植物プランクトンがエルニーニョ現象を弱める?

2025-11-18 東京大学

東京大学と海洋研究開発機構(JAMSTEC)の研究チームは、海洋生態系モデルに独自の解析手法を適用し、植物プランクトンがエルニーニョ現象の強さをどれほど抑えるかを世界で初めて定量化した。解析の結果、植物プランクトンが海面付近で太陽光を吸収し海水を加熱する効果が、エルニーニョ発生時にその振幅を約4割弱めることが判明した。エルニーニョでは湧昇が弱まり栄養塩が減るため植物プランクトン濃度が低下し、光吸収が減って海面加熱が抑制される。逆にラニーニャでは植物プランクトンの増加により加熱が強まり、ラニーニャの振幅も弱まる。これらの効果は、雲量増加による放射冷却と同程度の強さであることも示された。今回の成果は、植物プランクトンを含む海洋生態系の変動を気候モデルに組み込むことで、数か月先のエルニーニョ予測や異常気象予測の精度向上に寄与することを示す。

植物プランクトンがエルニーニョ現象を弱める?
植物プランクトンがエルニーニョ現象を弱めるメカニズム

<関連情報>

ENSOに対する植物プランクトンによる抑制効果はどの程度重要ですか? How important is the damping effect of phytoplankton on ENSO?

Kaito Koike, Tomoki Tozuka and Yoshikazu Sasai
Environmental Research Letters  Published: 17 November 2025
DOI:10.1088/1748-9326/ae16bd

Abstract

The El Niño–Southern Oscillation (ENSO) is a key driver of global climate variability, and its impact on phytoplankton concentrations in the eastern equatorial Pacific via nutrient supply changes is well established. However, the extent to which phytoplankton feedback influences ENSO remains unclear. Chlorophyll in phytoplankton warms the upper ocean by absorbing solar radiation, and this effect weakens during El Niño and strengthens during La Niña, yet its overall impact is not well quantified. Using a simple nitrogen-based Nitrate–Phytoplankton–Zooplankton–Detritus pelagic model, here we show that phytoplankton concentration anomalies significantly dampen ENSO by cooling sea surface temperature by 0.69 °C during El Niño development and warming it by 1.09 °C during La Niña, with mean amplitudes of 1.71 °C and 1.42 °C, respectively. This may partially contributes to the amplitude asymmetry of ENSO, and accounts for 16.8% of total shortwave radiation-related damping during El Niño and 17.4% during La Niña. Our offline modeling approach successfully isolates this direct heating effect by excluding indirect dynamical effects of phytoplankton to physical variables.

1702地球物理及び地球化学
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