今回の教材ページの内容は、松山・増田 編 (2021) 『大気と水の循環』の第6章「日本の天気」 (増田 執筆) と (ほぼ) 同じである。 このページの文章は印刷まえの原稿にもとづいている。 本の校正のときにした修正もなるべくいれたが、ていねいに照合はしていない。 キーワードの英語表現は、本では欄外に注と同様な形であげたが、 ここでは本文中の かっこ の中にあげている。
【この章の図は、天気図 (気象庁) と気象衛星画像です。 本に収録した天気図は、 https://www.data.jma.go.jp/fcd/yoho/hibiten/index.htmlによるものです(最終閲覧日: 2020年6月29日). このウェブページでは、天気図については、国立情報学研究所の 北本 朝展 教授による 「デジタル台風」のサイトの天気図のページへのリンクにしました。 それぞれの日の世界時 0, 6, 12, 18時 (日本時間 9, 15, 21, 翌日3時) の天気図があります。】
日本の季節ごとの天気の特徴を,日下 (2013)の 2.1節などを参考に, わざと単純化して述べることにします.
ただし,日本の南北の広がりはかなり大きく,その全体に適用できるように気候を記述するのは簡単ではありません. ここでは,日本のうちでも人口の多くが住んでいる,北緯31°~37°くらいの範囲に対象を限ります (その外の地域を軽視するつもりはありませんが,ひとまず棚上げにします). この範囲には,九州,中国・四国,近畿,中部,関東地方が含まれます. 熟さない表現ですが,これを「日本東西軸地方」と呼ぶことにします. 英語で述べる場合は central Japan でよいだろうと思っていますが,「中部地方」だけではないことに注意する必要があります.
日本東西軸地方は,1年の大部分の期間,第4章で述べた大気大循環(atmospheric general circulation)の体制のうち,温帯低気圧(extratropical cyclone)が主役となる循環に支配されます. 雲・降水を伴う温帯低気圧と,晴れることの多い移動性高気圧(travelling anticyclone)が,いずれも西から東に移動していきます. 低気圧が来てから次の低気圧が来るまでの時間は7日程度です. この低気圧・高気圧は,上空 (対流圏中層,気圧で言えば500 hPa,高さで言えば 5500 m 付近を代表とします) の偏西風(westerly wind)の波の谷・峰(trough and ridge)と一連の構造です. 春(3~5月)と秋(10, 11月)は,この温帯低気圧型と移動性高気圧型の天気パターンが主に現れます(図6.1).
(a)2019年5月1日,日本付近に気圧の谷が来ており,温帯低気圧が関東の南東と日本海の北の大陸上にある.
(b)2019年10月1日.移動性高気圧が日本東西軸地方を覆っている(なお,たまたまこの日は,東シナ海南部に台風がある).
冬(12~2月)には,冬の季節風型の天気パターンが現れます(図6.2a). 第5章で述べたように,冬には,日本の西のユーラシア大陸(Eurasian Continent)の陸面は,東の太平洋(Pacific Ocean)の海面よりも温度が低くなります. そして,対流圏下層では,大陸上に高気圧,海洋上に低気圧ができ,大陸から海洋に向けて風が吹き出します. しかしながら,地球の自転の効果があるので,高気圧のまわりを上から見て時計まわりに回りながら吹き出す形になり,日本東西軸地方付近では北西の風,その南の亜熱帯では北東の風となります. 吹き出しを補うように,おそらく対流圏中層に,大陸に向かう流れがあるはずです(ただし検出するのは難しいかもしれません). この季節風が日本に,やや複雑な降水分布をもたらします. 大陸から吹き出す季節風は,はじめは乾燥していますが,日本海(Sea of Japan)などの海上を吹く間に海から水蒸気を受け取ります. その空気が日本列島の山脈の風上(北西側)で押し上げられ,雲をつくり,降水をもたらします(温度が低いので雪になることが多いです). 風下(南東側)では水蒸気が乏しくなった空気が押し下げられるので,晴れることが多いです(図6.2b). この風上・風下のコントラストは気候の全球モデルではまだ表現困難なメソスケール(meso scale)の特徴です. また,冬の間には,冬の季節風型の他に,温帯低気圧型・移動性高気圧型の天気パターンが出現することもあります. 日本列島の山脈の南東側で雪が降るのは,温帯低気圧型で,しかも気温が低い時です(図6.3).
(a) 2020年1月1日の天気図.西の大陸に高気圧,東の海上に低気圧がある.
(b) 同日9:00における「ひまわり8号」の可視画像( http://weather.is.kochi-u.ac.jp/ による.最終閲覧日: 2020年6月29日)
大局的には冬型だが,日本の南岸(9時の時点では九州の南)に温帯低気圧があり,発達しながら東に進んだ. この日,東京(北の丸公園)では23cmの積雪が観測された.
夏(8月ごろ)には,日本東西軸地方は,第4章で述べたハドレー循環(Hadley circulation)の下降域にあたる亜熱帯高気圧(Subtropical High)に覆われることが多いです. 気温が高く,湿度もかなり高いですが,晴れることが多いです(図6.4). ただし,亜熱帯高気圧帯のうちでは,太平洋の西側なので,太平洋の東側に比べれば下降流が持続しにくく,積雲(cumulus cloud)が立ちやすいです. 陸上では,日変化(diurnal variation)に伴うメソスケールの降水が,たとえば午前中は晴れているが午後に雷雨(thunderstorm)が生じるような形で,しばしば見られます.
日本東西軸地方に亜熱帯高気圧が広く張り出している.
6,7月には雨が多く,梅雨(Baiu)と呼ばれます. これは中国大陸(特に華中)の梅雨(Meiyu)と一連の現象です(図6.5). 梅雨をもたらす大気の構造は梅雨前線(Baiu front)と呼ばれ,図中では停滞前線として表現されています. 温帯低気圧に伴う前線は温度差が大きいことが特徴ですが,梅雨前線は水蒸気量の違いが大きいことが特徴です.
梅雨前線と似たものとしては,南太平洋収束帯(SPCZ: South Pacific Convergence Zone)と南大西洋収束帯(SACZ: South Atlantic Convergence Zone)があり,亜熱帯収束帯(subtropical convergence zone)としてまとめ ることもできます(Kodama 1992). ただし,梅雨前線はSPCZやSACZよりも位置が固定されやすいです.
梅雨前線の中にメソスケールの積雲群が発達して,激しい雨をもたらすことがあります. 熱帯の大部分の地域での降水では,日変化がはっきりしていて雨季でも晴れる時間があることが多いのに対して,梅雨前線の降水は昼夜を問わず続くことが起きやすいです.
秋のはじめ(9月ごろ)は雨の日が多い時期であり,秋雨(あきさめ)または秋霖(しゅうりん)と呼ばれます. 前線が停滞することもあって,いくらか梅雨と似ていますが,梅雨ほど持続性がありません(図6.6).
中国の長江下流から日本の南岸にかけて梅雨前線が停滞している.
日本東西軸地方に前線が停滞している.
台風(tropical storm, 第4章の注を参照)は熱帯の海上で発生し,だいたい6月から11月のあいだに不規則なタイミングで日本にやってきます. 台風は大雨と強風をもたらします(図6.1b). 台風は,日本東西軸地方までくると,海面からの水蒸気の形でのエネルギーの供給がじゅうぶんでなくなり,発達できなくなります. しかし,台風から温帯低気圧に構造を変えて,ふたたび発達することがあります.
降水量の平年値(30年平均値)にもとづいて季節変化をみると,極大は,日本海側では冬の12~1月,西日本では梅雨期の6~7月,東日本では9月に出現する地点が多くなっています. 9月の量が多いのはおもにこの時期に台風が来る頻度が高いからです.