カリブ海のサイクロン活動：コモン・エラの年ごとの記録

Caribbean cyclone activity: an annually-resolved Common Era record.

• Dominik Schmitt
• Eberhard Gischler
• Flavio S Anselmetti
• Hendrik Vogel

抄録

熱帯性サイクロン（TC）は、カリブ海地域及び隣接する住民にとって、生命及び財産に対する相当な脅威である。IPCC AR5報告書の第15章で表現されているように、熱帯低気圧のマグニチュードの予測的な増加は、生態学的・社会的災害の可能性の増大を伴い、過去20年間にカリブ海地域で発生したいくつかの激しい熱帯低気圧の衝突によって悲劇的に例証されている。しかし、最新のIPCCグレードの気候モデルは、計測器時代を超えた長期的なTCパターンを変化させる基礎となる境界条件を正確に考慮するために必要な空間的・時間的な解像度がまだ不足している。したがって、将来の気候シナリオの下での信頼性の高いTCの大きさと頻度の変化を予測するためには、このような長期パターンの起源に関する総合的なメカニズムの理解が必要である。カリブ海のTCの記録はまだ稀であり、これらの限界を克服するために必要な連続性と解像度を欠いていることが多い。ここでは、グレートブルーホール（灯台礁、ベリーズ）の底部から毎年分解された堆積物のアーカイブを報告する。TCの記録は1885年を網羅し、解像度と期間の両方の面で既存のすべてのサイト固有のTCのアーカイブを拡張します。我々は、長期的なTCパターンと共通時代の気候変動に対する気候現象の応答との間に関連がある可能性を特定し、エルニーニョ-南方振動、北大西洋振動、大西洋多十年振動のようないくつかの関与する対流圏と海洋の制御メカニズムを考慮した概念的かつ比較的な見解を提供しています。これらの盆地スケールの気候モードは、千年単位（一次）と数十年単位（二次）の両方の時間スケールで、TC形成のための熱力学的環境（海面水温と鉛直風シア応力のダイナミクス）を調節することで、TC活動を内部的に制御している。中世暖帯（MWP）の始まりは、共通時代の記録の中で重要な時間間隔であると解釈し、熱帯間収束帯（ITCZ）の南進により、大西洋熱帯のTCレジームが変化したのではないかと推測した。カリブ海南西部のTC活動は全般的に安定した活動の少ない段階(100-900CE)から、より活動的で変化に富んだ状態(1,100CE-現代)へと変化した。

Tropical cyclones (TC) represent a substantial threat to life and property for Caribbean and adjacent populations. The prospective increase of TC magnitudes, expressed in the 15th chapter of the IPCC AR5 report, entails a rising probability of ecological and social disasters, which were tragically exemplified by several severe Caribbean TC strikes during the past 20 years. Modern IPCC-grade climate models, however, still lack the required spatial and temporal resolution to accurately consider the underlying boundary conditions that modulate long-time TC patterns beyond the Instrumental Era. It is thus necessary to provide a synoptic mechanistic understanding regarding the origin of such long-time patterns, in order to predict reliable changes of TC magnitude and frequency under future climate scenarios. Caribbean TC records are still rare and often lack the necessary continuity and resolution to overcome these limitations. Here, we report on an annually-resolved sedimentary archive from the bottom of the Great Blue Hole (Lighthouse Reef, Belize). The TC record encompasses 1885 years and extends all existing site-specific TC archives both in terms of resolution and duration. We identified a likely connection between long-term TC patterns and climate phenomena responses to Common Era climate variations and offer a conceptual and comparative view considering several involved tropospheric and oceanographic control mechanisms such as the El-Niño-Southern-Oscillation, the North Atlantic Oscillation and the Atlantic Multidecadal Oscillation. These basin-scaled climate modes exercise internal control on TC activity by modulating the thermodynamic environment (sea-surface temperature and vertical wind shear stress dynamics) for enhanced/suppressed TC formation both on millennial (primary) and multi-decadal (secondary) time scales. We interpret the beginning of the Medieval Warm Period (MWP) as an important time interval of the Common Era record and suspect that the southward migration of the intertropical convergence zone (ITCZ) caused, in combination with extensive hydro-climate changes, a shift in the tropical Atlantic TC regime. The TC activity in the south-western Caribbean changed in general from a stable and less active stage (100-900 CE) to a more active and variable state (1,100 CE-modern).