北極を解読して冬の天気を予測する

北半球が冬へと向かう毎年秋になると、ジュダ・コーエンは複雑な大気のパズルを解きほぐし始める。MIT土木環境工学科(CEE)の研究科学者であるコーエンは、北極域の状況がヨーロッパ、アジア、北アメリカ全体の冬の天候の行方をどのように決めるのかを数十年にわたって研究してきた。彼の研究は、シベリア地域の積雪と冬の予報との関連性を調べた、バカルディ・アンド・ストックホルム・ウォーター財団教授のダラ・エンテカビとの博士研究員時代の仕事にまでさかのぼる。 コーエンによる2025–26年冬の見通しは、大気の全体像を構築するのに役立つ新世代の人工知能ツールを用いて、北極域から現れる指標によって特徴づけられる季節を描き出している。 **通常の気候駆動因子を超えて** 冬の予報は、世界中の天候に影響を与える熱帯太平洋の海洋・大気状態であるエルニーニョ・南方振動(ENSO)の診断に大きく依存している。しかし、コーエンは、ENSOは今年比較的弱いと指摘する。 「ENSOが弱い年こそ、北極域からの気候指標が特に重要になるのです」とコーエンは言う。 コーエンはサブシーズナル予報において、シベリアの10月の積雪、早期の気温変化、北極海氷域、極渦の安定性といった高緯度域の診断指標を監視している。「これらの指標は、来る冬について驚くほど詳細な物語を語ってくれるのです」と彼は言う。 コーエンが最も重視する一貫した予測因子の一つは、シベリアの10月の天気である。今年、北半球が異常に暖かい10月を経験したなか、シベリアは気温が平年より低く、早期の降雪があった。「低温が早期の積雪と組み合わさると、後にヨーロッパや北アメリカに流れ込む可能性のある寒気団の形成が強まる傾向があります」とコーエンは説明する。これは歴史的に、冬の後半により頻繁な寒波が訪れる天候パターンと関連している。 バレンツ・カラ海の高い海水温と、準二年周期振動の「東風」フェーズも、初冬に極渦が弱まる可能性を示唆している。この擾乱が12月の地表条件と結びつくと、季節の早い時期にユーラシアと北アメリカの一部で平年より低い気温をもたらすことになる。 **AIによるサブシーズナル予報** AI気象モデルは短期（1〜10日）予報で印象的な進歩を見せているが、これらの進歩はより長期の予報にはまだ適用されていない。2〜6週間先をカバーするサブシーズナル予測は、この分野で最も困難な課題の一つであり続けている。 このギャップこそが、今年がサブシーズナル天気予報の転換点となる可能性がある理由だ。コーエンと共同研究を行うチームは、欧州中期予報センター(ECMWF)が主催する2025年AI WeatherQuestサブシーズナル予報コンペティションの秋シーズンで1位を獲得した。この課題は、予測が歴史的に困難とされてきた複数週間にわたる気温パターンを、AIモデルがどれだけ精度よく捉えられるかを評価するものだ。 優勝モデルは、機械学習パターン認識と、コーエンが数十年かけて洗練させてきた北極域の診断指標とを組み合わせた。このシステムは数週間先の予報で大幅な精度向上を示し、主要なAIモデルや統計的ベースラインを上回った。 「このレベルの性能が複数の季節にわたって持続すれば、サブシーズナル予測における真の前進となるでしょう」とコーエンは言う。 このモデルはまた、米国東海岸で12月中旬に起こり得る寒波を、通常より数週間も早く、そのような兆候が典型的に現れる時期よりも前に検出した。この予報はリアルタイムでメディアに広く報じられた。コーエンは、もしこれが実証されれば、北極指標とAIを組み合わせることで、影響の大きい天気を予測するためのリードタイムを延長できる方法を示すことになると説明する。 「潜在的な極端現象を3〜4週間前に特定できれば、画期的な瞬間となるでしょう」と彼は付け加える。「公益事業者、交通機関、公共機関が準備する時間をより多く確保できるようになります」 **この冬に予想されること** コーエンのモデルは、冬の後半にユーラシアと北アメリカ中部の一部で、平年より気温が低くなる可能性が高く、最も顕著な異常は季節の中頃に現れそうだと示している。 「まだ時期は早く、パターンは変化する可能性があります」とコーエンは言う。「しかし、より寒冷な冬のパターンを構成する要素は揃っています」 北極の温暖化が加速するにつれ、冬の天候へのその影響はより明らかになりつつあり、エネルギー計画、交通、公共安全のためにこれらの関連性を理解することがますます重要になっている。コーエンの研究は、北極域が未開拓のサブシーズナル予報の可能性を秘めており、AIが、従来のモデルにとって長らく難題であった時間枠に対してその可能性を解き放つのに役立つかもしれないことを示している。 11月には、コーエンは『ワシントン・ポスト』のクロスワードパズルの手がかりとして登場した。これは、彼の研究が冬の天気に関する一般の話題にどれほど広く浸透しているかを示す小さな証左である。 「私にとって、北極は常に見守るべき場所でした」と彼は言う。「今、AIはそのシグナルを解釈する新たな方法を私たちに与えてくれています」 コーエンは、この季節を通して自身のブログで見通しを更新し続ける。

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