変わりはなく、気候変動や地球温暖化との関連、あるいは南極振動(AAO)などの南半球での季節的な気候変化(テレコネクション)の影響などが、研究者間やメディアにおいて取り上げられたものの、まだ研究途上にある。ただし、カタリーナの場合、中心部の温度が周辺部よりも低いこと、雲の上部と下部で回転方向が同じことなど、熱帯低気圧というよりもそのもととなる積乱雲の塊(熱帯性暴風)に近い特徴も示している。はっきりと現れた目についても、目は温帯低気圧でも発生しうることが確認されている。南大西洋においては、「熱帯低気圧」ではなく「熱帯性暴風雨」の発生は、毎年何回も確認されているため、カタリーナを熱帯性暴風雨と考えれば珍しい現象ではない。

タイトル: 低気圧
上昇気流により雲ができて水蒸気が持っていた熱が大気中に放出され、上空の空気の温度が高くなると、このサイクルがますます加速され、低気圧が発達する(第2種条件付不安定・CISK)。北西太平洋域(北半球の東経100-180°)において熱帯低気圧の域内最大風速が17.2m/s(34kt) を超えると台風となる。北大西洋及び北東太平洋(北半球の西経180度以東)ではハリケーン、南北インド洋や南太平洋ではサイクロンと呼称されるが、台風と同じ熱帯低気圧である台風がさらに発達するためには、海水温が 28°C以上の海域を通過することが重要だとされる。熱帯低気圧は温帯低気圧に比べて規模が小さく、1000hPaの等圧線半径も600kmを越える事は少ないが、特に中心付近で気圧傾度が大きくなっているため猛烈な暴風を伴う。

タイトル: 大洋
貿易風が弱くなることが数年に一度あり、この低温域に太平洋東部の暖かい海水が移動する現象がエルニーニョ・南方振動を起こし、地球の各所に異常気象をもたらす。深海の水温は熱帯地方でも2°C前後と低い。その理由は太陽光が届かず温められないためと考えがちだが、これは誤りである。深海の海水は、両極に近い箇所で冷やされて沈み込み、それが大洋を地球規模の広さで流れることによって供給されている。これを海洋大循環または熱塩循環という。大洋大循環のモデルは、グリーンランド沖で冷却され、塩分濃度が増し密度を高めた海水が一気に水深約2500mまで沈下することで始まり、大西洋底を南下して南極のウェッデル海まで流れ、そこで同じように冷やされ沈み込んだ海水と合流する。この冷たい水は南極大陸を東向きに周回しながら、インド洋や太平洋の深海に向けた支流を作る。

タイトル: 冬の嵐
冬になると、中国大陸や日本海、東シナ海付近で低気圧が盛んに発生し、それが日本、千島列島、アリューシャン列島付近を通過しながら発達、やがてアラスカに到達して弱まるという気象パターンが多発する。これらの地域では、頻繁に嵐に見舞われることになる。低気圧が急発達する日本付近でも、周期的に低気圧が通過してしばしば強い嵐に見舞われる。低気圧の常襲により、アリューシャン列島付近は冬の間ずっと気圧が低い状態となるため、アリューシャン低気圧と呼ばれている。

タイトル: 地球温暖化の影響
オランダ、ドイツ北部、デンマーク、バングラデシュ、ベトナムなど海抜以下の地域を抱えた各国、オセアニア諸国、モルディブなどの海抜が低い島を擁する地域の中には、海面上昇が差し迫った問題となっているところもある。既にツバルでは集団移住が計画されている。なおニュース等で取り上げられるツバルにおける浸水等の被害については、現時点ではローカルな人工的要因が大きいが、これが海面上昇に対する危険性を高めているとされる(ツバル#気候変動を参照)。 日本においても1980年代半ば以降、大きな上昇率(3.3mm/年)が観測されている。海面上昇により、高潮・浸水被害の増大や砂浜の消失、河川からの取水への影響や地下水の塩水化、地下構造物への影響など様々な被害が懸念されている。詳しくは海面上昇を参照。地球規模の気温上昇に伴い、海水温も上昇する。

タイトル: 異常潮位
異常潮位(いじょうちょうい)とは、数十日単位で発生する潮位の異常のこと。潮汐、高潮、津波とは別の現象。原因がはっきりとわからない潮位の異常を指す異常潮の一種にも分類される。異常潮にはもう1つ、数分~数十分周期で起こる副振動というものがある。

タイトル: 低気圧
南半球では、南極周辺で同様の現象が起こるが、南極大陸は年間を通じて低温であり、周辺に目立った大陸が無いので、全域で1年中温帯低気圧の発達が著しく、南緯40度から50度付近は、航海者から「暴風圏」と呼ばれる荒天が続く。発達した温帯低気圧の規模は非常に大きくなり、1000hPaの等圧線の半径が1000kmを越える事も珍しくないが、気圧傾度は比較的ゆるいため、域内の最大風速も後に述べる熱帯低気圧ほど強くなく、40m/s以上になる事はほとんどない。温帯低気圧による最低気圧の世界記録は、1993年1月10日、イギリスとアイスランドの間の北大西洋上で、天気図解析により決定された915hPa(あるいは912hPaとも)である。

タイトル: 海洋大陸
この両方が、地球上の最も暖かい大規模な海域である熱帯暖水プールの発達に寄与する。東南アジア地域では、陸域と海域が概ね半々で分布している。さらに陸地には高い山々もそびえており、海は地球上でもっとも暖かい海域である。このことにより、広範囲で日周期の雷雨活動が発生し、それが大量の水蒸気と熱を大気の上方へ送り込み、それが地球全体をめぐる上層風のエネルギー源となる。

タイトル: エルニーニョ・南方振動
ENSOは、大気と海洋が密接に連動した現象(大気海洋相互作用)の代表であるとともに、それが世界的な天候変化に波及するテレコネクションの代表でもある。現在学術的には、この一連の変動現象を「エルニーニョ・南方振動(ENSO)」とし、その振れ幅の両端にあたるのが、太平洋赤道域東部の海水温が上昇する「エルニーニョ現象」、およびその正反対で太平洋赤道域東部の海水温が低下する「ラニーニャ現象」、とする考え方が一般的である。

タイトル: 太平洋・北米パターン
もともとエルニーニョ・南方振動(ENSO)に伴う北アメリカ大陸の気候への影響を研究する中で発見され、解明されてきた現象である。熱帯の対流が盛んな地域が移動するのに伴ってロスビー波の伝播パターンが変わり、インドネシア近海から北米に向かって高気圧帯と低気圧帯が交互に現れる。これが高温や低温、大雨や干ばつといった異常気象を誘発する。NOAAが算出しているPNA指数は、500hPa高度(気圧が500hPaになる高度で、これが高いほど気圧が高い)の平年差を北緯15~25°・180~西経140°Wの数値-北緯40~50°・180~西経140°の数値+北緯45~60°・西経125~105°の数値-北緯25~35°・西経90~70°の数値として計算したものである。

タイトル: 地球温暖化
地球表面の大気や海洋の平均温度は「地球の平均気温」または「地上平均気温」と呼ばれ、地球全体の気候の変化を表す指標として用いられており、19世紀から始まった科学的な気温の観測をもとに統計が取られている。地球の平均気温は1906年から2005年の100年間で0.74°C(誤差は±0.18°C)上昇しており、長期的に上昇傾向にある事は「疑う余地が無い」と評価されている。上昇のペースは20世紀後半以降、加速する傾向が観測されている。これに起因すると見られる、海水面(海面水位)の上昇や気象の変化が観測され、生態系や人類の活動への悪影響が懸念されている。この地球温暖化は自然由来の要因と人為的な要因に分けられる。

タイトル: 気候
その比較対象期間はふつう数十年間であり、平年値は世界気象機関(WMO)によって基本的に比較時点の前の30年間と定められている。比較対象期間内において、気象要素の値や気象現象の様子は平年値を中心とした一定の範囲内に収まるが、気象には日々年々の変動が存在し、その推移は数学でいう非線形の変化を見せるのがふつうである。非線形の変化の中では突出した値が出現することもあり、それは一般的に異常気象という形で現れる。異常気象の比較対象期間は世界気象機関によって25年間(日本の気象庁では30年間)と定められている。また、日々年々の変動よりもさらにスケールの大きな、気候変動と呼ばれる変化も存在する。これは、数十年以上の周期でゆっくりと気候が変わっていくことを指し、一般的に異常気象とは認識されないが、人類の生活や生物などには大きな影響を及ぼす。

タイトル: 地球温暖化の影響
主な原因は地球温暖化による海水の熱膨張、および陸上の氷床・氷河等の融解速度の増大と見られている。最新の報告では、今世紀中に数十cmから数mの海面上昇幅が予想されている。海面上昇により、海抜の低い地域の海没や浸水被害の増大、難民の増加、地下水の塩水化などの被害が懸念されている。海水準は最終氷期以降の急激な上昇期を過ぎ、過去3千年間は平均0.1-0.2mm/年程度の上昇量であったと見られる。しかし近年の海面水位の平均上昇率は、1961 - 2003年の間で1.8±0.5mm/年、20世紀通して1.7±0.5mm/年に加速している。また1993-2003年の間に衛星高度計により観測された海面上昇は3.1±0.7mm/年と、過去3千年間の平均に対して数十倍に加速している。 海水準を変動させる要因は多数あるが、現時点では熱膨張による寄与がもっとも大きい(1.6±0.5mm/年)。

タイトル: エルニーニョ・南方振動
海水温や気圧の異常を引き起こす根本的な原因を突き止めようと研究が行われているが、根本的な原因は未だに詳しく解明されていない。しかし、一部分については解明されてきている。まずエルニーニョの場合、海水温の異常が発生する数か月前に東から西に流れる赤道海流(北赤道海流と南赤道海流)が弱まったり反転したりする現象が観測されている。これは、何らかの原因によって海流に変化が起きたことによるものと考えられている。また反転の後、西太平洋の低緯度地方(フィリピン付近など)で急激に西風が強まる現象(西風バースト)が観測されたことがあるがこれは赤道海流の変化によって海水温が変化し、これが大気に伝わり気圧の変動を起こしていく過程で発生するものと考えられている。しかし、赤道海流と西風バーストはどちらが原因でどちらが結果であると断定できるものではない。

タイトル: 熱帯低気圧
熱帯低気圧は典型的に比較的暖かい海域で発生する。海水面から蒸発した水を通してエネルギーを得て、最終的に水蒸気は再凝結して雲になり、湿った空気が上昇して冷やされ、飽和状態になると雨を降らせる。このエネルギー源は、北米のノーイースターや欧州のウィンドストーム(英語版)のような温帯低気圧のそれ(水平方向の温度差が主な動力源)とは異なる。熱帯低気圧は典型的には直径が100 and 2,000 km (62 and 1,243 mi)にもなる。気流が回転軸に向かって内側へと流れ込むときに地球の自転によって与えられる角運動量の保存の結果、熱帯低気圧の風は強い回転を伴うようになる。そのため、赤道から5度以内の海域で熱帯低気圧が発生することは滅多にない。ウインドシアが常に強く、熱帯収束帯の活動が弱い南大西洋や海水温が低い南東太平洋では、熱帯低気圧はほとんど知られていない。

タイトル: 寒冷低気圧
暖かい海域から潜熱の供給を受け、CISKなどのメカニズムで地上に低気圧が発達すると考えられる。極気団の内部の不安定によって発生する寒冷低気圧を特に、極低気圧と呼ぶことがある。

タイトル: 局地現象
気象学において局地現象(きょくちげんしょう)とは、ごく狭い範囲で起こる局地的な気象現象のことを指し、水平方向に直径数キロメートルから100キロメートル、垂直方向に数メートルから数キロメートルの範囲で起こり、数分から半日程度で収束する現象をいう。特定の地域に集中して深刻な被害を及ぼすのが特徴で、起こる地域と時間帯の予想が困難なため、災害対策への課題ともいえる。

タイトル: 1815年のタンボラ山噴火
なお、タンボラと夏のない年に関係があること自体は、長らくそう信じられてはきたが、科学的な根拠をもってそれが証明されたのは比較的最近のことである。

タイトル: 大洋
そしてこの間に水が集まり、海面が盛り上がる。すると今度は高い所から低い方への流れが生じるが、ここにもエクマン輸送の影響が及び方向が曲げられる。この結果、偏西風と貿易風の間には海面が高い場所が生じ、これを周回するように海流が生じる。この結果、北太平洋では日本列島南海上の水面が最も高くなり、逆に最も低くなるカムチャツカ半島沖とはジオイドからの高低差が1m以上になる。北大西洋ではフロリダ半島東沖合が最も高くなる。赤道上に吹く貿易風による大洋への影響は、エクマン輸送によって南北半球で相反する作用を大洋に与える。すなわち、北半球では北に、南半球では南に海水を動かす。これは海面の水を排斥する動きであり、それを埋めるべく下層の比較的冷たい海水が上昇する。太平洋東部で顕著なこの現象は赤道湧昇と呼ばれ、結果的に赤道部分の大洋表面温度が相対的に低くなる。

タイトル: 藤原の効果
これは年間の熱帯低気圧発生数が多く、同時に近い場所での発生が多いことが理由と見られる。北東太平洋や北大西洋(ハリケーン)、南太平洋やインド洋北部・南部(サイクロン)でも藤原の効果が時々みられる。南大西洋ではサイクロンの発生がほとんど無く、藤原の効果が見られたことはない。ちなみに、台風がお互いに動くときの特徴として、北西太平洋では反時計回り、北大西洋やメキシコ湾では時計回りに回転するものが多いという研究結果がある。

タイトル: 気圧
よって、太陽光が強い状況では、陸地が海洋より高温になることが多く、陸地に低気圧、海洋に高気圧の配置となり、海洋から陸地に向け風が吹く。陸地が冷却される状況では、この逆である。これにより、海陸風やモンスーンが発生する。

タイトル: 海水準変動
海水準変動(かいすいじゅんへんどう)という言葉は、主に地質時代の世界的な海水準(陸地に対する海面の相対的な高さ)の変化に対して用いられる。海水準が上昇することは海進(かいしん)、下降することは海退(かいたい)と呼ばれる。現在および未来の海水準変化の予測の際に、過去の海水準の変化を明らかにすることの重要性が認識されるようになった。古気候の研究者は現在を氷河時代とみなし、地質時代の中でも海水準は比較的低く、海水準の上昇と低下が頻繁に起こる時代と認識している。過去の記録から、およそ1万8千年前の最終氷期最盛期から6千年前までの間にかけて、海水準が120m以上上昇したことがわかっている。3千年前以降19世紀までの海水準の変動率はほぼ一定で0.1-0.2 mm/年程度であったが、1900年以降は1-3 mm/年と上昇している(右図)。

タイトル: 高潮
高潮の原因は主として、気圧の低下による海面の上昇と、向岸風による海水の吹き寄せである。これらを「気象潮」と呼び、「天文潮」すなわち潮汐の満潮が重なるといっそう潮位が高くなる。これらの効果は湾のように遠浅の海が陸地に入り込んでいる地形で最も顕著に現れるので、日本では東京湾、伊勢湾、大阪湾、有明海などで、時に数千人の死者・行方不明者を出す大きな高潮災害が過去に繰り返されている。これらの湾では、湾内の海水の固有振動が潮位を更に上げているとの説もある。米国南部のメキシコ湾沿岸や、ベンガル湾に面したインド、バングラデシュでは、日本よりはるかに大規模な遠浅の海が広がっているため、勢力の弱いハリケーンやサイクロンによっても大規模な高潮が起こりうる。

タイトル: 大地溝帯
アフリカ大陸東部には、インド洋からの湿った空気が流れ込んでくる。しかし大地溝帯周囲の高原地帯がこれを遮るため、高原地帯を抜ける風は湿度を失って乾燥した空気を大陸内部に供給する。これによりアフリカ大陸北部の砂漠地帯や東アフリカから中央アフリカにかけてのサバナ地帯形成の要因の一つになっていると考えられている。

タイトル: 始新世
インド大陸がユーラシア大陸に接近し始めてテチス海が狭まっていき、南極大陸が南米大陸やオーストラリア大陸から分離するなど、始新世は海洋と大陸の配置が大きく変わりつつあった時代だが、それに伴って地球規模で循環する海流の動きも大きく変動していたと思われ、これもまた、海退と寒冷化の一因とされる。

タイトル: 海洋大陸
海洋大陸(かいようたいりく、英語: Maritime Continent)は、主に気象学や海洋学において、インドネシア、フィリピン、パプアニューギニア、その他の国々にまたがる東南アジア地域を指す名称。インド洋と太平洋の間にあり、熱帯暖水プール(英語版)として知られる暖かい海域の中に位置する。1968年にColin Ramageにより生み出された造語で、通常は反対の気候を表すものとして用いられる「海洋性」(湿潤)と「大陸性」(乾燥)という用語をつなげたものとなっている。海洋大陸は多くの島、半島、および浅い海で構成される。この地域は、地球全体の大気循環系の中で最も重要なエネルギー供給地域とみなされているため、気象学においては重要である。その要因は、いくつかの偶然的要因によっている。中でも最も重要な要因は、その地理的な位置と地形である。

タイトル: メキシコ湾流
2014年8月16日、日本の総合研究大学院大学は、メキシコ湾流の流路変化による影響を気象データの解析及び数値モデルから解明し、メキシコ湾流の流路が北方向に大きくずれた年には北極海(特にバレンツ海)の海氷減少とユーラシア大陸の異常寒波が起こりやすく、大陸が寒冷化する可能性を導き出している。

タイトル: 地球の大気
赤道付近では、太平洋西部で上昇気流、インド洋・大西洋や太平洋東部で下降気流が強く、これをウォーカー循環という。また、大陸と海洋の間で1年を周期に風向が変化する季節風も循環構造を持っている。中層大気では、低緯度上空や夏の極上空で上昇気流、冬の極上空で下降気流が強く、これをブリューワー・ドブソン循環という。