厳冬への警戒

https://news.yahoo.co.jp/articles/85d852c93c7f26d50006703da18ee2ced819fd52　【厳冬への警戒を　ラニーニャ現象が継続　今後1カ月は大雪の可能性】　より

　西日本を中心にした記録的な大雪は28日ごろから次第に収まっていくと予想されている。ただし、この冬は西日本以南を中心に厳冬や大雪をもたらしやすい「ラニーニャ現象」が継続しており、今後も大雪や厳しい寒さに注意が必要だ。

　今回の大雪は「日本海寒帯気団収束帯（JPCZ）」が西日本上空に形成され、雪雲が発達したことでもたらされた。JPCZは、大陸からの季節風が朝鮮半島北部の「長白山脈」にぶつかって二分された後、日本海上で合流するもので、日本海側に局所的な大雪をもたらすことで知られる。気象庁によると、今月中旬の日本海南部は海面水温が平年よりも約0・7度高く、大気中の水蒸気が多くなったことでより雪雲が発達しやすくなっていた可能性もあるという。

　また、今冬は南米ペルー沖の海面水温が平年より低くなる「ラニーニャ現象」が発生している。ラニーニャ現象が起きると太平洋熱帯域の東風（貿易風）が強くなり、海面付近の温かい水がより多く西側に流れる。

　西側のインドネシア近海には温かい水が蓄積し、積乱雲が発生しやすくなる。さらに上昇気流によって上空の高気圧が北西側で強まり、偏西風が日本付近で南に蛇行することで、北西からの寒気が日本に流れ込みやすくなる。

　気象庁によると、今回は偏西風が北に蛇行しており、ラニーニャ現象の影響があったかははっきりしていない。ただし、12月末から1月上旬には偏西風が再び南に蛇行するとみられている。気象庁は向こう1カ月、日本海側を中心に降雪量が多くなる可能性があるとしている。【信田真由美】

http://club-alpine.blog.jp/archives/2021928.html　【冬季はラニーニャ現象が強まり、2022年にはエルニーニョ現象が発生する可能性が高まった】より

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ラニーニャ現象は太平洋赤道域で予想以上に冷え込んでおり、冬のシーズンへの影響がより確実なものとなっています。最新の予報では、ラニーニャ現象は2022年の春先まで続き、来年2022/2023年の冬にはエルニーニョ現象が発生する可能性が高まっており、これまでとは全く異なる様相を呈しています。

では、このラニーニャとはいったい何なのでしょうか。また、北半球全体の冬の天候に影響を与えるほど強力なものなのでしょうか。ラニーニャ現象は、海と大気をつなぐENSOと呼ばれる大きなシステムの一部であることがわかります。

また、ENSO領域の現在の状況、最新の予報、冬への影響、2021/2022年の冬シーズンの最新の予報におけるラニーニャ現象の強さについても見ていきます。

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エルニーニョ南方振動

できるだけ簡単に説明すると、ENSOとは「エルニーニョ南方振動」の略である。これは、熱帯太平洋の海の領域で、エルニーニョとラニーニャと呼ばれる温暖期と寒冷期の間で常に変化しています。

ENSOは、熱帯の対流パターンや、海洋-大気系の複雑な相互作用に大きな影響を与えます。熱帯地方の大規模な気圧配置は、それぞれの発達段階に応じて観測されます。このような変化は、多少の遅れをもって、世界の他の地域の循環に影響を与えます。

下の図は、太平洋の熱帯地域におけるENSOの領域を示しています。主な地域は3と4で、太平洋の熱帯地域の大部分を占めています。ほとんどの解析や予測は、第3領域と第4領域の組み合わせに基づいて行われており、画像ではNino 3.4領域となっています。リージョン3は熱帯太平洋の東部を、リージョン4は中部と西部をカバーしています。

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ENSOの各フェーズは、熱帯地方の天候や全体的な循環に異なる影響を与えるため、世界の天候にも異なる影響を与えます。特定のフェーズ（寒冷化／温暖化）は通常、夏の終わりから秋にかけて発生し、来年の夏まで、場合によっては2年ほど続くこともあります。

寒冷期のENSOは「ラニーニャ」、温暖期のENSOは「エルニーニョ」と呼ばれています。ラニーニャは直訳すると「女の子」、エルニーニョは「男の子」という意味で、それぞれの相が逆の関係にあることを示しています。

ENSOのフェーズは、上の画像で見た太平洋熱帯域のENSO3.4領域の海面温度偏差（暖かい／冷たい）で判断します。

下のNOAA Climateの画像は、現在のような寒冷なENSOフェーズの典型的な循環を示しています。東部太平洋では空気が下降して安定した乾燥した天気になり、西部太平洋では空気が上昇して雷雨が頻発し、降水量が多くなります。

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このように、ENSOは熱帯の降水量や気圧のパターンに大きな影響を与え、海洋-大気のフィードバックシステムに影響を与えます。この海洋-大気システムを通じて、ENSOの影響は地球規模で分散されます。私たちは通常、ENSOフェーズの出現時と継続時に、気圧パターンのグローバルな変化を観測します。

では、このような寒冷化と温暖化のENSOフェーズの原因は何なのでしょうか？単純な答えはありませんが、気圧配置と風の複雑な力学の結果であると言えます。熱帯の貿易風は、海面を攪拌し、海流を変化させ、温度を変化させるため、通常、特定のフェーズを開始したり停止したりします。

簡単に説明すると、貿易風は安定した持続的な風で、両半球の赤道に向かって（あるいは赤道に沿って）吹いています。Weather.govに掲載されている画像は、世界の偏西風を簡略化して表しています。貿易風は、半球に応じて黄色と赤で表示されています。

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この東風が強くなると、実際に海面の流れが変わり始め、水が東から西へと押し出されるようになります。これにより、暖かい表層水が西に移動し、より深い（冷たい）水が表層に向かってきます。

このプロセスは、春から秋にかけての海面水温の偏差を示した下のビデオアニメーションでよくわかります。7月から新たな冷え込みが始まっているのがわかります。これは、表層水が貿易風によって西に押され、冷たい水が表層に向かっているためです。

下の画像は、ENSO領域における最新の海面水温の変化を示しています。強い東風が吹いているのがわかります。この東風が水を西に押しやり、海面を冷やしています。通常、東側の地域は西側の地域よりも常に寒くなっています。

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しかし、その秘密は、気圧の変化によって引き起こされている風そのものだけではありません。ENSOの位相は、「南方振動指数」と呼ばれる独特の気圧変動に直接反応しているのです。

南方振動指数（SOI）は、タヒチ（仏領ポリネシア）とダーウィン（オーストラリア）で測定された平均気圧の差を表しています。下の画像は、2つの気圧帯の位置を示したものです。

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SOIが正の値の場合、タヒチ側の気圧がオーストラリアのダーウィンよりも高いことを示しています。これはラニーニャ現象に対応しています。しかし、エルニーニョの時には、東太平洋のタヒチ上空の気圧が低く、オーストラリアのダーウィン上空の気圧が高いことがわかります。この場合、SOI値はマイナスになります。

SOIは、熱帯太平洋の気圧配置を示し、それが貿易風に影響を与え、ENSO地域を暖めたり、冷やしたりします。

下の図は30日平均のSOI値で、正の値を示しており、ラニーニャ現象が存在し、さらに発展していることを示しています。SOIは、ENSOフェーズが西太平洋やオーストラリアの気候に与える潜在的な影響や直接的な影響を判断するために使用することができます。

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ラ・ニーナ - 現在の状況

現在の全球海洋偏差解析では、太平洋の熱帯域で非常によく見られる冷却が見られます。これは、先に見たENSO3.4の領域にぴったり当てはまります。寒冷偏差が「波」のような形をしているのは、強い貿易風が表層水を東から西へと押しやっていることを示しています。

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寒冷偏差の中には、昨年秋から冬にかけての強いラニーニャ現象の名残があり、今年の春で終わります。下の図は、ENSO地域の気温の推移を示していますが、2020/2021年にラニーニャ現象が発生し、今年の春に終了したことがわかります。夏には新たな（現在の）冷え込みが始まりました。

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上の画像で興味深いのは、1年目のラニーニャの多くは、次の寒い季節に2回目のラニーニャに進化し続けるということです。今年はまさにその通りで、ENSO領域で新たな冷え込みが出現しています。このような現象を2年目のラニーニャと呼びます。

しかし、ラニーニャ現象が2回続くことは珍しいことではありません。実際、1年目のラニーニャ現象12回のうち、次の冬にラニーニャが続いたのは8回、中立が2回、エルニーニョが2回でした。

現在の冷え込みは、過去数週間にわたってかなり大きく、かつ持続しています。下の図は、ENSO3.4の主要地域の海面水温を示したものです。7月上旬から着実に気温が下がっているのがわかります。この状態は今後も続くと予想され、その間には断続的な温暖化も見られます。

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しかし、実際の冷却を見るためには、平年の気温を取り除き、寒冷化の異常を見なければなりません。下の画像は、ENSO3.4領域の気温異常を示しており、貿易風が強くなったことにより、9月中旬以降、平年値との乖離が大きくなっていることがわかります。

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下の画像は、ENSO領域をクローズアップしたものです。これは、気圧配置によって強い貿易風が発生し、風による海洋の冷却が行われているためです。

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1ヶ月前を振り返ると、ラニーニャ現象は初期段階であったため、それほど強くなかったことがわかります。東風がそれほど強くなく、数日から数週間でパワーアップしたため、寒さの波形もそれほど明確ではありませんでした。

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実際に現在の気温を見てみると、南米から西に向かって赤道を挟んで「寒冷舌」が伸びていることがわかります。この地域の表層水は常に周辺地域よりも冷たくなっていますが、ラニーニャ現象が発生すると、平年よりも最大4℃も低くなります。

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次の下の画像は、太平洋の赤道に沿って、左のアジア側から右の南米側までの深さ別の断面図です。ENSO領域上の完全な鉛直分布を見ると、深さごとの海水温の異常がわかります。海面下50～150mに非常に強い寒冷偏差が見られることがわかります。

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最新の高解像度解析では、ENSO領域の深さ別に見ると、気温がかなり低くなっていることがわかります。大規模な寒冷プールは現在、さらに西へと広がり、深さも50～150メートルに達しています。これは、強い貿易風による上昇流が強いことを示しています。

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ENSO領域全体の温度の強さを見るには、海洋の熱量を見る方法があります。これは、表面温度だけでなく、深さ方向の水も考慮しています。下の図は、昨年の最初のラニーニャが春になって弱まっている様子を示しています。しかし最近では、海洋上層部の熱量が通常よりも本当に低くなっています。

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すべての入手可能なデータに基づき、NOAAの気候予測センターから公式にラニーニャ監視が発表されました。

"ラニーニャ現象が発生しており、2021年12月から2022年2月にかけて87％の確率でラニーニャ現象が発生すると予想されています。ラニーニャ現象は、今後数ヶ月間、米国内の気温や降水量に影響を与えると予想されています。"

ラニーニャ現象予測 2021/2022年

下の図は、複数の地球規模の季節モデルを統合した晩秋から初冬にかけての海洋温度予測です。これによると、太平洋赤道域でラニーニャ現象が発生しています。昨年ほどではありませんが、以下の記事の予測部分で見るように、海洋でも大気でも強い存在感を示しています。

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ECMWFが発表したENSO領域のアンサンブル予測では、夏の終わりにラニーニャ現象が発生し始めますが、その後急速に冷え込み、冬に向かっていきます。しかし、春先にはすぐに中立的な状態に戻ることがわかります。結局、この上昇は非常に急激で、このままだと温暖な局面（エルニーニョ）になる可能性があります。

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米国のCFSモデルによるENSO予測では、気温偏差は強く低下するものの、春の半ばには中立的な状態に戻ることが示されています。2022年夏に向けては、温暖な局面（エルニーニョ）に移行する可能性が高まっています。

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CPC/IRIの公式確率論的ENSO予測では、現在のLa Ninaが冬シーズンから2022年初春まで続くとしています。興味深いのは、夏への移行期で、上記のCFS予測と同様にエルニーニョの可能性が高まっていることがわかります。

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8月に発表されたECMWFの拡張季節予報では、2022年夏に温暖な局面（エルニーニョ）が発生することが示されています。この予測は8月のものであることに注意してほしい。ECMWFは数ヶ月ごとにこの拡張季節予測を行っています。次の拡張サイクルは11月にやってくるので、次回のENSOアップデートでは2022年のENSO予測を見直す予定です。

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ラニーニャかエルニーニョか 2022年

ENSOを完全に理解するには、エルニーニョと呼ばれる温暖なフェーズにも目を向ける必要があります。予報では、2022年にエルニーニョが発生することが示唆されています。そこで、エルニーニョと現在のラニーニャの主な違いと気象への影響を見てみましょう。

下の図は、海面水温の偏差に関して、エルニーニョとラニーニャを直接比較したものです。どちらの例も、それぞれの段階で最も強い10のイベントから得られた現実的なデータを示しています。

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以下、海洋温度偏差の具体的なイメージを2つ紹介しますが、1つは2020年10月の強いラニーニャ。もう1つは、2015/2016年冬シーズンの強いエルニーニョ現象です。

全く逆の状況で、同じ海域で2つの異なる局面が見られます。ラニーニャ現象では海の温度が平年よりも低く、エルニーニョ現象では海の温度が平年よりも高くなります。後述するように、その気象への影響もほぼ鏡像のようになっています。

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気温だけでなく、気圧も大きな違いの1つです。エルニーニョの時は、熱帯太平洋上の気圧が低くなり、降雨や暴風が多くなります。ラニーニャ現象が発生すると、太平洋赤道域の気圧が高くなり、安定した状態になります。これは当然、地球全体の気圧配置にも影響し、時間の経過とともに地球全体に影響を与えます。

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偏差ではなく実際の気温を見ると、海面の温度にも大きな違いがあることがわかります。1枚目の画像は、新しいラニーニャの現在の海面温度です。2枚目の画像は、2015/2016年の強いエルニーニョ現象時の気温です。

ここでも明らかなのは、ラニーニャ時には冷たい海水の「冷たい舌」があり、それがこのような負の異常を生み出しているということです。ラニーニャとエルニーニョの間の海洋温度差はかなり大きく、場所によっては10℃にもなります。

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下の暖かいフェーズにも非常に弱い「冷たい舌」がわずかに見えますが、非常に抑制されており、通常よりもはるかに弱いものです。この冷たい舌は、持続的な東風の貿易風のため、実際には通常のものです。しかし、気圧の変化が風向きや風速に影響するため、ラニーニャの時にはより強く、エルニーニョの時にはより弱くなります。

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また、強い貿易風は、熱帯太平洋地域と両アメリカ大陸の食物連鎖に影響を与えるため、重要である。強い貿易風が吹くと、押し流された水に代わって、より深くて冷たい水が海面下から上がってきます。

このプロセスは "湧昇 "と呼ばれています。基本的には、下の画像のように、冷たい水と栄養分を地表に運ぶ垂直輸送プロセスです。

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湧昇流の結果として表層に上がってくる水は、一般的に冷たく、栄養分が非常に豊富です。これらの栄養素は、表層水を「肥やす」ことができます。基本的に、これらの表層水は生物生産性が高いことが多い。海の中のクロロフィル（植物プランクトン）の量を見ることで、それを追跡することができます。

下の比較は、前回のラニーニャ（画像1枚目）と、2015年のエルニーニョ現象における同時期のクロロフィル濃度（画像2枚目）です。

ラニーニャの時には、ENSO地域全体に沿って、また、中米や南米の沿岸地域によって、より多くの栄養分が利用できることがわかります。これは、魚にとってより多くの餌が得られることを意味しており、東太平洋赤道域での好漁期の可能性を示しています。

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ラニーニャ現象とエルニーニョ現象時の水深別水温を見ると、この湧昇効果を直接見ることができます。下の1枚目の画像は、2015/2016年のエルニーニョ現象時の水深ごとの水温を示しています。海の上層部では温度の高い水が、深部では温度の低い水が押し寄せているのがわかります。

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下の図は、現在のラニーニャ現象に関する最新の地下分析結果です。ラニーニャ現象が発生すると、20℃の基準値が地表に近づいてくることがよくわかります。これは、貿易風の影響で冷たい水が表層に向かって上がってくるアップウェルリング効果によるものです。

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暖かい海と冷たい海の間の層は「サーモクライン」と呼ばれる。これは、海の温度が大幅に低下し、上部の暖かい層と深部の冷たい層を分ける薄い層です。エルニーニョになると、サーモクライン層はより深く押し上げられます。それは、西からの暖かい海水が入り込み、上層の海水を温めるためです。

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ラニーニャ、エルニーニョと冬の天候

ここで付け加えておきたいのは、ENSOフェーズは単に天候に純粋な「影響を与える」だけのものではないということです。それはまた、地球全体の大気の状態に対するある種の反応であると見ることも、解釈することもできます。車のダッシュボードにある「警告灯」のようなものです。しかし、一般的には、ENSOは太平洋のジェット気流に重要な影響を与えており、その結果、世界中に影響を与えています。

ジェット気流とは、高度8～11km（5～7mi）付近にある大きくて強力な空気（風）の流れです。ジェット気流は半球全体を西から東に向かって流れ、気圧配置やその強さに影響を与え、地表の天候を直接左右します。

ENSOの2つのフェーズを次の図で比較すると、ジェット気流の位置に大きな影響を与えるため、北米の冬の天候は全く異なるパターンになることがわかります。

ラニーニャでは、アラスカやカナダ西部から米国に向けて極域のジェット気流が強くなり、伸びていきます。一方、エルニーニョでは、太平洋ジェット気流が強くなり、米国南部で暴風雨が発生しやすくなります。

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ラニーニャ現象を詳しく見ると、その主な特徴は、北太平洋に強い高気圧が持続することです。この高気圧は通常、ジェット気流を北西から南東へと曲げ、米国上空にダイポールパターンを形成します。

アラスカ、カナダ西部、米国北部では、通常よりも寒い冬となり、降水量も多くなります。米国南西部と南部では、ラニーニャ現象が発生した冬には、気温が上昇し、やや乾燥した状態になります。

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また、ジェット気流が変化することで、大陸上の降雪量も変化します。ラニーニャ現象が発生した冬には、冷たい空気がアメリカ北部に到達しやすくなり、降雪量が増えることがわかっています。特に、アラスカ、カナダ西部、米国北部などの地域では、北向きのジェット気流の恩恵を受けて降雪量が増えます。下の図はNOAA-Climateによるものです。

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しかし、エルニーニョの冬のシーズンには、北太平洋に強力で持続的な低気圧領域が存在します。これにより、極地のジェット気流がさらに北上し、米国北部とカナダ西部に暖かい南風がもたらされます。南太平洋ジェット気流は増幅され、米国南部に降水量の多い嵐をもたらします。

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エルニーニョの冬の降雪量を見てみると、ラニーニャの時とはだいぶ違う様子が見て取れます。エルニーニョの冬のシーズンには、アメリカ北部では降雪量が少なくなります。そこではほとんどの場合、通常よりも暖かく、乾燥した状態になっています。しかし、米国西中央部や米国東部の一部では降雪量が多くなります。

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ジェット気流は、カナダやアメリカを通過した後、大西洋に出ていきます。その経路はさまざまです。全体的な循環パターンと大西洋の既存の気圧配置に大きく左右されます。このとき、大西洋の地域的なシステムがそれを引き継ぐため、ENSOは一般的にヨーロッパへの直接的な影響力を失ってしまいます。

しかし、西から入ってくるジェット気流の位置を変化させるため、通常は重要な影響力を持っています。流れ込むジェット気流が大西洋のシステムと合流することで、ヨーロッパに全く新しい天候パターンを作り出すことができるのです。問題は、このゾーンでは、より直接的で予測可能な影響を受ける北米に比べて、最終的な結果がはるかに予測できないということです。

2021/2022年冬シーズンのエンソの影響

ラニーニャ現象の主な特徴は、北太平洋に強い高気圧が存在することです。下の図は、過去数十年間のラニーニャ現象2年目の冬の平均的な気圧配置を示しています。主な特徴は、北太平洋に強い高気圧が存在し、極域ジェット気流が米国北部を通過することです。

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下のECMWFによる気圧配置予測では、ラニーニャ現象に典型的な、北太平洋の強い高気圧を見ることができます。カナダ西部では低気圧が発達しており、ジェット気流は前節で見たように2つの気圧配置の間で曲がっています。

また、北大西洋ではNAOがやや正/負のモードになっており、イギリス諸島やヨーロッパ北部でジェット気流が増幅されていることがわかります。しかし、これは典型的な正のNAOの設定ではなく、冬のシーズン中に多くの変動が見られます。これは、ヨーロッパの冬の状況を可能にします。最も可能性が高いのは、大西洋中央部の高気圧がさらに北上し、ジェット気流をブロックしてヨーロッパに北寄りの流れを作る場合です。

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北アメリカでは、ECMWFの予報によると、アラスカ、カナダ、アメリカ北西部の多くの地域で平年より気温が低く、南部では平年より気温が高いことが予想されています。南部地域では平年より気温が高いことが予想されています。これは10月に更新されたばかりのもので、最終的な予報ではありません。冬のシーズンに近づくにつれ、最終的な予報では、米国北部のより広い範囲で、より中立的で冷たい気温が予想されています。

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ECMWFの降雪予報を見ると、非常に興味深いパターンがあります。ECMWFは、米国西部のほとんどの地域で例年よりも多くの降雪を示唆しています。降雪量の増加は、中西部とカナダ南東部で続きます。米国中央部と東部のほとんどの地域では、降雪量がやや少ないと予測されています。これは、ラニーニャ現象の冬のシーズンとしては、ある程度予想されるシナリオです。

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NOAAによる米国の公式気温予報をお知らせします。これは気温の確率を示したもので、米国北西部と中西部では寒いか同等の確率となっています。南半分のほとんどの地域では、今年の冬のシーズンは平年よりも暖かい確率が高くなっています。

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公式の降水量予測は、予想されるラニーニャ現象に非常に近いものとなっています。米国の北西部と北東部では、降水量（および降雪量）が同程度かそれ以上の確率で増加すると考えられます。米国南部は、特に南西部を中心に平年よりも乾燥した気候となります。

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これは、ラニーニャ現象の強まりが、米国および北米大陸全体の冬への影響を強めていることを示しています。米国の北部と南部では、大きく異なる冬のシーズンとなることが確実視されています。