海面上昇

2013-12-01T01:02:22Z

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'''海面上昇'''（かいめんじょうしょう）とは、[[地球温暖化]]に端を発する[[海水]]の[[熱膨張率|熱膨張]]や大陸[[氷床]]の[[融解]]などで[[海面]]が上昇する現象のこと。平均海水面、つまり[[波浪]]や[[うねり]]、[[津波]]・[[高潮]]などの短周期変動をならして平均化した水面の上昇を指す。

[[Image:Recent Sea Level Rise.png|right|thumb|300px|近年の海水準の変化。]]
[[Image:Post-Glacial Sea Level.png|thumb|right|300px|最後の氷河期終了時からの海水準の変化。詳しくは[[海水準変動]]を参照。]]

地球の長い歴史をみると、顕著な海面上昇と海面低下は何度も発生している（[[海水準変動]]を参照）。これは260万年前以降の[[第四紀]]にもみられ、特に[[氷河期|氷期]]が終わって[[間氷期]]に向かい温暖化していく時期に、数十mもの海面上昇が起こったと推定されている。6000年前までの約1万年間にも、間氷期開始に伴う100m近い海面上昇が発生している。しかしここ数千年では大きくは変化せず、過去3千年間は平均0.1 － 0.2mm/年程度の上昇量であった<ref>[[海水準変動#最終氷期以降の海水準変動]]を参照</ref>。しかし近年は[[地球温暖化]]の影響により、その数十倍のペースの海面上昇が観測され、さらに加速するものと懸念されている<ref name="NatureReport201004"/>。

現在では、一般的に「海面上昇」といえば19世紀以降の地球温暖化の影響と推定されるものを指す。地球史上の特定の時期に関して「海面上昇」と呼ぶこともあるが、この記事では特に断りがない限り[[地球温暖化]]によるものを取り上げる。

== 近年の海面上昇 ==
近年は[[地球温暖化]]により、[[IPCC第4次評価報告書]]に記された値を上回る、3mm/年以上の速度での上昇が観測されている<ref name="NatureReport201004"/>。このため今世紀中にメートル単位の海面上昇が起こる可能性が指摘されている<ref name="NatureReport201004"/>。
海面上昇による影響は特に、[[ヴェネツィア]]などの海抜が低い都市、[[オセアニア]]などの小さな島国などで、深刻な問題となっている。仮に海面が1m上昇すると[[マーシャル諸島]]は国土の80%が沈没すると予測されている。[[東京]]や[[オランダ]]、[[バングラデシュ]]の一部などのように、海岸沿いに海抜以下の地域（いわゆる'''海抜ゼロメートル地帯'''）を有する諸国や都市にとっても重要課題となっている。特にバングラデシュでは、1mの海面上昇で国土の18%にあたる2万6,000km<sup>2</sup>、[[岩手県]]と[[青森県]]を合わせた面積に相当する低地が沈むといわれている。

=== 海面上昇の原因 ===
海面上昇の主たる原因は'''[[海水]]の熱膨張'''であり、次いで南極[[氷床]]並びにグリーンランド[[氷床]]の融解とされている（北極海の[[海氷]]に代表される[[海氷]]・[[氷山]]・[[流氷]]は、融解しても海面水位には影響しない。）。

* [[熱膨張]] : 温度によって[[熱膨張率]]が異なるが、4°Cから離れれば離れるほど体積は加速度的に増える。
* [[蒸発量]] : 海からの蒸発量の変化は、海の体積の変化をもたらす。間接的に[[降水量]]と関係している。
* [[南極]]や[[グリーンランド]]の[[氷床]]・[[氷河]]、山岳[[氷帽]]の融解 : 海水の浮力に依存せずに存在している氷床・氷河ならびに万年雪などは、融解によってそのほとんどの体積が海水の体積増加に寄与する。また、これら由来の[[氷山]]の場合は、陸上から海に流れ出た時点で氷河の体積の9割弱程度海の体積が増え、融解後にはさらに塩分濃度差の分だけ僅かに海の体積が増えるという二段階変化をする。
* [[地形]]の変化 : 体積が変化しない場合でも、海底の隆起や沈降、陸上由来の土砂の堆積など、海に接している地形の変化によって海面が上昇する。
* [[氷河底湖]]の流出 : 近年の温暖化により融解した分ではない水塊が、氷河の融解により海に流出し海水の体積を増加させる（温暖化による融解分は氷河の融解と同一視するが、これは区別できない場合も多い）。

'''（[[北極海]]や[[南極海]]などの[[海氷]]融解 : 海氷のように海に浮かんでいる[[海氷]]・[[氷山]]・[[流氷]]は、[[アルキメデスの原理|アルキメデスの法則]]で証明されているとおり、海面の上昇には影響しない。ただし、海氷は凍結過程で塩分濃度が下がっているため、その低下した塩分濃度分、わずかではあるが海面が上昇するという説もある。）'''

2012年5月20日、[[東京大学]]チームは1961年-2003年における年平均0.77mmの海面上昇の一因は大量の[[地下水]]くみ上げによるとの研究結果をまとめ、『ネイチャージオサイエンス』に発表した<ref>[http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/environment/2879060/8974838 くみ上げられた地下水が海面上昇の一因に、東大研究チーム]（AFPBB News2012年7月1日閲覧）、[http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/abs/ngeo1476.html Nature Geoscience]</ref>。「非持続的な地下水利用、人工[[貯水池]]への貯水、[[気候変動]]に伴う[[陸]]域貯水量変化、[[閉鎖性水域|閉鎖水域]]の水消失などが上昇に42%寄与、非持続的地下水利用が最大要因」としている。

=== 海面上昇量の予測 ===
地球全体の気温が上昇し、陸上の[[氷床]]・[[氷河融解|氷河の融解]]や海水の膨張が起こると、[[海面上昇]]（[[海水準変動]]）が発生する。北極海や南極海に浮かぶ[[海氷]]の場合は、融解のみを考慮すれば、海面の上昇にはほぼ寄与しないといえる。ただし、海水準変動の原因には、[[地盤沈下]]、[[隆起]]、[[沈降]]、[[侵食]]、[[気圧]]の変化などもあり、厳密にはこれらも考慮した上で、全地球的には温暖化により海面が上昇していると考えられている。

[[IPCC第4次評価報告書|第4次報告書]]によれば、実測による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/年だった<ref name="AR4_5_5_2">[http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch5s5-5-2.html 5.5.2.1 20th-Century Sea Level Rise from Tide Gauges]、[[IPCC第4次評価報告書]]</ref>。また、ここ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/年と大きかった<ref name="AR4_5_5_2_2">[http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch5s5-5-2-2.html 5.5.2.2 Sea Level Change during the Last Decade from Satellite Altimetry]、[[IPCC第4次評価報告書]]</ref>。そのうち熱膨張による寄与がもっとも大きい値を示しており（1.6±0.5mm/年）、ついで氷河と[[氷帽]]の融解（0.77±0.22mm/年）、グリーンランド氷床の融解（0.21±0.07mm/年）、南極氷床の融解（0.21±0.35mm/年）の順で寄与が大きい<ref name="AR4_5_5_6">[http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch5s5-5-6.html 5.5.6 Total Budget of the Global Mean Sea Level Change]、[[IPCC第4次評価報告書]]</ref>。その他の要因の影響幅は、上記の要因より小さいと見られている<ref name="AR4_5_5_6"/>。

2100年までの海面上昇量の予測は、[[気候変動に関する政府間パネル|IPCC]]の第3次報告書 (2001) では最低9 - 88cm の上昇、[[IPCC第4次評価報告書|第4次報告書]] (2007) では、最低18 - 59cmの上昇としている。しかしこれらのIPCCのモデルでは西南極やグリーンランドの氷河の流出速度が加速する可能性が考慮に入っていない<ref name="Table10.7"/>。近年の観測では実際に大規模な融雪や流出速度の加速が観測されていることから、上昇量がこうした数値を顕著に上回ることが危惧されている<ref name="Nikkei20080128"/>。AR4以降の氷床等の融解速度の変化を考慮した報告では、今世紀中の海面上昇量が1 - 2mを超える可能性が複数のグループによって指摘されている<ref name="NatureReport201004">[http://www.nature.com/climate/2010/1004/full/climate.2010.29.html A new view on sea level rise,Stefan Rahmstorf,6 April 2010]</ref>。[[#南極氷床の融解]]も参照。2011年、NASAの研究者でカリフォルニア大学アーバイン校（UCI）の地球システム科学教授であるエリック・リグノ（Eric Rignot）氏は、南極やグリーンランドの氷河流出も考慮したうえで、2050年までの海面上昇を３２cmと予測した。（Rignot E.; I. Velicogna, M. R. van den Broeke, A. Monaghan, and J. Lenaerts (2011). "Acceleration of the contribution of the Greenland and Antarctic ice sheets to sea level rise" ）

=== 南極氷床の融解 ===
[[南極氷床]]への[[地球温暖化]]の影響に関しては、融解量を降水量が上回り、氷床が減少しない可能性も指摘されていた<ref name="Nikkei20080128"/>。また寒冷化説などを論拠に地球温暖化による海面上昇を否定する主張も見られた（[[地球温暖化に対する懐疑論#氷河融解]]を参照）。
しかし南極やグリーンランドの氷床の融解速度については不明な点が多いとして、[[IPCC第4次評価報告書]] (AR4) では今世紀中の海面上昇量に関し、氷床等の流下速度の変化の影響を含めなかった<ref name="Table10.7">[http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch10s10-6-5.html#table-10-7 Table10.7, Figure 10.33]</ref>。しかしAR4以後、南極の氷床が予想よりも急速に融解していることが複数の報告によって指摘され、2006年までの10年間で[[西南極氷床]]の広い範囲で融解速度が59%速まっていることや、海へ氷が流れ落ちる速度が2003年までの10年で12%加速していたことなどが判明している<ref name="Rignot_IceMassLoss">[http://www.nature.com/ngeo/journal/v1/n2/abs/ngeo102.html Eric Rignotほか、Recent Antarctic ice mass loss from radar interferometry and regional climate modelling、Nature Geoscience 1, 106-110 (2008)]</ref><ref name="BBC_AA_IceSheet">[http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/6727543.stm Antarctic glaciers 'flow faster', BBC, 6 June 2007]</ref><ref name="NG_AA_IceSheet">[http://news.nationalgeographic.com/news/2007/02/070221-antarctica-lakes.html "Buried Lakes Send Antarctica's Ice Slipping Faster Into the Sea, Study Shows", National Geographic, 2007年2月21日]</ref>。また予測を上回る大規模な融雪現象も観測されている<ref name="WAIS2008">[http://www.sciencedaily.com/releases/2008/01/080113143438.htm Increasing Amounts Of Ice Mass Have Been Lost From West Antarctica, ScienceDaily, Jan. 14, 2008]</ref><ref>[http://www.asahi.com/special/070110/TKY200705260233.html 南極大陸で異常事態大規模な融雪判明温暖化の影響か（朝日新聞、2007年 5月27日）]</ref>。このためIPCCの報告書に記載されているよりも海面上昇量が顕著に増加することが懸念されている<ref name="Nikkei20080128">[http://eco.nikkei.co.jp/column/ipcc/article.aspx?id=MMECc4007028012008 北極・南極の氷をめぐる危機・長期安定化に向けた対応の緊急性(08/01/28)]</ref>。
特に[[西南極]]氷床 (WAIS) は海水が下に入りこみやすいため、従来の予測よりも短期間で融解して最大6mの海面上昇を招く可能性が指摘されている<ref name="Hansen_AA_IceSheet">[http://environment.newscientist.com/channel/earth/mg19526141.600-huge-sea-level-rises-are-coming--unless-we-act-now.html Huge sea level rises are coming – unless we act now, New Scientist、2007年7月25日]</ref>。さらに2009年には、安定していると見られていた<ref name="WAIS2008"/>[[東南極]]氷床 (EAIS) でも氷量の減少が確認され、懸念が一層高まっている<ref name="EAIS2009">[http://www.sciencedaily.com/releases/2009/11/091125230727.htm NASA Satellites Detect Unexpected Ice Loss in East Antarctica, ScienceDaily, Nov. 26, 2009]</ref>。

== 最終間氷期以後の海面上昇 ==
* BC13万年ごろから[[氷河期|最終間氷期]]が始まり、BC12.5万年頃に海面最大上昇期を迎える。現在の海面より5mから10m高く、日本では[[下末吉海進]]と呼ばれている。
* BC7万年ごろからBC16000年頃まで[[最終氷期]]となり、海面は低下した。その頃は現在よりも海面は100メートル前後低かった。
* BC12000年頃から海面の急激な上昇が始まり、8000年をかけてBC4000年頃までに100メートル上昇し海面が現在に近いレベルになった。
* BC9200年頃からBC8000年頃にかけて1200年ほど比較的海面レベルが安定した時期があり、これは現在より45メートル低かった。
* BC6000年頃には、現在よりも30メートル程度低かった。
* BC4000年頃が海面の高さがピークに達し、この時には現在よりも数メートル海面は高かった。これはBC2500年頃まで続いた。日本では[[縄文時代]]の頃で現在より4メートル高かったという調査がある。[http://www.kobe-c.ed.jp/shizen/strata/oska_org/04057.html] 平野部では場所によっては100kmも海岸線が現在の内陸部にあった。これを現在からみると、海面が上昇していたように見え、海が陸に向かって進んでいたので、日本では[[縄文海進]]と呼ばれている。
* その後、海面は数メートルの範囲で3回上下を繰り返している（日本では[[平安海進]]が知られている）。

* 現在は比較的高いレベルにある。

== 海面上昇の影響 ==
=== 陸地の浸水・海没 ===
[[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おり、今後この様な海面上昇による移民（[[環境難民]]）の発生が予測されている。
ツバル等で見られる浸水被害は現時点ではローカルな人工的要因の影響が大きいが、これが今後予測される海面上昇の危険性を高めているとされる<ref name="MOE_2009">[http://www.env.go.jp/earth/suishinhi/wise/j/pdf/J07B0015000.pdf 環礁州島からなる島嶼国の持続可能な国土の維持に関する研究、茅根創（東京大学）、2009年]</ref>。詳しくは[[ツバル#気候変動]]を参照。

海面上昇により平均海面が上がると、これに準じて[[高潮]]や[[波浪]]による最大波高も上がる。このため、海面上昇によってこれらの災害の危険性が増し、被害はより内陸へと拡大する。また浸水区域の広域化を招くための防潮扉・排水ポンプの設置など、海岸沿いの地域経済及び自治体に多くの負担を強いることとなる。日本における試算例では、15cmの海面上昇で毎年5兆円以上の被害が生じると予測されている<ref name="MOE_Risk_2009"/>。

砂浜の喪失による被害も懸念されている。日本における試算例では、海面が7 - 24cm上昇しただけで、経済的損失が毎年121 - 430億円に上ると予測されている<ref name="MOE_Risk_2009">[http://www.env.go.jp/press/press.php?serial=11176 地球温暖化「日本への影響」－長期的な気候安定化レベルと影響リスク評価－、温暖化影響総合予測プロジェクト、平成21年5月]</ref>。

=== 漁業への影響 ===
日本沿岸でも、1980年代半ば以降では大きな上昇率（3.3mm/年）が観測されている<ref>[http://www.data.kishou.go.jp/kaiyou/shindan/a_1/sl_trend/sl_trend.html 日本沿岸の海面水位の長期変化傾向]、気象庁、2007年2月13日</ref>。日本においては、小さな海面上昇でも[[汽水域]]の移動などの影響があり、汽水域を必要とする[[海苔|ノリ]]、[[カキ (貝)|カキ]]、[[アサリ]]などの沿岸[[養殖]]を含む各種の漁業に、深刻な影響を与える。

=== 地下水位の上昇 ===
東京などの沿岸部に近い都市部の、海岸に近い地域では、海面上昇に伴い、[[地下水]]の水位が上昇する。これにより、[[地下鉄]]など地下に埋設された空洞部分の地下水に対する浮力が増し、地下道の破壊を招きかねない。この対策として、地下設備のアンカー固定を行う作業が必要となる。現在のところ温暖化との直接の関連性は見受けられないが、[[東京駅]]や[[上野駅]]などでは近年、地下水の上昇に伴い、地下駅の浮力の上昇が問題となり、アンカー設置工事が行われている。東京の地下水上昇の主因は工業用水くみ上げ規制により、地下水位が回復していることも影響している。

同時に、海面の上昇は地下水における海水の侵入をも意味する（地下水の塩水化<ref name="gsj_1982">[http://www.gsj.jp/Pub/Bull/vol_33/33-10_01.pdf 本邦における地下水の塩水化、村下、地質調査所月報，第33巻第10号，p479－530，1982]</ref>）。日本の工業地帯は主に海岸部に集中し、多くの地下水をくみ上げ工業用水として使用している。すでに[[地盤沈下]]などで工業用水のくみ上げの規制は行われているが、これに海水が混入し始めると、工業用水としての利用はできなくなる。このため、淡水化事業、ダム水利権など多くの問題が発生することとなる。また、海岸に近い水田では、地下深くにあった塩分の層が地表近くに達し、[[干拓]]地などにおける水田では、稲作に深刻なダメージを与えることが懸念されている。加えて、[[河川]]の[[塩水くさび]]の影響が中流域にまで達すると考えられ、平野部の[[農業用水]]や生活用水の取水に大きな影響を与えるものと考えられる。

== 出典 ==
{{Reflist}}
* 梶谷通稔 [http://arp-nt.co.jp/rensai/index-sono2.html その2：氷山と水位と地球環境] あなたはビルゲイツの試験に受かるか？

== 関連項目 ==
* [[海水準変動]]
* [[隆起と沈降]]
* [[洪水]]
* [[高潮]]
* [[衛星海洋学]]
* [[南太平洋潮位・気候監視プロジェクト]]

== 外部リンク ==
* [http://climate.nasa.gov/keyIndicators/index.cfm Key Indicators — Global Climate Change] [[アメリカ航空宇宙局|NASA]] [[ジェット推進研究所|JPL]] による衛星高度計で測定した全球海面の海水位グラフなどがある。

{{地球温暖化}}

[[Category:海|かいめんしようしよう]]
[[Category:気候変動|かいめんしようしよう]]
[[Category:気候変動の影響|かいめんしようしよう]]
[[Category:地球史|かいめんしようしよう]]

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[[bn:সমুদ্রস্তরের উচ্চতাবৃদ্ধি]]
[[de:Meeresspiegelanstieg]]
[[en:Current sea level rise]]
[[es:Subida del nivel del mar]]
[[fr:Élévation du niveau de la mer]]
[[hr:Porast razine mora]]
[[id:Kenaikan permukaan laut]]
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[[pl:Zmienność poziomu morza]]
[[pt:Subida do nível do mar]]
[[ro:Creșterea nivelului mării]]
[[fi:Merenpinnan nousu]]
[[sv:Havsnivåhöjning]]
[[vi:Mực nước biển dâng]]
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