地球科学では、自然科学の発想のうちの大きな二つの流れが併用されている。
固体地球については、数理物理的アプローチは(固体)地球物理学、 博物学的アプローチは地質学という、別々の学問伝統が成立した。
気象については、近代科学のはじめから、観測もおもに物理変数の計測によっていたので、 気象学というひとつの学問伝統の中で、役割分担が成立した。
[参考]
気候が生物や人間に影響(impact)を与える、というときの気候は、 その地域のローカルな気候である。 (気候の変動を空間スケールで分解してローカルなスケールの部分という意味ではなく、 グローバルな変動も含む合計の、ローカルな値をさす。 具体的にどのくらいの時空間規模をさすかは、対象ごとに考える必要がある。)
また、気候についての知識を、観測や過去の物証によって得ようとする場合も、 たいていは、まず得られるのはローカルな気候についての情報であり、 グローバルな気候についての情報は、それを集計・推計することによって間接的に得られる。 (例外的に、グローバル代表値のほうが信頼できることもある。地球放射収支の衛星観測、 大気中二酸化炭素濃度の発生源・吸収源から遠いところでの観測など。)
他方、数理物理的アプローチで、気候の変化の因果関係を考える場合や、 予測しようとする場合は、 グローバルな気候に関する知識がさきに得られ、 ローカルな気候に関する知識を得ることのほうがむずかしい。
グローバルな気候だけを表現できる、いちばん単純なモデルとして、 0次元エネルギー収支モデルがある。 このモデルでは、気候を変動させる要因としては、 気候システムとその外との間のエネルギーの出入りを変化させる要因を考えればよい。 それは、太陽が出す放射(光)の変化、地球が太陽放射を吸収・反射する効果の変化、 大気を含む地球が放射(赤外線)を出す効果の変化、にしぼられるだろう。 現実のグローバルな気候を変化させる要因は、これだけとはかぎらない。 しかし、これが重要な要因であるとして考えを進めてよさそうだ。
ローカルな気候を変化させる要因には、 仮にエネルギー収支を変化させる要因にかぎっても、 グローバルの場合に加えて、 地域間のエネルギーの配分が変わることや、 ローカルなエネルギー源がありうる。 したがって、気候の因果関係の解明や予測については、 ローカルのほうがグローバルよりもむずかしい。
気候変化への適応を考える際には、 グローバルな気候についての(不確かさをもつ)予測型情報を参考にしながら、 さらに不確かな将来の気候を想定する必要がある。
科学は、多数の同様なものの集まりについて統計的にものを言うことができるが、 その集まりのメンバーである個物(個人のこともある)については何も言えない、 という状況が多い。 この論点は、中谷(1958)の本に何度も出てくる。
この格言はたびたび出てくるのだが、 Randallの本[わたしの読書メモ]によれば、 Heinlein [ハインライン] のSFに出てくるのだそうだ。 小説のなかのことばなので、学術的に正確な意味はないのだと思う。
わたしはつぎのようなことを思いうかべる。
気候を、気象変数の統計で得られるようなものととらえれば、 気候について得られる情報は、「期待値」(確率的平均値)を含む統計量であり、 個別の日の気象要素は、天気の話題にはなるが、 (また、気候研究者にとっては研究対象ではあるのだが)、 気候の話の主題とは、たぶんならない。
とくに、気候の予測としてできることは、確率的なものであって、 たとえば百年後の天気予報ができるわけではない。
これは時間に関するスケールわけだが、 空間に関するグローバルとローカルの関係も、これと似たところがある。