次の形で出版されたものです。 引用する場合はこの出版物を参考文献としてあげてください。
現代社会の中で生きていく人がもつべき知識は多様だ。専門家は自分の専門に関する知識をもっと教えるべきだと言いがちだ。それをみんな認めていくと、項目の数が多くなり、それぞれにかける時間が短くなる。教材の記述は断片的になり、いわゆる「暗記もの」の弊害が生じがちだ。
それぞれの教師が教えるべきものを選べばよいという考えもあるだろう。しかし、たとえばニュース報道が短い表現でできるためには、人びとが背景知識を共有していることが前提になる。さらに、もし大学の入学試験の出題範囲を高校の科目で決めるならば、高校で学ぶ項目の標準がほしい。
わたしは気候・気象の分野の教科内容の専門家の立場から、何を標準に入れるのがよいかを考えている。
2018年3月、文部科学省は新しい高校の学習指導要領を告示した(注1)。2022年4月から実施される予定だ。
理科のうち地学の分野は、「地学基礎」と「地学」の2科目で構成されており、現行(2009年3月告示、2013年4月から実施)とほとんど変わっていない。理科の「基礎」科目はいずれも必修ではなく、4科目のうち3科目をとればよい。
しかし「地理歴史」という教科の指導要領は大きく変わった。地理の分野は「地理総合」と「地理探究」の2科目となり、「地理総合」は必修になる。
指導要領の「地理総合」の項は「課題を追求したり解決したりする活動」(この並列表現はちょっと変な感じがするが)をはじめとして、学ぶ態度に関する主張にみちている。ここ数年、大学教育についてもよく聞く「アクティブ・ラーニング」の発想だと思う。地図や地理情報システムなどの手段については書かれている。
しかし、学ぶ内容についてはあまり書かれていない。「地理的環境」が重要な概念であり、「自然環境」がその部分であることはわかるのだが、その内わけが書かれていない。「気候」ということばは、自然災害に関する項目についての配慮事項として「日本は変化に富んだ地形や気候をもち、様々な自然災害が多発する...」というかたちで出てくるだけだ。「地理探究」のほうを見ると、「自然環境」が「地形、気候、生態系など」と言いかえられている。それはもっともだと思う(「水文」を追加すべきだとも思うけれども)。しかしそれ以上くわしい記述はない。
高校でできる調査や課題解決の対象は、ローカルな問題が多く、その内容は地域ごとにちがうだろう。しかし、そこで使う基礎知識のうちどの地域にも通用する部分は共通化するべきだと思う。
「地理総合」の指導要領には「地球的課題と国際協力」という項目もある。「地球的課題」は「世界各地で見られる地球環境問題、資源・エネルギー問題、人口・食料問題及び居住・都市問題」と言いかえられている。「地球環境問題」には、おそらく、全世界規模の気候変化(地球温暖化)によっておこる問題が含まれるだろう。
地球温暖化は、グローバルな現象であり、しかも、気温が上昇しているという観測事実からではなく、大気の成分が赤外線を吸収・射出することが気温に影響をおよぼすという物理的因果関係から出発して、将来に起こる見通しとして認識された(注2)。
人間が体験するのはそれぞれの場所のローカルな気候だ(グローバルな量からの偏差ではなく、なまの量をさす)。気象の観測で直接に得られるのも、多くの場合、ローカルな観測値だ。そして、人間社会は、それぞれの地域のローカルな気候に適応して成り立っており、ローカルな気候の変化への適応をせまられる。
しかし、気候の変化を、物理的因果関係にもとづいて説明するときや、将来の見通しを得ようとするときは、グローバルのほうがわかりやすいのだ。グローバルな気候を変化させる原因としては、エネルギー保存という物理法則を基本として、大気・海洋などからなる気候システム全体がもつエネルギーの収支を変える要因を考えればよい。それは、太陽放射の吸収か地球放射の射出を変える要因だ。今から百年くらいの時間の枠で重要なのは、前者は太陽活動と(火山起源・人為起源の)エーロゾルの変化、後者は温室効果気体(赤外線を吸収・射出する成分)の変化だろう。
ローカルな気候に対しては、このほかに、ローカルなエネルギー源(たとえば都市の人工熱源)もあるし、気候システムの内部変動で一地域から他の地域にエネルギーが移ることもあり、その因果関係解明や予測はむずかしい。
そして、グローバルな気候変化による人間社会にとっての損失を減らすために、温室効果気体排出削減が世界の政策課題になってきた。国民が政策決定にかかわる前提として、気候変化のしくみの大すじの理解が必要になる。
気候の変化のしくみの理解は、理科の課題だろう。現行でも次期でも「地学基礎」では、「大気と海洋」の項目で「地球の熱収支」、とくに「太陽放射の受熱量と地球放射の放熱量がつりあっていること」を教え、「温室効果にふれること」となっているので、この目的にはよくできている。ただし、「熱収支」という厳密には正しくない概念を使っている。「物理基礎」で学ぶ「エネルギー保存の法則」を前提にできないことはわかるが、両方を学ぶ生徒には、この「熱収支」がエネルギー収支であること、ただし運動エネルギーを(定量的に寄与が小さいので)除外していること、を理解する機会を与えてほしいと思う。
地理では、要点だけ短く教えることになると思うが、さらに学びたい生徒には理科の教材を紹介できるようにしてほしいと思う。
そして、グローバルとローカルの関係、というよりもむしろ、さまざまな空間・時間スケールの現象が重なりあっていることの認識は、地理でも理科でも必要だと思う。空間規模が大きい現象ほど時間規模も長い傾向がある(図1)。現象の規模がちがっても、風速も、現象の移動速度も(音波は別として)、1メートル毎秒から10メートル毎秒の桁なので、空間スケールと時間スケールはごく大まかには比例するのだ。ただし、空間規模は、水平は地球の大きさ(全周でも 4万km)、鉛直は大気層の深さおよび密度成層によって 10 km 程度が限度になる。
大気の大循環については、熱帯では赤道付近で上昇する南北鉛直循環(ハドレー循環)が、温帯では移動する温帯低気圧が、それぞれエネルギーを極向きに運ぶ主役であることをおさえるべきだと思う。
ハドレー循環は、熱せられたものが軽くなり上昇するという直観的な理解と結びつけてよい。それが極に達しないことや、下層で東風(貿易風)、上層で西風ができることの因果関係の説明には、地球の自転のコリオリ効果の理解が必要になる。おそらく「地学」では扱えるが「地学基礎」や地理の科目では結果を伝えることしかできないだろう。
コリオリ効果を「右向きに転向する」のような形で暗記ものにするのは、南北半球にわたる普遍性や、上から見おろすか地上から見上げるかの視点の問題があるので、うまくない。ハドレー循環と関連づけた「赤道から離れる風が西風になる」というような形がよいと思う。また、コリオリ効果がきくのは1日より長い時間規模の現象であることに注意しておいたほうがよいと思う。
日本で生活するための基礎知識として、テレビや新聞の天気予報で使われている用語や図の背景知識を教えるべきだと思う。「地学基礎」でも「日本の自然環境」の項目で「日本に見られる気象現象」を扱うことが期待されている。「地理総合」で「日本の気候」が出てくるところは風水害に関連する文脈だ。
まず温帯低気圧と熱帯低気圧(台風を含む)が重要だ。そのしくみは「地学」では扱えるものの、「地学基礎」や地理の科目では現象の特徴を知るところまでになるだろう。
日本には季節変化があり、それに伴って天気現象にも特徴があることを、大気大循環の理解とも関係づけて教えるべきだと思う。わたしが考える記述例を示す。 ただし、日本の国土の緯度幅はかなり大きく、その全体にあてはまる記述は長くなる。人口の多くが住む 北緯31度から37度あたり(ここでは「日本東西軸地方」と呼ぶ)にしぼり、そのことを明示するべきだと思う。
指導要領で重視されていないが、わたしがぜひ入れるべきだと思っているのは、地表面のエネルギー収支(熱収支)と水収支だ(図2)。陸や海から大気への水の蒸発にともなうエネルギー輸送がエネルギー収支にとっても重要なので、両者は切り離せない。
地表面のエネルギー収支と水収支は、グローバルにも、ローカルにも重要だ。そして、空間規模がちがっても、概念はちがわない。あとで述べるように、植生の分布を制約する要因としての気候を考えるうえでも基本となる。また、気候が人の健康や快適さにおよぼす影響を人体のエネルギー収支にもとづいて考えるときの参考にもなる。
ただし、教材がまだあまり整備されていない。1970年代の代表的文献はブディコの『気候と生命』 (原著1971、日本語版1973、東京大学出版会)とセラーズの『Physical Climatology』(1965, University of Chicago Press)だったが、今となっては古い。物理量を求める方法については 近藤純正の『地表面に近い大気の科学』(2000, 東京大学出版会)などがあるが、地理的分布や季節変化の実態を整理した専門教科書や図集をつくって、それをもとに高校レベルの教材をつくっていく必要があると思う。
世界の気候と、その中での日本の気候の特徴をしめすうえで、日本の地理教育では、ながらく、ケッペンの気候区分が使われてきた。しかし、それは気候自体の特徴による区分ではないので、気候学者からは不適切だと言われてきた。
ケッペンが20世紀初めにしたのは、陸上植生の生活形による分類(現代の生態学でいえば「生物群系」あるいは「バイオーム」に近いようだ)の分布を説明する気候要因を示すことだった。 植生の分布は気候だけで決まっているわけではないが、気候は重要な制約条件だ。その関係を知ることは、自然景観の理解にも、農林水産業の計画にも有用だし、気候の変化の生態系への影響を評価し、適応策を考えるために、重要性が高まっている。
ケッペン以来、いろいろな研究者がこの制約条件を論じてきた。わたしが文献を見渡したところでは(注3)、条件はおよそ「成長期間に利用可能なエネルギーまたは温度」「利用可能な水分」「冬の最低温度」の3つにまとめられる。なお、今後の気候変化を考えるうえでは「光」と「二酸化炭素」も重要だが、野外の地理的分布からは上記の要因と区別して認識することができない。
自然環境に関する知識として、気候区分ではなく、このような気候と植生の連関を教えるべきだと思う。ケッペンはその学説史の文脈で先駆者として登場するだろう。
熱帯、温帯、寒帯と乾燥地帯の大まかな分布を教える必要がある。その緯度分布を、地球が吸収する太陽放射の緯度分布および大気大循環と関連づけて教えるべきだろう。
大気大循環にもとづく気候区分の試みとしては中村和郎によるものがある(図3)。ただし、ハドレー循環の影響がおよぶ範囲の端は明確な線で示せるものではない。気候区分としてではなく、大まかな位置関係を示すものとして理解するべきだと思う。
便宜上、ケッペンの大分類「A, B, C, D, E」を使ってもよいかもしれない。これも「気候区分」としないほうがよいと思う。熱帯と温帯のそれぞれ典型例を論じてもよいが、境界付近の地点がどちらになるかを問題にするべきではないと思う。
わたしが教えるべきだと考える主要項目をまとめる。
小倉義光 (2016)『一般気象学 第2版 補訂版』(東京大学出版会)の図6.27をもとに簡略化し縦横を変更した。 [参照箇所へ]
潜熱輸送 L E は、蒸発量 E に、水の単位質量あたりの蒸発の潜熱 L をかけたもので、L は近似的に定数とみなせる。
[参照箇所へ]中村和郎・木村龍治・内嶋善兵衛(1986)『日本の気候』(岩波書店)の図5.9をもとに増田が簡略化した。この形での初出は、町田洋ほか(2003)『第四紀学』(朝倉書店)の 図4.1-6。ただしそこで使われた「ロスビー循環」という用語は使わないほうがよいと考えるようになった。 [参照箇所へ]
増田 耕一 (ますだ こういち)
首都大学東京 客員教授、東洋大学ほか 非常勤講師。 1957年 静岡県生まれ。 東京大学 理学系研究科 地球物理学専攻 博士課程単位取得退学、1989年 理学博士。 大気水圏科学、とくに全地球規模のエネルギーと水の循環を専門としてきた。 最近の関心は、科学論(とくに専門家と専門外の人との関係)、歴史時代の気候とその社会への影響など。