気候システム論

気象・気候・気候変化に関するいくつかの概念

【東京農工大でわたしが担当してきた科目の題名は「環境気象学」だが、 わたしの担当部分の主題はむしろ「気候」である。 ここでは「気象」「気候」などの用語の意味を整理しておきたい。 ただし、このような用語の使いかたには個人差がある。 ここでのまとめは、わたしの現時点での認識によるものにすぎない。】

気象、天気

気象」は大気[補足参照]中の現象をさすが、これは漢字圏独特の用語かもしれない。 英語には直接対応する単語がない。 ほぼ "weather" にあたるが、"weather" は「天気」のほうがよく対応する。

気象学」は英語 "meteorology" に対応する。 "Meteorology" は古代ギリシャ語からきており、 アリストテレスの著作(講義録)のひとつの題名にもなっている。 "Meteor" は流れ星をさすのがふつうだが、 大気中から降ってくる「あられ」のような氷の粒子をさすことも古くからあった。 現代気象学でも "hydrometeor" として雨や雪も含めた降水粒子をさすことがある。 "Meteorology" はもともと降水の現象の記述をする学問だったと思われるが、 17世紀ごろから温度・圧力などの近代物理の概念ができる過程で、 気温・気圧の測定も行なわれたので、 近代科学としての気象学は当初から物理変数を使った学問となった (19世紀に標準化された雲の分類のように、定性的記述が重要な部分もあるが)。 さらに熱力学が確立した19世紀後半には 大気現象を物理法則に基づいて説明しようとする人々がふえ、 20世紀には、気象学は地球物理学の分科と認識されることが多くなった。 気象学の対象は、大気に関するすべてでありうる。 しかし、気象学で扱うのはふつう大気のうち 鉛直温度構造による分類でいうと中間圏から下の、電離していない大気である。 また、大気のもつ気温・気圧・風速などの物理変数や、水の3相の変化は対象とするが、 水以外の化学成分の変化を扱うのはむしろ大気化学(地球化学の分科)が主である。

天気」(英語weather, ドイツ語Wetter)は日常用語であり、 学術用語としての意味もそれと大きくは違わない。 国際的な気象の報告の用語としての "weather" は、雨、雪、霧、雷などの現象の有無の記述である。 日本では、雨などの現象のない場合は雲量によって「快晴」「晴れ」「くもり」を区別している。

気候

気候」(英語climate, ドイツ語Klima)を定義するのはむずかしい。

まず語源についていうと、 漢語の「気候」は本来、太陽暦の季節を等間隔にくぎった二十四節気(立春など)・七十二候の略であり、季節の節目という意味らしい。 英語のclimateは、古代ギリシャ語からきており、 さかのぼると「傾き」のような意味の語から派生しているので、 緯度によって太陽の高度角が違うという認識から、緯度帯をさしていたらしい。

「気候」ということばの意味づけは、大きく3つに分けられると思う。

「気候」の第1の意味は、人間の生活空間をとりまく自然環境(科学用語ではないが「風土」ともいう)の一部である。 自然地理学では、自然環境の部分として地形、気候、水文、植生をあげることが多い。 気候は、そのうちおよそ地面から上にあるものごとであり、 寒暖、乾湿、風、日ざしなどが含まれる。

「気候」の第2の意味は、 近代の気象観測が始まってからのもので、大気(のうち地表面に近い部分)の状態をさす。 代表的な変数のひとつ「地上気温」は、地表面のすぐ上(原則として高さ 2 m)の空気の温度であり、 もうひとつ「降水量」は、地表面に達する液体または固体の水の質量フラックス密度 (液体の水の密度を使って質量を体積に換算して示す)である。

ただし、ここでいう意味での「気候」は、 気象変数の「天気」の時間スケールでの変化については直接扱わず、、 (場所を固定して)長い期間についてまとめて扱う。 (季節変化がある場合にそれを無視するわけではなく、 同じ季節をそろえて多数の年についてまとめるのである。) 「まとめる」こととしては、まず平均値をとることがあげられる。 しかし、必ずしも平均値だけではなく、ゆらぎの大きさや周期性なども重要である。

少なくとも日本語の場合、「天気」と「気候」の間に「天候」という用語もあるので、 1週間くらいより長いが1年より短い現象は「天候」と呼ぶのがふさわしい。 英語には「天候」にあたる単語がない(ドイツ語には "Grosswetter" があるが)。 そこで、英語では1か月くらい以上の時間スケールの現象を "climate" と言うので 注意が必要である。

天気天候気候
weatherclimate
WetterGrosswetterKlima

たとえば、英語で "climate prediction" というのは、 日本の気象庁などでいう「季節予報」、たとえば春の段階で今年の夏は暑い夏になるか冷夏になるかの予報をさすのがふつうである。

他方、日本語で「気候予測」というと、百年後の気候を予測するような仕事をさすことが多いが、 こちらに対応する英語は "climate change projection" である。 (ただし、ここで "prediction" を避けているのは、人間社会関係の不確定要因もあって 厳密な予測はできない、という認識によるものであり、 "climate" の意味の違いに関連するわけではない。)

定量的気象変数に関して「気候値」と言うのはふつう、 同じ季節(多くの場合、月)について、10年の桁の年数の観測値を平均したものである。 気象庁の用語で「平年値」(climatological normal)というのはこの「気候値」の一種で、30年平均値である。 世界気象機関(WMO)では、この気候値を30年ごとに更新しており最新のものは1961-1990年のものだが、 日本の気象庁では10年ごとに更新しており最新のものは1981-2010年のものである。 (各年の値の「気候値」あるいは「平年値」からの差を「偏差」(anomaly)という。 "Anomaly" は「異常」と訳されることもあり、 重力の場合は「重力異常」という表現が学術用語として定着しているが、 気候の場合はこの訳語は適切ではない。)

気候学」(英語 climatology)は、近代科学としては地理学のうち 自然地理学(physical geography)の分科として発達してきた。 ただし、当初から物理変数を使っていたし、気象観測データを使っていた。 地理学者による気候学の教科書で重視されている概念のうちには、 物理あるいは地球物理学の教育をうけた気象学者の貢献例も多い。 今では、「気候学」は引き続き自然地理学の分科をさすことが多いが、 次に述べる「気候システム」の科学をさすこともある。

気候の変動・変化

「気候は変動・変化しない、 つまり、「天気」をまとめる期間として30年ほどとっておけば、 それは(人類にとって) 無限に長い期間をとったのと実質的に同じ情報が得られる」 と思った人々もいた。 しかし、実際、気候は変動・変化することがわかってきた。

現代では、気候の変動・変化を考えるときには 大気だけではなく、海洋、雪氷などをあわせた「気候システム」 (climate system, 「この授業の対象領域」でふれた U.S. GARP委員会の図参照) を考えるべきだ、という認識に至っている。 そこで、「気候」の第3の意味として、 大気だけでなく、海洋・雪氷・陸水を含めたものの状態をさすこともある。

気候の「変動」と「変化」とに厳密な区別はない。

英語 "climate change" に日本語「気候変動」を対応させることもある (たとえば「気候変動に関する政府間パネル」(IPCC)や「国連気候変動枠組み条約」(UNFCCC)の正式日本名)。 これは「変動」と「変化」を区別しないことを前提としている。

「変動」と「変化」を区別する場合は、ある時間幅を想定して、 その間にたぶん同じ状態にもどってくるだろうと思われる場合に「変動」(variation, flucutuationなど)、 行ったきりになってしまう可能性が高い場合に「変化」(change)という。 想定する時間幅は、文脈によって違うが、 人間社会の政策決定に関する議論の場合は、 人間個人の生きている期間、つまり50年から100年を想定することが多いようだ。 この意味で、化石燃料燃焼による地球温暖化は、「気候変化」と呼ぶのがふさわしいだろう。 それに対して、北半球が1940年代には暖かく1970年代には寒くなった、というのは「気候変動」である。

エルニーニョ・南方振動」(El Niño/Southern Oscillation, 合わせてひとつの現象とみなされENSOと略される)は、 熱帯の海洋表層と大気の大規模な変動であり、 厳密な周期はないがだいたい4年くらいの周期をもつ変動なので、 英語では "climate variation" というのがふさわしく、 日本語でも「気候変動」ということがある。 わたしの概念整理に基づけば、これを気候変動というのは適切ではなく、 「天候変動」という表現がよいと思うのだが、あまり使われない。 「(海洋・大気の)年々変動」という表現がまぎれがなくてよさそうだ。 年々変動には、ENSOだけでなくいろいろな現象が含まれる。

なお、国連気候変動枠組み条約(UNFCCC)での「気候変動」(climate change)の定義は次のようになっている。 「地球の大気の組成を変化させる人間活動に直接又は間接に起因する気候の変化であって、比較可能な期間において観測される気候の自然な変動に対して追加的に生ずるもの」。 つまり、UNFCCCでの「気候変動」は、人為起源の大気組成変化によるものに限られている。 大気汚染によるエーロゾルの効果も含むが、ほぼ「地球温暖化」[別に論じる予定]と同じ意味と考えられる。 これは、この条約の対象を限定するための定義であって、 「気候変動」という用語の一般的定義の例とは考えないほうがよいと思う。


大気

大気」(atmosphere)ということばは、 地球やそのほかの惑星をとりまく気体を全体としてさす。 たとえば、タイヤに空気を入れるとは言うが、大気を入れるとは言わない。 空気は物質であり(組成が必ずしも一定しない混合物だが)、 大気は広がりをもった物体なのだ。 「海洋」と「海水」との関係もこれとほぼ同じだ。

大気は上(地球の中心から離れる方向)に行くにしたがってしだいに薄くなる (密度が小さくなる)。 別ページの「気圧と密度の鉛直分布」のところ参照。 どこまでを大気と呼ぶかは統一されていない。 しかし、気象学会で議論される対象は、地表から高さ100 kmくらいまでに限られることが多い。


2007-06-04; 更新(最新) 2016-10-14
増田 耕一 (MASUDA Kooiti)
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