期末レポートの採点をおえました。
答えてほしかったことは、だいたいつぎのようなことでした。 (a) (d) は南北・鉛直の断面で、(b) (c) は東西・南北の水平面で考えてほしかったのでした。
(a) 大気のうち熱帯の循環。 赤道付近で上昇、対流圏上端 (「対流圏界面」)付近で極向き、 緯度(北緯・南緯)30度付近で下降、対流圏下層(地表付近)で赤道向きの循環。 地球の放射収支によるエネルギー収入が低緯度のほうが大きいので、 低緯度で上昇するような対流がおこる。
(b) 大気のうち温帯の循環。 対流圏中層 (高さ5 km付近)で水平に見ると、 西風がふいている(東向きの流れがある)が、それが波打っている。 西から東へ動く気圧の谷があり、その西側に赤道向きの流れ(北半球では北風)、 東側に極向きの流れ(北半球では南風)がある。
(c) 海洋のうち表層の循環。とくに北太平洋の亜熱帯を中心とする循環。 北太平洋の西側に極向きの流れ(黒潮)、そこから温帯を東に向かう流れ、 北太平洋の東側に赤道向きの流れ、そこから熱帯を西に向かう流れ。
(d) 海洋のうち深層の循環。とくに北大西洋の場合。 北大西洋の高緯度 (グリーンランド付近)で下降、深層を低緯度に向かう。 世界の大洋の大部分のところで少しずつ上昇、大西洋の表層を高緯度に向かう。 北大西洋の表層の水は塩分が高く、 その水が高緯度の海面でひやされる(大気にエネルギーをあたえる)ことによって、 密度が大きな海水がつくられ、深層までしずみこむ。
なお、(海流の固有名はレポートで書くことを要求するつもりはありませんでしたが) 「湾流 (Gulf Stream)」は、(c)であつかったのと同様な表層の循環の、 北大西洋の亜熱帯循環のうち、温帯を東に向かう流れです。 「ラブラドル海流」は、表層の循環の、北大西洋の亜寒帯循環のうち、 海の西側を低緯度側に向かう流れで、北太平洋の親潮と似た位置にあります。 いずれも、(d)の深層循環とは基本的に関係ありません。 もし、(d)に出てくる、表層を高緯度に向かう海流の名まえをのべるならば、 「北大西洋海流」とするのが適切です。
地球温暖化の対策には、 おおきくわけて、気候の変化の原因をへらすことによって気候の変化を小さくくいとめることと、 人間社会が気候に適応することがあります。 前者は、おもに二酸化炭素などの温室効果気体の排出削減策ですが、 地球温暖化対策の専門用語として、「緩和策」(英語では mitigation)とよばれます。 後者は「適応策」(英語では adaptation)です。 【適応策は気候の変化の悪影響を緩和することともいえるので、 「緩和策」という用語はうまくないと思いますが、 慣用になっているので、知っておく必要があります。】 「緩和策」が重要なことはわかっているのですが、 今回の問題では、それをはずして、地球温暖化の影響とそれに対する適応策を 書いてほしかったのでした。 省エネルギー (エネルギー資源の需要をへらすこと)や、 エネルギー資源のうちわけを再生可能エネルギーにかえることは、 適応策にいくらかの関係はありますが、おもに「緩和策」として考えられています。 そちらをおもに答えたレポートは、まとはずれと判断しました。
気候変化の影響としては、農作物の収穫の減少、海面上昇(の影響)、洪水、 熱中症や現在熱帯でおきている感染症がひろがること、生物種の絶滅などがあげられていました。 それぞれへの対策として、重要性のおもみづけはわかりませんが、 もっともだと考えられるものがあげられていました。
農作物が(日本のうちでは温暖な地方で)高温障害で収穫が減るおそれに対する適応策としては、 変化した気候に適した作物をえらぶこと、作物の品種改良、日よけ、などがあげられました。 栽培の時期(季節)を調節することも考えられると思います。
海面上昇については、防波堤などの設備をつくること、人工地盤をつくること、 海抜の低いところに家をたてないこと、などがあげられました。 (それぞれ実現可能性には技術的・経済的な制約があるでしょうが。)
洪水については、堤防の強化、避難の体制をととのえること、洪水のおこりやすいところに家をたてないことなどがあげられました。
感染症に対しては、予防接種などがあげられました。(対策はほかにもあると思います。)
生物種[しゅ]については、種[これは「たね」でしょうか?]の保存、移植などがあげられました。
温暖化にともなって予想される洪水の増加への適応策としてあげられたものは、 温暖化と関係なく考えられる洪水災害の軽減策と、あまり区別できませんが、 短いレポートの文章では、そうなるのも当然と思いました。 「すでに洪水対策をしているのにさらに必要なのか」は考える価値がある問題ですが、 そのためには、具体例を出して数量や空間的ひろがりを検討する必要がありそうです。
なお、ある人のレポートのうちに 「研究者によると、氷河の融解水を水源とする川の流域でかなりの量の二酸化炭素が吸収されている」と ありました。これは科学ニュース記事からの引用だと思いますが、 記者が誤解している可能性が高いと思います。 しかし出典を確認できていないので、わたしには正しい解釈がわかりません。 もしほんとうだとしても、適応策と直接には関係づけにくいので、 このレポート課題にはふさわしくない話題だったと思います。 しかし、氷河の融解水を水源としている地域で、水資源をどうまかなうか (あるいはそこに住むのをやめるか)は、適応策の重要な課題です。
この問題は、洪水をきっかけに思いついたものではありますが、 洪水の問題ではなく、年平均の(しかも多数の年を平均した)状態を定常状態とみなした水収支の問題です。 流域の水のたまりの量は変化しないとみなします。 そうすると、水収支 (H2Oの質量収支)は、 「降水量 - 蒸発量 - 流出高 = 0」となります。 ただしここで、降水量、蒸発量、流出高[りゅうしゅつ-だか]は、いずれも、 ある一定時間の、単位面積あたりの質量の流れの量です。 ここでは「ある一定時間」を1年としておきます。 降水量と流出高の数値がわかっていれば、水収支から、蒸発量の数値がえられます。
流出高は、出口での流量を、流域面積でわれば、えられます。 ただし、単位の換算と、体積を質量におきかえることが必要です。 水 120 立方メートル毎秒は、体積流量なので、質量流量としては、何キログラム毎秒か? そして、秒と年とのあいだの換算、平方キロメートルと平方メートルのあいだの換算があります。
この計算は、有効数字 2 けたでやってもらいたかったのですが、 そのことを問題文でことわるのを忘れたので (降水量の流域代表値の数値は有効数字2けたとことわってしめしたのですが)、 有効数字が多すぎる解答も、よいことにしました。 ただし、「有効数字 何けた」と「小数点下 何けた」を混同している解答がありました。 たとえば「365.25」は、小数点下 2けたですが、(この表現が事実を反映したものならば)有効数字は 5けたです。 自然科学・工学での数量のあつかいでの「有効数字」という用語とその考えかたを確認しておいてください。
問題文に入れた数量の根拠の不じゅうぶんだったところを補足します。 球磨川 [くまがわ]の「横石 [よこいし]」観測点での年平均流量を 120 m3/s としましたが、 これは、日本河川協会の「日本河川図」 [ http://www.japanriver.or.jp/river_law/map.htm ] のうちの球磨川のページ [ http://www.japanriver.or.jp/river_law/kasenzu/kasenzu_gaiyou/kyushu_r/101kuma.htm ] の「流出特性 (統計期間の平均値)」の部分にある横石での年平均流量「119.92 m3/s」 【[2020-09-21] わたしが単位を書きまちがえていたのを訂正しました】を 有効数字2けたで近似したものです。 残念ながら、「統計期間」がいつかはこのページには書かれていません。 「日本河川図」のトップページには 「※主要諸元の出典：「河川便覧2002」（国土開発調査会発行） （ただし、流出特性については、日本河川協会発行の「平成14年版流量年表」による）」 と書かれています。 『流量年表』という出版物は知っていますが、 わたしはその現物でこの件の記述がどうなっているか確認できていません。 (出題の前後に、その出版物がある図書館に行くことができなかったのでした。)
『流量年表』と基本的に同じ情報がふくまれている (授業でも「川の防災情報」の関連サイトとして紹介した) 国土交通省の「水文水質データベース」のサイト [ http://www1.river.go.jp/ ] で、「観測所の検索」から、球磨川の横石を検索してみました。 この地点の情報が次のURLで見られます [ http://163.49.30.82/cgi-bin/SiteInfo.exe?ID=309111289909070 ]。 ここから「流況表検索」をえらんで、期間が「1993年～2018年」となっているのでそのまま 「検索開始」を押すと、この地点の1993年から2018年まで毎年(ただし2000年はデータなし、 2013年は最小流量以外は「欠測」)の流量の統計値があり、そのうちに年平均流量があります。 (「豊水流量」そのほかは、日流量の度数分布のうちの順位で定義されているのですが、 ここでは省略します。関心のある人は河川水文学の教科書類を見てください。) 119.92という数値は見あたらず、ここから、「日本河川図」に採用された統計期間はわかりませんでした。 ただし、1993年から2002年まで(2000年をのぞく9年)の年平均流量を平均すると 120.20 m3/s となるので、 問題にふくめた流量はこの9年ぶんの平均値としておきましょう。 なお、現在データがあるかぎりの 1993年から2018年まで(2000, 2013年をのぞく24年)の 年平均流量を平均すると 132.34 m3/s、 有効数字2けたで近似すると 130 m3/s となります。