海洋の気候変動の影響のマッピング

海洋は地球の気候を制御するうえで重要な役割を果たしています。 海流が暖流と寒流を循環させ、地球上の離れた地域間をつなぐことで各地域の気候が決まり、生物の多様性に富んだ生態系が作られて気候に影響を及ぼしています。 海洋の熱容量は陸地や大気よりもはるかに高く、温度の上下動が緩やかであるため、沿海部の気候も穏やかです。 海洋は太陽の熱と、化石燃料を燃やすことで生まれる二酸化炭素の多くを吸収しています。

一方で、気候変動により海洋にも劇的な変化が起きています。 温度上昇に加え、海洋生態系を脅かす酸性化と脱酸素も海洋に悪影響を及ぼしています。 異常気象や海面上昇、水産物の枯渇の形で影響は人間にも及んでいます。 また、海洋の温度が上がるほど、陸地の気候変動の影響を緩和できる能力が低下します。 このチュートリアルでは、海洋で最も重要な気候変動ストレス要因である、温度上昇、酸性化、脱酸素の 3 つに関するデータをダウンロードし、視覚化し、比較します。

このチュートリアルは、ArcGIS Pro 3.3 を使用して、2024 年 8 月 5 日に最終テストされました。 異なるバージョンの ArcGIS Pro を使用している場合、機能や結果が異なる可能性があります。

要件

• ArcGIS 組織でのユーザー、公開者、または管理者ロール (ソフトウェア アクセスのオプションをご参照ください)
• ArcGIS Pro (ソフトウェア アクセスのオプションをご参照ください)

海洋温度の変化のマッピング

このチュートリアルでは、Coupled Model Intercomparison Project バージョン 6 (CMIP6) から気候変動予測をマッピングします。 科学者は、気候モデルで地球のシステムをシミュレーションすることで、過去と将来の気候変動を理解できます。 CMIP は多数の気候モデルの結果を組み合わせたものであり、Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) が発行する評価レポートで使用されています。

最初に、海面温度の CMIP6 マップをダウンロードして調査します。 ArcGIS Pro でこのデータを使用して、最近 (1985 年 ～ 2014 年) の温度、将来 (2070 年 ～ 2099 年) の予測温度、これらの 2 つの期間の温度差をマッピングします。

CMIP6 データのダウンロード

CMIP6 データは National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) によって Climate Change Web Portal で提供されています。 ポータルには多数のデータセットが用意されているため、サイトのパラメーターを構成して海面温度に特化したマップをダウンロードします。

注意:

手順に従ってもデータをダウンロードできない場合は、このまま読み進めてください。 データのコピーは必要になったときに後で提供されます。

1. NOAA's Climate Change Web Portal: CMIP6 にアクセスします。
2. [Select Data] の [Experiment] で [SSP3-7.0] を選択します。

   気候変動のモデリングに使用する一連のシナリオは Shared Socioeconomic Pathways (SSPs) です。 SSP3-7.0 は、温室効果ガス排出量が特に高い地域を基準に将来をモデリングします。

   

3. [Select Data] の [Shading] と [Contour or vector] で [Sea Surface Temperature] を選択します。
4. [Model] は [Average Of All Models] に、[Statistic] は [Anomaly] に設定したままにします。

   ダウンロードするデータは多次元形式であるため、一度に複数の変数を格納できます。 変数のうちの 1 つが異常です。将来と過去の温度の差を表しています。

5. [Future Climate] が [No] に設定されていることを確認します。

   

   次に、比較する期間を選択します。

6. [Time Period] で次のパラメーターを選択します。
   • [Season] が [Entire Year] に設定されていることを確認します。
   • [Historical Period] で [1985-2014] を選択します。
   • [21st Century Period] で [2070-2099] を選択します。
7. [Region] で [Global] を選択します。

   

   ダウンロードする前にデータをプレビューします。

8. ページの上部近くにある [Make Slideshow] をクリックします。

   マップが更新されます。 左上のマップは 1985 年から 2014 年までの海面温度の平均値を摂氏で表したものです。

   

   右上のマップには、過去 (1985 年 ～ 2014 年)、および SSP3-7.0 シナリオを使用して CMIP6 モデルで予測された将来 (2070 年 ～ 2099 年) の平均海面温度の差が表示されています。

   

   質問 1: 海面温度の最大の変化を確認するには、どの緯度を予測しますか？ どの程度の温度変化が予測されていますか？

   注意:

   答えは、チュートリアルの最後にあります。

9. ページの上部の近くにある [Download Data] をクリックします。
10. データの準備が完了したら、[Click here to download the netCDF file] をクリックします。

    

11. コンピューター上で、ダウンロードした .nc ファイルを選択します。

    注意:

    お使いの Web ブラウザーによっては、ファイルをダウンロードする場所を選択するよう求めるメッセージが表示される場合があります。 ほとんどのブラウザーでは、デフォルトでコンピューターのダウンロード フォルダーがダウンロード先の場所になります。

    

12. ファイル「temperature_1985_2014.nc」の名前を変更します。

    ダウンロードしたデータには過去の海面温度のマップが含まれています。 パラメーターを変更し、将来の予想海面温度をマッピングする別のデータセットをダウンロードします。

13. Climate Change Web Portal の [Future Climate] で [Yes] を選択します。
14. [Download Data]、[Click here to download the netCDF file] の順にクリックします。
15. ダウンロード ファイル「temperature_2070_2099.nc」の名前を変更します。

マップへの多次元データの追加

世界の海面温度データがある 2 つの .nc ファイルをダウンロードしました。 次に、これらのファイルを ArcGIS Pro のマップに追加します。 1 つのレイヤーは過去の温度をマッピングし、もう 1 つのレイヤーは将来の温度をマッピングします。

1. OceanClimate .zip ファイルをダウンロードし、コンピューター上の場所 (ドライブ C など) に展開します。
2. コンピューターにダウンロードしたファイルを見つけ、解凍します。 OceanClimate フォルダー内の OceanClimate.aprx をダブルクリックして ArcGIS Pro で開きます。

   

3. サイン インを求められたら、ArcGIS アカウントを使用して、サイン インします。

   注意:

   ArcGIS Pro へのアクセス権限または組織アカウントがない場合は、ソフトウェア アクセスのオプションをご参照ください。

   マップが開き、Equal Earth 図法で海流が表示されます。

   ArcGIS Pro で多数のウィンドウを開いている場合があります。 ワークスペースをリセットして、このチュートリアル中に必要になるツールを見つけられるようにしてください。

4. リボンの [表示] タブをクリックします。 [ウィンドウ] グループで [ウィンドウのリセット] をクリックし、[マッピング用にウィンドウをリセット (デフォルト)] をクリックします。

   

   ダウンロードした温度データをこのマップに追加します。 温度データは多次元ファイル形式の netCDF ファイルにあります。 データをマップに追加する際は、表示する変数 (またはディメンション) を選択する必要があります。 [多次元ラスターのサブセット (Subset Multidimensional Raster)] ツールを使用してこれを行うことができます。

5. リボンの上の [コマンド検索] をクリックします。
6. 「subset」と入力します。 検索結果で [多次元ラスターのサブセット (Subset Multidimensional Raster)] をクリックします。

   

   [ジオプロセシング] ウィンドウが表示されます。

7. [入力多次元ラスター] で [参照] ボタンをクリックします。

   

8. さきほどダウンロードした [temperature_1985_2014.nc] ファイルを参照して選択します。

   注意:

   ファイルをダウンロードできなかった場合は、解凍した OceanClimate フォルダーにこのファイルのコピーがあります。

9. [出力多次元ラスター] に「temperature_1985_2014」と入力して Tab キーを押します。

   ファイル拡張子 .crf が出力名に追加されます。 出力はクラウド ラスター形式で保存されます。

10. [変数] で [anomaly] チェック ボックスをオフにします。 [histclim] チェック ボックスをオンにします。

    この変数は、温度の変化ではなく、選択した期間の温度をマッピングします。

11. [ディメンション定義] で [すべて] を選択します。

    

12. [実行] をクリックします。

    レイヤーがマップに追加されます。 これは、1985 年から 2014 年の平均海面温度を表しています。 水温が低くなるほど青くなり、水温が高くなるほど赤くなります。 [コンテンツ] ウィンドウでは、凡例に摂氏 -53 ～ 31.3 度の平均温度が表示されています。

    

    マップには、高緯度の寒冷化していく海洋と、赤道の温暖化していく海洋の予想パターンが表示されています。 ただし、海流も影響を及ぼしています。

13. マップ上で、[OceanSurfaceCurrents] レイヤーと [temperature_1985_2014.crf] レイヤーを比較します。

    

    質問 2: 海流に関連するマップに一部の温度パターンがどのように表示されているかを説明してください。

14. [コンテンツ] ウィンドウで [OceanSurfaceCurrents] レイヤーをオフにして非表示にします。

    

    次に、将来予想される海面温度をマッピングします。

15. [ジオプロセシング] ウィンドウで、次のパラメーターを更新します。
    • [入力多次元ラスター] で、[temperature_2070_2099.nc] ファイルを参照して選択します。
    • [出力多次元ラスター] に「temperature_2070_2099」と入力して Tab キーを押します。
    • [変数] で [histclim] チェックボックスがオンになっていることを確認します。

    

16. [実行] をクリックします。

    temperature_2070_2099.crf という名前の新しいレイヤーがマップに追加されます。 これは temperature_2070_2099.crf と非常によく似ています。

    

過去と将来の海面温度の比較

マップには現在、海面温度を表す 2 つのレイヤーがあります。1 つは過去の平均値を記録したもので、もう 1 つは SSP3.0-7 シナリオに基づいて将来の平均値を予想したものです。 これら 2 つのレイヤーをチャートで視覚的に比較し、気候変動が海面温度に与える影響について確認します。

1. [コンテンツ] ウィンドウで [temperature_2070_2099.crf] レイヤーのオンとオフを切り替えて、このレイヤーとその下にある [temperature_1985_2014.crf] レイヤーの差を観察します。

   

   変化はわずかですが目に見えるものです。 将来のマップでは、オレンジがやや濃くなっており、青がやや薄くなっています。

2. [コンテンツ] ウィンドウで 2 つのレイヤーの凡例を比較します。

   最小値と最大値はいずれも、1985 年 ～ 2014 年のレイヤーよりも 2070 年 ～ 2099 年のレイヤーの方が高くなっています。 マップには差が明確に現れていなくても、値のこの差から海面温度が上昇していることがわかります。

   

   チャートではより有意な差が見られる場合があります。

3. [コンテンツ] ウィンドウで [temperature_1985_2014.crf] を右クリックします。 [チャートの作成] をポイントし、[ヒストグラム] をクリックします。

   

4. [チャート プロパティ] ウィンドウの [数値] で [Band 1] を選択します。 [統計情報] で [平均値] と [中央値] のチェックボックスをオンにします。

   

5. temperature_2070_2099.crf レイヤーと同じ設定で別のチャートを作成します。

   2 つのヒストグラムは似ており、どちらにも双峰分布が見られます。

   

6. 2 つのチャートを切り替えて、平均値と中央値を比較します。

   	平均	中央値
   1985 年 ～ 2014 年	12.8	12.3
   2070 年 ～ 2099 年	14.7	14.7

   ヒント:

   チャート ビューと [チャート プロパティ] ウィンドウのどちらでも [平均値] と [中央値] の値を確認できます。

   どちらの値も、2 つの期間の間で約 2 度上昇しています。 摂氏 2 度はそれほど大きい数字とは思えないかもしれませんが、海洋化学を変化させ、生物学的多様性に影響を及ぼすには十分です。 海洋温暖化は、海面上昇や陸地における気象パターンの変化、異常気象にもつながります。

   注意:

   海洋温暖化の詳細については、Woods Hole Oceanographic institution (WHOI) の Web サイトを参照してください。

7. 両方のチャートを閉じ、[チャート プロパティ] ウィンドウを閉じます。

海面温度の変化の視覚化

海洋は均等に温暖化しているわけではありません。 一部のエリアでは他と比べて急激な温度上昇が起きています。 次は、過去と将来の海洋温度の違いをマッピングする 3 つ目のレイヤーを追加します。

1. [ジオプロセシング] ウィンドウで、次のパラメーターを更新します。
   • [出力多次元ラスター] に「temperature_change」と入力して Tab キーを押します。
   • [変数] で [histclim] チェックボックスをオフにして [anomaly] チェックボックスをオンにします。

   注意:

   [入力多次元ラスター] パラメーターにいずれかの .nc ファイルを選択できます。 どちらにも同じ異常データが含まれています。

2. [実行] をクリックします。

   新しいレイヤーが、マップ上に表示されます。 最も大きい変化 (最大 4.8 度の温暖化) が予想されるエリアは赤で表示されます。 最も小さい変化 (1.3 度の寒冷化) が予想されるエリアは青で表示されます。 極地には変化の最高値と最小値の両方があります。

   

   [temperature_change.crf] レイヤーの配色は均等に適用されません。 値の範囲は -1.3 ～ 4.8 です。 つまり、中央値は 0 ではなく 1.73 であるため、青と緑で表示されているマップ上の一部のエリアは、実際には温暖化しているのに寒冷化している印象を与えます。 シンボルを調整して、変化のないエリア (値が 0) が白、温暖化しているエリアが赤、寒冷化しているエリアが青で表示されるようにします。

3. [ジオプロセシング] ウィンドウを閉じます。
4. [コンテンツ] ウィンドウで [temperature_change.crf] を右クリックして、[シンボル] をクリックします。

   [シンボル] ウィンドウが表示されます。

   まず、データの多様性に合わせて分散配色を選択します。 分散配色には、両端に 2 つの対比色があり、中央に中間色があります。

5. [シンボル] ウィンドウの [配色] メニューをクリックします。 [名前の表示] チェックボックスをオンにします。

   

6. リストの最下部付近までスクロールして、[赤青 (連続)] 配色をクリックします。

   

7. [反転] チェックボックスがオンになっていることを確認します。

   マップと凡例で、高い値が赤、低い値が青で表示されます。

   

   次に、白の中間色が 0 に合っていることを確認します。

8. [シンボル] ウィンドウで [ストレッチ タイプ] が [最小値 - 最大値] に設定されていることを確認します。

   

   この設定により、データの全範囲が配色の全範囲にマッピングされます。

9. [シンボル] ウィンドウの下半分にある [統計情報] で、ドロップダウン メニューをクリックして [カスタム] を選択します。

   [最小] と [最大] の値が 0 から均等の距離にあることを確認します。 摂氏 0 度の温度変化を表すため、0 が望ましい中央値です。

10. [最大] の値である [4.80763292] をコピーします。

    

11. [最小] でマイナス記号より後の数字をすべて消去し、「4.80763292」を貼り付けます。

    

    マップが更新されます。 これで、0 より大きい (温暖化しているエリア) すべての値が赤で表示され、0 未満 (寒冷化しているエリア) のすべての値が青で表示されるようになりました。 色が暗いほど、変化が激しいことを表しています。

    

    マップは大半が赤くなっており、海洋のほぼ全域で来世紀にかけて温暖化の進行が予想されることを示しています。 淡い青になっているのは、南極沿岸のごく一部のエリアとグリーンランドのフィヨルド内だけです。

    temperature_1985_2014.crf レイヤーと temperature_2070_2099.crf レイヤーを比較することで、海洋の温暖化しているエリアがわかりますが、temperature_change.crf レイヤーの方が変化をより明確に視覚化しています。

12. [コンテンツ] ウィンドウで [OceanSurfaceCurrents] レイヤーをオンにします。

    さきほど作成したマップを見ると、海洋温度が主に緯度に左右されていることがわかります。しかし、このマップからは、温度上昇スピードが海流の影響を大きく受けていることがわかります。

    

13. [OceanSurfaceCurrents] レイヤーをオフにします。
14. [参照データ] の横にある矢印をクリックしてグループ レイヤーを折りたたみます。
15. [クイック アクセス ツールバー] で、[保存] をクリックして、プロジェクトを保存します。

    

このチュートリアルではここまで、海面温度のマップの過去と将来の比較、および海流との比較を視覚的に行いました。 CMIP6 気候モデル データのプレビューとダウンロード、マップへの netCDF データの追加、チャートの作成、0 を中心にした分散配色によるラスター シンボルの構成について学習しました。

海洋の pH と溶解酸素の変化のマッピング

予測した変化を海面温度にマッピングしました。 次に、気候変動によるストレスにさらされている、溶解酸素と酸性度という残り 2 つの海洋変数に予測した変化をマッピングします。 データはあらかじめ ArcGIS Pro プロジェクトに用意されているため、netCDF ファイルをさらにダウンロードする必要はありません。ただし、3 つすべての変数を公正に比較するために、一貫したシンボルをレイヤーに適用する必要があります。

溶解酸素の変化の視覚化

魚類をはじめとする海洋生物には生きていくうえで溶解酸素が欠かせません。酸素の供給がわずかに減少しただけでも、生態系に深刻なストレスがもたらされます。 気候変動により、海洋の酸素含有量が減少しています。 1985 年 ～ 2014 年と 2070 年 ～ 2099 年の溶解酸素の予測される変化を視覚化します。

1. [コンテンツ] ウィンドウで、3 つすべての温度レイヤーをオフにします。
2. [oxygen_change] の横にある矢印をクリックしてレイヤーを展開し、レイヤーの凡例を表示します。 レイヤーをオンにします。

   

   注意:

   このマップの溶解酸素濃度は水 1 立方メートルあたりの 0.001 分子で計測されます。

   oxygen_change レイヤーにはマイナスの値 (溶解酸素濃度の低下を示す) とプラスの値 (溶解酸素濃度の上昇を示す) があります。 このレイヤーの分散配色を使用して、ゼロの値 (変化なしを示す) が白で表示されるようにします。

3. [oxygen_change] レイヤーの [シンボル] ウィンドウを開きます。

   ヒント:

   [シンボル] ウィンドウがすでに開いている場合は、[コンテンツ] ウィンドウの [oxygen_change] レイヤーをクリックします。 [シンボル] ウィンドウが更新され、選択したレイヤーのプロパティが表示されます。

4. [配色] で [赤青 (連続)] を選択します。
5. [反転] チェックボックスをオフにします。

   

   これで、酸素が増加するエリアは青 (健全な海洋であることを示す) になり、酸素が減少するエリアは赤 (不健全な海洋であることを示す) になります。

   

   懸念がより大きいエリアはどちらも赤で表示されているため、この配色は temperature_change.crf レイヤーに選択した配色と一致しています。 次に、白の配色を中心に配置します。

6. [シンボル] ウィンドウで [ストレッチ タイプ] が [最小値 - 最大値] に設定されていることを確認します。
7. [統計] で [カスタム] を選択します。 [最大] の値を「42.09399414」に変更します。

   

   [最小] と [最大] の値はすでにゼロから近い距離であったため、マップの見た目は劇的に変化しません。

   

   質問 3: 最も脱酸素が進んでいる部分を確認するために、海洋のどの部分が予測されていますか？ 最も酸性化が進んでいない部分を確認するために、海洋のどの部分が予測されていますか？

   注意:

   海洋の脱酸素の詳細については、「International Union for Conservation of Nature (IUCN) の Web サイト」をご参照ください。

pH の変化の視覚化

pH スケールの範囲は 0 ～ 14 で、水の酸性度または塩基度を計測します。 pH 7 が中性で、値が高くなるほど塩基性が高いことになり、値が低くなるほど酸性が高いことになります。 海水は pH が約 8.1 の中性ですが、海洋はより多くの二酸化炭素を吸収するため、pH が低くなることで海洋の酸性度が高まっています。 海洋の酸性化により、すでに甲殻類やサンゴが死に至っています。

1985 年 ～ 2014 年と 2070 年 ～ 2099 年の海洋の pH の予測される変化を視覚化します。

1. [コンテンツ] ウィンドウで [oxygen_change] レイヤーをオフにします。
2. [pH_change] レイヤーを展開してオンにします。

   

   [pH_change] レイヤーのシンボルは判読しやすくありません。 データ範囲の外れ値で配色範囲の大半を使用しているため、マップ全体がオレンジになっています。 シンボルを調整してカラー バリエーションを表示し、他の 2 つの変化レイヤーの配色と一致させます。

3. [pH_change] レイヤーの [シンボル] ウィンドウを開きます。
4. [配色] で [赤青 (連続)] を選択します。

   酸性化が進んでおり、海洋の健全性に危機が迫っていることを表すため、赤を使って低い値をマッピングします。 青を使って高い値 (酸性度の変化が少ない) を表します。

5. [反転] チェックボックスをオフにします。

   

   マップの大半が青色になります。 次に、配色の外れ値の影響を排除します。

6. [ストレッチ タイプ] で [割合クリップ] を選択します。

   

   このストレッチ タイプはデータ範囲のより小さい部分に対して配色を引き伸ばします。 [最小] と [最大] の数字 (どちらも 2.000 に設定) はどの程度のデータ範囲がクリップされるかを示しています。 このケースでは、データ範囲の上位または下位 2% 以内にあるすべての値が外れ値と見なされます。 外れ値は最も暗い赤か最も暗い青で描画され、大半のデータで配色範囲の大部分が維持されます。

   マップが更新され、北極では暗い赤のより劇的なパターンが表示され、赤道では暗い青が表示されます。

   

7. マップとマップの凡例を比較して、シンボルに問題がないことを確認します。

   

   分散配色を見ると、赤いエリアで酸性度が高まり、青いエリアで酸性度が下がり、白いエリアで変化がないことがわかります。 ただし、凡例を見ると、すべてのピクセルで値がマイナスになっています。 つまり、海洋のすべての部分で今世紀末までに pH が低下するということになります。 このマップで青を使用すると誤解を招きます。 マップを更新して、赤色の陰影だけが含まれるようにします。

8. [シンボル] ウィンドウで [配色]、[配色の書式設定] の順にクリックします。

   

   [配色エディター] ウィンドウが表示されます。

9. [配色エディター] ウィンドウで、最も暗い青のカラー ストップをクリックして選択します。 [色の削除] ボタンをクリックします。

   

10. [色の削除] ボタンをさらに 4 回クリックして、すべての青のカラー ストップを削除します。

    これで、暗い赤から白への配色になりました。

    

11. [OK] をクリックします。

    これで、海洋の酸性化の予測がより正確にマップに反映されるようになりました。

    

    注意:

    科学的な海洋マッピング専用として設計された他の配色は Oceanography Color Schemes に用意されています。 スタイルを ArcGIS Pro に追加する方法については、こちらの「One Minute Map Hack」動画をご参照ください。

    質問 4: 最も酸性化が進んでいる部分を確認するために、海洋のどの部分が予測されていますか？ 最も酸性化が進んでいない部分を確認するために、海洋のどの部分が予測されていますか？

    注意:

    海洋の酸性化の詳細については、NOAA の Web サイトをご参照ください。

結果の比較

これまでの作業で、将来的な海洋の温度と酸性度の上昇と、酸素濃度の低下が予想されることがわかりました。 チュートリアルの仕上げとして、3 つすべての変化レイヤーを比較して、3 つすべての気候変動ストレス要因から最も高いリスクを受けるエリアを特定します。

1. [コンテンツ] ウィンドウで [temperature_2070_2099.crf] レイヤーと [temperature_1985_2014.crf] レイヤーを折りたたみます。

   

2. [temperature_change.crf] レイヤーのオンとオフを切り替えて、[pH_change] レイヤーと比較します。

   

3. [temperature_change.crf] レイヤーと [oxygen_change] レイヤーを比較します。

   

4. [oxygen_change] レイヤーと [pH_change] レイヤーを比較します。

   

   3 つの変化レイヤーには類似点もあれば相違点もあります。 最も劇的な変化は両極、この予測では見ずらいマップのエリアにあります。 マップをグローバル シーンに変換することで、極地がはっきりと表示されるようにします。

5. リボンの [表示] タブをクリックします。
6. [表示] グループで [変換] をクリックしてから [グローバル シーンに変換] をクリックします。

   

   ArcGIS では、マップが 2D でシーンは 3D になっています。 グローバル シーンでは地球が球体として表され、地球全体を視覚化するうえで適しています。 投影座標系を使用する場合にはローカル シーンが必要です。

   新しいシーンが表示されます。

7. 地球上をクリックおよびドラッグして、北極が中心に表示されるようにします。

   

8. 変化レイヤーのオンとオフを切り替えて、地球上で比較します。

   temperature_change.crf レイヤーと oxygen_change レイヤーでは北極海を縁取る暗い赤の類似パターンが見られます。一方、北極とグリーンランドの東海岸にかけて暗い赤が見られるのは pH_change レイヤーだけです。

   

   溶解酸素 (左)、温度 (中央)、pH (右) の変化。

   質問 5: 3 つすべての気候変動ストレス要因から最も高いリスクを受けるのは海洋のどのエリアですか？

9. プロジェクトを保存します。

気候変動は海洋に深刻な影響を及ぼしており、今後もそれが続くことが予想されています。 ただし、これらの変化は温度上昇ほど単純ではありません。地球温暖化は溶解酸素や pH レベルなど、海洋のすべての属性に影響を及ぼし、こうした影響は地球上にまだらに分散されます。 こうした海洋変化をマッピング、比較することで、変化をより深く理解できるようになります。

注意:

このチュートリアルでは、海面の測定結果のみを調査します。 温度、pH、溶解酸素も海洋深度によって異なります。 チュートリアル「ボクセルによるサンゴ礁の生息地の視覚化と調査」を受講して、3 次元海洋データを視覚化する方法を学習してください。

このチュートリアルでは、次のスキルを習得しました。

• CMIP6 気候モデル データのダウンロード方法
• 多次元ラスターのサブセット (Subset Multidimensional Raster) ツールを使用して ArcGIS Pro のマップに netCDF データを追加する方法
• チャートを作成してレイヤー間の平均値と中央値を比較する方法
• 分散配色を使用してラスター シンボルを構成する方法
• マップをグローバル シーンに変換する方法

質問の答え

1. 海面温度の最大の変化を確認するには、どの緯度を予測しますか？ どの程度の温度変化が予測されていますか？

   北方の海洋、特に北緯 35 ～ 80 度の海洋では、温度が 2.8 度を超えて上昇するという最大規模の変化が予測されています。

2. 海流に関連するマップに一部の温度パターンがどのように表示されているかを説明してください。

   大西洋の温かい水がヨーロッパとグリーンランドの間の海流を経由して北極に入っていきます。 陸地にさえぎられている北太平洋には同様の海流は存在せず、強い寒流に囲まれている南極海にも存在しません。

3. 最も脱酸素が進んでいる部分を確認するために、海洋のどの部分が予測されていますか？ 最も酸性化が進んでいない部分を確認するために、海洋のどの部分が予測されていますか？

   マップを見ると、高緯度、特にアリューシャン列島、スカンジナビア、西ロシアの北側にある海で今後数年以内に酸素の最大規模の減少が起きることがわかります。 南極とグリーンランドの南東地域では溶解酸素が増えます。

4. 最も酸性化が進んでいる部分を確認するために、海洋のどの部分が予測されていますか？ 最も酸性化が進んでいない部分を確認するために、海洋のどの部分が予測されていますか？

   今後数年で最も深刻な酸性化が起きることが北極海では予想されており、北米とアジアの北西沿岸でも同様のことが予想されています。 南米の西海岸と太平洋の赤道地域では酸性化の影響が最も低くなります。

5. 3 つすべての気候変動ストレス要因から最も高いリスクを受けるのは海洋のどのエリアですか？

   北方の海洋で温度上昇、酸性化、脱酸素のリスクが最も高くなります。 バレンツ海 (スバールバルとノバヤゼムリヤの間) が特にこれら 3 つの気候変動要因のストレスにさらされています。

使用許諾

• Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6)、National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Physical Sciences Laboratory からアクセス、Climate Change Web Portal)。
• 結合モデルのワーキング グループを通じて CMIP6 の調整と促進を行った World Climate Research Programme にこの場を借りて感謝申し上げます。 モデル出力の生成と提供を行ってくれた気候モデリング グループ、データのアーカイブとアクセスの提供を行ってくれた Earth System Grid Federation (ESGF)、CMIP6 と ESGF をサポートしてくれた複数の資金提供機関にも感謝申し上げます。
• World Ocean Base レイヤーの出典: Esri、GEBCO、NOAA、Garmin、HERE、その他の制作者