メキシコ湾流について詳しく解説

米国東海岸沖のメキシコ湾流 (オレンジと黄色) (偽色)

メキシコ湾流は、フロリダとバハマの間で始まり、大西洋でグリーンランドの経度に向かって薄まる海流です。その名前は、北大西洋の漂流物、あるいは北大西洋の表面循環全体を指すために不適切に使用されています。

発見

おそらくアメリカ大陸発見の数世紀前にセミノール・インディアンには知られていました。フロリダを発見した 1513 年という早い時期に、航海士ポンセ・デ・レオンは、現在の西インド諸島海から来る大きくて速い温水の流れによって船が流されていることに気づきました。 1770 年になって初めて、当時郵便局長官だったベンジャミンフランクリンは英国との郵便物の輸送時間を改善するためにメキシコ湾流の詳細な調査と詳細な地図作成を実施しました。彼自身も研究に参加し、この作品は非常に大きな影響を与えたので、命名者、あるいは発見者は彼であるという伝説が生まれたほどです。実際には、海流の存在は 1519 年までに広く知られ、受け入れられ、 17^世紀末までに 2 回地図化されました。

範囲

メキシコ湾流と北大西洋の循環

メキシコ湾流は、フロリダ海流、キューバ海流、北赤道海流が合流してできています。フロリダ州の沖合にあるこの川は、幅 80 ～ 150 km、深さ 800 ～ 1200 m の本物の川で、秒速 2 m の速度で流れ、その端は肉眼でも見ることができます。その後、沿岸に沿って北にハッテラス岬まで進み、東に向かって蛇行を形成し、最終的には渦巻きの形で本流から離れ、数日または数週間かけて減衰します。これらの渦は、流れを遅くし、薄める主なメカニズムです。

海流の南限は海中で急速に薄まり、その温度と塩分濃度はほとんど変わりません。それどころか、北西限は、冷たくて逆方向に流れるラブラドル海流の南東限でもあります。

グリーンランドの南部では、暖かい水のポケットが観察され続けていますが、水の動きは統計的には東に向かっているだけです。海に投げ込まれた瓶は、1 日の間はほぼあらゆる方向に移動することができ、1 週間以内には数回方向を変えることになりますが、その平均的な移動が北東方向であることが明らかになるのは数週間後です。

機構

この海流は、メキシコ湾の水面と大西洋の水面との高度差によって生じます。この高低差自体は、地球の自転、熱塩循環、大気循環（貿易風）、海岸の形状など、さまざまな原因によるものです。

熱塩循環の原動力は、塩分と水温による密度の差です。北極海は冷たくて塩分が多いため、密度が高くなります。大西洋の水は暖かく、塩分が少ないため、密度が低くなります。したがって、前者は南極に向かって後者の下に潜り、北に向かって大西洋の水を吸い込みます。

現象の影響に関する理論

1855 年、米国海軍中尉のマシューフォンテーヌモーリーは、 『海の物理地理学とその気象学』を出版し、大成功を収めました。彼はメキシコ湾流が西ヨーロッパの冬の気温の調節に主要な役割を果たしているという仮説を立てました。大西洋の両側で行われた観察から、著者は、地元の熱の唯一の実際の発生源であるメキシコ湾流が、特に穏やかなヨーロッパの冬の気候（カナダ東部より平均15℃高い）の原因であると結論付けました。しかし、公海上の正確な気候記録を持っていなかったため、著者は「海洋」気候と大陸気候を区別しませんでした。大陸気候は実際には根本的に異なります。

この理論によれば、暖かいメキシコ湾流が冬の冷たい西風に熱エネルギーを伝え、日射量の減少により大気層と海洋層の間の不均衡を安定させます。 2 つの層は互いにバランスをとり、それによって温度の低下を軽減します。この理論は 1世紀以上前から存在しますが、科学的に確認されることなく、地理教科書や百科事典を含めて 1990 年代まで広く流布されました。メキシコ湾流がヨーロッパの大陸または海洋の気候、または雲の形成に及ぼす影響の正確な重要性はまだわかっていません。

実際、メキシコ湾流は気候に影響を与える可能性がありますが、より複雑でおそらく間接的な役割を果たします。いずれにせよ、ヨーロッパの冬が比較的穏やかであることはこれだけで説明できるわけではありません。夏にユーラシア大陸、特に海によって蓄積された熱エネルギーの一部は、冬には特に大西洋上空で、山脈方向に影響を与える撹乱を経験することなく、風に押された気団に一部戻されます。アメリカ大陸と国境を接する南北。
一方、海洋ジェット気流、つまり地球の自転による風の偏向、またはコリオリ力が支配的な西風のおかげで大陸に冬をもたらすため、海洋の空気ははるかに穏やかです。大陸の空気よりも。ただし、ヨーロッパでは支配的な風は西から吹いており、北米ではむしろ北から吹いています。

リチャード・シーガー (コロンビア大学の気候学者) が 2002 年に発表した研究は、メキシコ湾流の影響は大気の動きの影響よりもはるかに重要ではないという仮説をモデルで裏付けています。リチャード・シーガーのシミュレーションによると、米国東部と西ヨーロッパ（ノルウェーを除く）の間で観察される冬の平均気温の差は、メキシコ湾流とわずかに関係しているだけで、むしろ卓越風の方向の違いに関係していることが示唆されています。ロッキー山脈の存在と地理的構成は、温度差、米国の東の風は北から吹くのに対し、ヨーロッパの西の風は西から吹く、ということをよりよく説明するでしょう。 R. シーガーがテストしたさまざまなモデルではメキシコ湾流の影響は著しく弱まり、メキシコ湾流が停止しても北米の冬季はヨーロッパより寒いままであるという事実は変わらない。そのモデルは、海洋熱輸送が停止した場合、中緯度では約 4.5 ～ 6 ℃、ノルウェーでは約 20 ℃の寒冷化を示唆していますが、大西洋からの熱輸送は両側で均等に分布します。この効果は中緯度では地球温暖化を相殺するだけだろう。 ^{[ 1 ]}

パリとモントリオールの間にコントラストが存在する場合、それは地球の自転によるものです。これは、温帯緯度では、海の東端が海洋性気候の恩恵を受けていることを意味します。パリとモントリオールの間に確立される西からの風の影響下にあります。亜熱帯高気圧と低気圧があり、それらは海洋流路で熱と湿気をもたらします。

メキシコ湾流が消滅する可能性

私たちは、南極の氷のサンプルのおかげで、大気中の_{二酸化炭素}のレベルが温度によって変化することを発見しました。氷河期の 180 ppmv から氷河間期の 280 ppmv まで変動しました ( 1 ppmv は体積で 1 ppm、つまり空気 1 m3 あたり 1 cm3 です)。人間の活動により、最近、大気中の CO ₂レベルが 370 ppmv まで増加しました。これは、100 万年間一度も到達したことのないレベルです。この割合は加速的に増加し、指数関数的となり、2050 年には 700 ppmv に達し、2 倍になるはずです。反芻動物や沼地、河口、水田の消化から生じるメタンも忘れてはなりません。これも強力な温室効果ガスであり、これも急速に増加しています。地球の表面では 100 年間で気温が 0.6℃上昇したことがすでにわかっています。そして熱水の膨張によって海の水面が上昇すると考えられています。

大陸の氷河の融解が定量的な海洋の上昇を引き起こすことはできませんが、北大西洋では温室効果により北極の巨大な氷河が融解し、北大西洋の降水量の増加に寄与しています。これら 2 つの現象が組み合わされて、この地域への淡水の供給が始まります。最終氷河期の始まり（紀元前 11,000 年頃）の場合のように、後者が重要になりすぎると、北アメリカで氷河が溶け、巨大な湖の水が放出され、海流が冷やされ、全体的な冷却が引き起こされます。地球の気候）、その場合メキシコ湾流は消滅する可能性があります。実際、淡水が大量に流入すれば、北極海とノルウェー海の水密度の差は減少するでしょう。冷たく塩辛い海でダイビングする場所はアゾレス諸島にあります。そしてメキシコ湾流は折り畳まれ、アゾレス諸島を越えることはできなくなります。

古気候学は、北半球の平均気温と大西洋流の強さとの間に強い相関があることを強調しています。原因と結果がどこにあるのかはまだ正確に特定されていません。過去の気候では、海流の減速と相まって、大西洋で約5℃、ヨーロッパで10℃、グリーンランドで15℃の突然の気温低下が見られました（その化石の痕跡は堆積学によって観察されています）。これらの変化はわずか数十年で現れ、非常に強力なフィードバックループが存在することを示唆しています。このタイプの最後の冷却は約 8,200 年前に遡り、海洋堆積物の研究は、それが実際に北大西洋への大量の淡水の流入であり、海洋循環を遮断した (または大幅に遅らせた) ことを示唆しています。

しかし、マルティン・ヴィスベック氏（ライプニッツ海洋科学研究所、ドイツ、キールの物理海洋学部）によれば、北大西洋の海流は2100年までにその強さを30％失い、北ヨーロッパの冬はより寒くなる可能性があります。しかし、現在のヨーロッパの温暖化は隠蔽されています。 (メキシコ湾流の停止後に北半球で氷河期が突然始まるという、ローランド・エメリッヒ監督の映画『デイ・アフター・トゥモロー』で示されたようなシナリオのリスクがありません)

考えられる結果

冬の寒さの影響。リチャード・シーガー氏のシミュレーションでは、メキシコ湾流の遮断（特定のモデルによれば20年か200年以内に起こる可能性がある）は、北米と比較して西側からヨーロッパの冬季寒冷化にわずかな変化しか引き起こさないと推定している。

海面への影響:現在、ニューヨークの平均海面は、海流の影響もあり、ヨーロッパの海岸よりも約 1メートル高くなっています。北西大西洋の海流が 30% 減少すると、北米の海面が低下し、ヨーロッパでの約 10 cm の上昇と釣り合いが取れ、これに氷の融解水の拡大と流入の影響が加わる必要があります。

地球温暖化にブーメラン効果？北大西洋漂流の永久的な沈下により、毎年約 10億トンの大気中の溶存 CO _{2 が}北大西洋の表層水に埋もれています。この CO _{2 は}何世紀にもわたって深層に閉じ込められる可能性があります。

海流が減速すると、海の上層はより急速に酸性化し、海が吸収する_{二酸化炭素の}量が減り、さらには放出される可能性があり、その結果、大気中の温室効果ガスの濃度が増加し、北半球の気温が上昇することになる。氷河の融解とその後の大西洋への淡水の流入も同様であり、それが自立的な悪循環を生み出して流れをさらに遅くするだろう。

メキシコ湾流がプランクトンの成長と分布に間接的な影響を及ぼし、その排出を通じて水蒸気の核形成、つまり雲の形成に間接的に影響を与えるかどうかはまだ研究されていない。気候調整の観点から重要です。

さらに、エルニーニョ現象やラニーニャ現象に加えて、他の海流も関与しています。ティエリー・デルクロワ氏（空間地球物理学・海洋学研究研究所）は、太平洋気候研究プログラムによって、中深部赤道海流（毎秒約1億立方メートルの水が流れる）（1200メートルで300メートル）の意味が2000年に変わったことを発見したと指摘している。