気候・気象学
2023年度
2023年度 1学期 木曜 2限 (4月13日開始) A304教室
気象・気候に関する一連の科目の基礎となる科目です。
科目名は「気候・気象学」ですが、実質の内容は気象学の基礎知識で、気候学については序論だけになっています。
シラバスに、つぎのように趣旨説明を書きました。
気候学・気象学を深く学ぶための基礎知識を学ぶ．分野全般にわたる概論ではなく，気象学のうちの気象力学の基礎概念に重点をおいて，物理法則にもとづく物理量の計算ができるようになることをめざす．高校(理科系)の数学に初歩の微分方程式をくわえた数式に慣れる．空間分布をもち時間とともに変化する物理量のさまざまな切り口による図示に慣れる．気候・気象現象について考察できる能力の育成をめざす．
第1回は、気象学・気候学全体をおおまかにみた話をします。
その材料はこの授業ページの「各回の内容」の「第1回」のリンクさきページに置きます。
用語がいろいろ出てきますが、全部をすぐに理解する必要はありません。
学期のあいだにだんだん理解するようにしてください。
第2回からは、だいたい教科書にそって、講義をし、小課題を出します。
中間と期末にちょっと重いレポート課題を出します。
(パソコンをつかいたくなるような計算 (電卓でも可能な程度にするつもりですが) をしてもらいたいので、教室での試験にはしないことにしました。)
教材提示は、個人ウェブサイトのこのページと、
ポータルサイトの「オンライン授業」のシステムのなかのこの授業のページをつかいます。
受講生は、その両方を、毎回授業の前と後に見るようにしてください。
(対面授業で課題を出さない回は「オンライン授業」のほうにはなにも書かないばあいもあります。)
「WebClass」その他の授業支援ツールは、つかわない予定です。
わたしの教材用ウェブページの記号
- [*] アクセス制限があります。パスワードで読めるようにします。
- [外] わたしの作成した教材でなく他者によるページへのリンクであることを明示するものです。
(これがなくても他者のページであるばあいもありますが。)
- [用語補足] [補足] わたしのブログ記事へのリンクです。
これまでいろいろなところで授業をしてきて説明しきれなかったことの補足として書いたものが多いです。
気象の用語については
[「気象むらの方言」という記事カテゴリー名をつけた記事群] にしてあります。
書きかたが気まぐれですが、興味のある人は読んでみてください。
(なお、わたしのブログには授業とまったく関係のない話題の記事もあります。)
- [ウェブページでの数式の表現についてのおことわり]
各回の内容
だいたいつぎのように進める予定ですが、変更することもあります。
4月20日【第2回】 地球大気の概観 (教科書 第1講), 静水圧のつりあい (2.4), 状態方程式 (2.1, 2.2)，気圧の鉛直分布の概観 (2.4)
4月27日【第3回】 水の相変化，大気中の水蒸気 (2.3)
【第4-5回】 大気の安定度 (第3-4講) 断熱変化, 温位, 乾燥対流, 湿潤対流, フェーン現象など
5月11日 【第4回】
5月18日 【第5回】
5月25日【第6回】 雲と降水 (第5講)
【第7-8回】 放射 (第6講)、大気と地表面のエネルギー収支
6月1日【第7回】
6月8日【第8回】
【第9-10回】 大気の力学 (第7-8講) ... 大気に働く力 (重力，気圧傾度力, 摩擦力)と見かけの力(コリオリの力), 地衡風のつりあい, 傾度風のつりあい, 温度風の関係
6月15日【第9回】
6月22日【第10回】
6月29日 【第11回】大気の大循環 (第9講)
7月 6日 【第12回】 温帯低気圧と傾圧不安定 (第11講)
7月13日 【第13回】 熱帯低気圧と台風 (第12講)
7月20日 【第14回】
7月27日 【第15回】 気候の変動 (第13講)
- [天気・天候・気候の変動] つづき (ENSO)
- [フィードバックと振動]
- [天気・天候・気候の変動] つづき (気候システムの内部変動と強制応答)
- [グローバルな気候の変化 (序論)] (「地学 II」 教材ページ)
- [グローバルな気候の変化 -- フィードバック、多重平衡の可能性] (「地学 II」 教材ページ) (フィードバックの図をつかった)
- [地球温暖化とはどんな気候の変化か] (「気象と水の科学」 教材ページ)
- [授業で補足として話したこと]
1960-70年代、二酸化炭素濃度は増加していたが、世界平均地表温度は上昇していなかった。
二酸化炭素濃度から地表温度への因果関係には時間積分がはいるから、両者の時系列の相関が高くないのは当然である。
それにしても、もし二酸化炭素濃度だけが気候変動の要因ならば、1960-70年代も地表温度は上昇していただろう。
そうならなかった理由は、二つあると考えられている。
ひとつは、十年規模変動である。
これは、気候システムに強制作用がなくても出現する自然変動と考えられている。
(二酸化炭素濃度などの外部条件が一定の大気海洋結合シミュレーションでも出現するが、どの年代にどこが温暖になるかは観測と一致しない。)
これがたまたま 1960-70年代には世界平均地表温度を低く、1990年代や2015年以後にはそれを高くするほうにきいていただろう。
もうひとつは、人為起源エーロゾルによる寒冷化である。
1960-70年代には、深刻な大気汚染があった。
とくに、石炭や石油にふくまれたイオウ分が SO2 (二酸化イオウ) などの気体として放出され、
大気 (対流圏) 中で硫酸液滴となり、スモッグとして健康被害をもたらすとともに、太陽放射の反射をふやすはたらきをした。
1980年代ごろから大気汚染の規制がつよまり、イオウ酸化物は排出源で回収されることが多くなったので、
人為起源エーロゾルは減ったようである。
期末レポート日程: 8月3日 (23:30) しめきり、ポータルサイト「オンライン授業」のこの科目の「第15回」
[2023-08-16] [採点をおえて 期末レポート・中間レポート問題への補足] を書きました。
[2023-06-01, 2023-07-13] レポートと成績について
- 成績評価は、期末レポート、中間レポートを主とします。
- 出席点はつかいません。
- 小レポートの提出状況を出席点に近い意味で加味します。
- 病気や教育実習など理由があってポータルサイトの期限までに小レポートや中間レポートが出せなかった人は、
e-mail で送ってください。
(期末レポートについては期限に遅れたものを受け取れる時期がないかもしれません。)
- 期末レポートには計算と論述の要素をふくむ問題を出します。
計算は、数値だけでなく物理量の計算で、単位換算が重要になるかもしれません。
また、exp, log, sin, cos, tan, 平方根、4乗根 などの計算をふくむかもしれません
(そこでは計算機器をつかってほしいので、教室での試験にしなかったのです)。
教科書
「指定図書」
シラバス (2023年度) に「指定図書」としてつぎのものをあげました。
(今後、2024年度用にさしかえます。)
教科書的なものをいくつか読みくらべてみることをすすめる、という趣旨です。
大学の図書館にあるはずです。
(『一般気象学』は1999年版、『はじめての気象学』は2015年版かもしれませんが、それでかまいません。)
「読書メモ」は目次の書きぬきをふくんでいます。
- 小倉 義光 (初版 1984) 第2版 1999, 第2版 補訂版 2016: 『一般気象学 第2版 補訂版』。東京大学出版会, 308 pp. ISBN 978-4-13-062725-2.
[読書ノート]
[第2版の目次書きぬき]
[補訂版の読書メモ]
... 定番といわれる教科書です。なかみがつまった本です。
- 浅井 冨雄, 新田 尚 [たかし], 松野 太郎, 2000: 『基礎気象学』。 朝倉書店, 202 pp. ISBN 4-254-16114-X.
[(簡単な) 読書ノート]
[目次書きぬき]
... これも大学レベルの教科書です。大気大循環や、雲をともなう対流などに、重点があります。
- 田中 博, 2017: 『地球大気の科学』 (現代地球科学入門シリーズ 3)。共立出版, 305 pp. ISBN 978-4-320-04711-2.
[読書メモ]
... 大学上級ぐらいの教科書です。中高緯度の対流圏の大気循環とその力学に重点があります。
- 田中 博, 伊賀 啓太, 2015, 改訂版 2021: 『はじめての気象学』 (放送大学印刷教材)。放送大学教育振興会 (発売: NHK出版), 258 pp. ISBN 978-4-595-32288-4.
[2015年版の読書メモ]
[改訂版の読書メモ]
... 放送大学の教科書です。数式はすくなめですが、大気の力学に重点があります。
2023年度前期の放送は、衛星放送 232 チャンネルで、日曜 11:15-12:00 にあります。4月2日が第1回、
4月16日が第3回です。
- 釜堀 弘隆, 川村 隆一, 2018: 『(トコトン図解) 気象学入門』。講談社, 244 pp. ISBN 978-4-06-155239-5.
[読書メモ]
... 小倉『一般気象学』のまえに読むために書かれた本です。図解が多く、
数式はすくなめです (それは長所でも短所でもあります)。
- 二宮 洸三, 2006: 『気象がわかる数式入門』。オーム社, 184 pp. ISBN 978-4-274-20271-1.
[読書ノート (目次書きぬきへのリンクあり)]
【大学のシラバスに登録された発行年とISBNは別の本のものです。】
... 気象学、とくに大気の力学と熱力学についてつかわれる数式に慣れるための本です。
- 山岸 米二郎, 2011: 『気象学入門』。オーム社, 198 pp.
ISBN 978-4-274-20989-5.
... 温帯の天気予報を念頭においた気象学のややくわしい入門教科書です。
- 松田 佳久, 2014: 『気象学入門 -- 基礎理論から惑星気象まで』。
東京大学出版会, 240 pp. ISBN 978-4-13-062721-4.
[読書メモ]
... 惑星大気を専門とする著者による、気象の理論に重点をおいた入門教科書です。
- 稲津 將 [まさる], 2022: 『気象学の教科書』 (気象ブックス 047)。成山堂書店, 203 pp. ISBN 978-4-425-55461-4.
[読書メモ]
... 気象学全般の入門 (立正大学でいうと「環境気象学概論」にあたるか?) の要点をまとめた教科書です。
数式はすくなめです。運動方程式にたちいらず、静水圧のつりあいと地衡風のつりあいを力のつりあいとして導入しています。
なお、数式の中の物理量の単位を省略しているところが多いことに注意が必要です。
- 日下 [くさか] 博幸, 2013: 『学んでみると気候学はおもしろい』。ベレ出版, 261 pp. ISBN 978-4-86064-362-1.
[読書メモ]
... 地理学のうちで発達してきた気候学の話題に重点をおいた、教科書に近い入門読みものです。
そのほかの参考書
少しずつ追加していきます。
- 松山 洋、増田 耕一 編, 2021: 『大気と水の循環』。朝倉書店, 136 pp. ISBN 978-4-254-16076-5.
[読書メモ]
... 第1～6章、8章をわたしが書きました。授業内容とかさなるところがあります。
(更新) 2024-03-11
増田 耕一 (MASUDA Kooiti)