• JTBパブリッシング, 2021: 埼玉の教科書 (大人のための地元再発見シリーズ)。JTBパブリッシング, 143 pp. + 折りこみ地図。ISBN 978-4-533-14711-1.

2021年12月の新刊。A5判と同じ高さで横幅はすこし広い大きさで横書きのペーパーバック。昭文社の 『埼玉のトリセツ』[読書メモ] と よくにた企画だ。

書誌情報の著者名にあたるところをどう書くかでこまる。奥付とおもわれるところには、「発行所 JTBパブリッシング」につづいて、「企画・編集 情報メディア編集部、内山弘美」「編集・執筆・撮影 エイジャ (小野正恵、笹沢隆徳、佐藤未来、新間健介)、木村嘉男」そして「写真・資料・編集協力」「地図製作」「アートディレクション」「表紙・本文デザイン」「印刷」の人名や会社名がつづく。「情報メディア編集部」は出版社内の部署名らしいが、内山さんや木村さんは社外の人だろうと思われる。決めかねたが、昭文社の本のばあいと同様、著作権表示が「(C) JTB Publishing 2021」であることもふまえて、出版社の法人著作物とみなしておくことにする。

観光案内のムックでは、JTBパブリッシングの「るるぶ」と昭文社の「まっぷる」は、ロゴの文字を読まないとわからないぐらいにたものを出している。それにくらべると今度は、見かけは変えている。昭文社の表紙が地図を強調しているのに対して、JTBのほうは、(「るるぶ」の「ぶ」は「あそぶ」だそうだが、ここでは) 「まなぶ」というふんいきをだしている。

章だても、中学の教科にあわせて「社会」「理科」「国語」「家庭科」「美術」としている。なかみはとくに学校教育を意識したものではないようだが、知識の分類体系として中学の教科を採用するのは、日本の多くの人に知識をつたえるうえで、うまいやりかたかもしれない。

記事は原則として見開き2ページで、コラムは1ページのものもある。ページの頭の、記事の表題の上に、「教科」とその内の分類キーワードをあげている。この分類はかならずしも学校の科目にあわせておらず、表題にふくまれた語をかさねてあげるか別の語をえらぶかも章ごとにまちまちだ。ただ、歴史の話題には時代名を、地球史の話題には年代を入れておくという方針は見うけられる。

「算数」という章の名まえは苦しまぎれのようで、内容は中学ならば社会科(地理をふくむ)であつかうような統計データだ。市町村ごとの面積と人口、県の人口の変遷と年齢別人口、市町村ごとの学校そのほかの公共施設数をふくんでいる。公共施設数を入れた意義はよくわからないが、人口あるいは面積とくみあわせて(算数をして)みると特徴がみえてくるかもしれない。

残念なことには、(「算数」の統計資料は県によるものと推定できるのでよいとして、そのほかの) 情報の出典がよくわからない。巻末に参考文献一覧はあるが、本文のどの情報の出典がどの文献かはしめされていない。また、河合 敦 さんによる歴史のコラムを例外として、記事の執筆者名もしめされていない。これでは、本文の記述にうたがいが生じたときにたしかめようがないし、さらにしらべようとする人にも漠然とした手がかりしかない。もし教材として見るならば、あまり高く評価できない。

折りこみで、埼玉県の地図がつけられている。地図の裏は、1934 (昭和9) 年につくられた県を紹介する鳥瞰図だ。

本の内容は、特定の主題にかたよってもかまわないという方針をとったようだ。

「理科」の章は実質13ページだが、そのうち8ページは秩父を中心とする地域の地質の話題だ。参考文献リストにまっさきにでてくる秩父ジオパークのガイドブック『秩父に息づく大地の記憶』[読書メモ] の恩恵をこうむっている (ほかの本やウェブサイトも参考にしているが)。3ページは気象で、そのうち2ページは熊谷の暑さ、1ぺージは秩父の雲海だ。のこりの2ページだけが生物の話で、狭山丘陵の生物とその保全活動をあつかっている。

「社会」のうち交通に8ページとっているが、みんなJRの路線の話だ。口絵ページでは私鉄の駅や路線もあつかっているが、話題は鉄道に集中している。鉄道びいきのわたしでも、道路交通を無視しすぎかと思う。近現代史では、渋沢栄一に2ページとり、さらに戊辰戦争のときの (のちの)埼玉県域でのできごとも渋沢栄一の親族のうごきを中心にのべている。この話題選択にはあきらかに NHKの2021年の大河ドラマの影響がある。

理科にもどって気象のところを見ると、熊谷の暑さの要因として、フェーン、海風がとどきにくいこと、都市のヒートアイランド、補足的にラニーニャをあげていて、それぞれ妥当だと思う。(ただし、フェーンについては、雲をともなう上昇はかならずしも必要ではないという研究成果が最近報道されたが、本書はそれより前の定説によっている。) しかし、東京のヒートアイランドの影響と、山から下るフェーンとでは、熊谷にむかう風向がちがうので、同時に重要にはならないだろう。紙面の制約があってむずかしいとは思うが、要因の両立可能性もふくめて整理してほしいと思った。

折りかえしのあとに くわしい目次をつける。各記事の表題は、記事ページに書かれたほうが長いのだが、ここでは目次ページにふくまれた短めのものを採用した。章よりもこまかい記事分類は、目次にはなかったが、記事ページの表題の上にあるものを書きこんだ。
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• Jon Shonk, 初版 2013, 第2版 2020: Introducing Meteorology — A Guide to Weather (Second Edition). Edinburgh: Dunedin Academic Press Ltd., 160 pp. ISBN 978-1-78046091-8 (paperback), 978-1-78046643-9 (Epub), 978-1-78046645-3 (PDF). 出版社サイトの本書のページ　https://dunedinacademicpress.co.uk/page/detail/Introducing-Meteorology/?K=9781780460918

わたしは今年度から、気象学専攻の学部レベルの教育を担当することになった。日本語の教科書をつかっているが、英語にもいくらか慣れてもらう必要がある。いきなり研究論文を読むのでも、英語学習教材を読むのでもなく、小倉『一般気象学』と大まかに同様な内容の気象学の教科書を読むことにしよう、と考えた。

アメリカの大学の教科書ならば、気象学の初級の本はいろいろある。定番は Wallace & Hobbs だろう。しかしいずれも、厚い本で、かぎられた時間では読みきれないし、買うと値段が高い。

薄い入門書としては、Oxford U.P. のVery Short Introduction シリーズがある。そういえばわたしは、Dunlop の Weather と Palmer の The Atmosphere を出版直後に日本の店頭で見つけて買って、目次の書きぬきはしたものの、実質的に読んでいなかった。今回 目をとおしてみると、Dunlopの本は、2017年に出たのだが、air mass (気団) などの概念に重点をおいていて、まるで1970年代の気象学だ (気象衛星画像などは新しいものがはいっているが)。Palmer の本は、大気の物理・化学の入門で、Dunlopの本とのすみわけの結果だと思うが、身近な気象の話題はすくない。セミナーで読む本としては、どちらもものたりない。

通信販売のウェブサイトを検索し、目次を見て内容がよさそうなものの、電子版を買ってみることにした。そして、この Shonk の本をえらんだ。

出版社は、わたしははじめて知ったところなのだが、スコットランドのエディンバラにある。Dunedin はエディンバラの古い名まえで、ダニーデンと発音するらしい。文科系・理科系にわたる大学教科書レベルの本を出しているが、地球科学、とくに地質学を得意とするようだ。本書は Introducing Earth and Environmental Sciences というシリーズにふくまれている。

著者は、おそらくイギリスでいちばん充実した気象学の教育コースをもつ Reading [レディング] 大学の気象学科に所属し、おもに気候変化にかかわる雲と放射を研究している。Post-doctoral 研究員なのだが、気象・気候についての大学初級の授業を担当したことがあり、その教材をまとめなおしたのがこの本になったようだ。

目次を書きぬいてみた。それによれば、およその内容はつぎのようなものだ。
第1章は天気について、身近なものごとからの導入。
第2章は気象学と天気予報の発達の歴史をおおまかにたどる。
第3章は地上での気象観測、第4章は上空の気象観測。
第5章は大気の鉛直構造 (対流圏・成層圏があることなど)。
第6章は大気中の水について。3相 (水蒸気・水・氷) のあいだの変化をふくむ。
第7章は太陽放射、そして大気中の放射伝達とそれによるエネルギーの収支。雲のやくわりをふくむ。
第8章は気温がどのようにきまっているか。断熱上昇のこと、雲・霧・露・霜のこと、高緯度と低緯度のエネルギー収支のちがいなどをふくむ。
第9章は大気の運動。気圧傾度、コリオリ効果、熱帯のハドレー循環、温帯の大気循環によるエネルギー輸送などをふくむ。
第10章は中緯度の天気をつくるしくみ、おもに温帯低気圧について。
第11章は熱帯の天気をつくるしくみ。東風(貿易風)、モンスーン、熱帯低気圧、エルニーニョ・南方振動などをふくむ。
第12章は積雲対流がかかわる現象。たつまきや雷雨をふくむ。
第13章は地表面状態がかかわる現象。海岸、山地、砂漠、都市があげられている。
第14章はいまの天気予報のしくみのうち、おもに「数値予報」について。
第15章も天気予報についてだが、人間社会にとって有用な情報を出す努力について。
第16章は気候の変化。おもに地球温暖化の予測型シミュレーションについて。そのまえに古気候、あとに地球温暖化の対策についてすこしふれている。

学生といっしょに数か月かけてすこしずつ読んで、気づいたことがあったら、ここに書きたすことにしたい。

文献 (本書に直接の関係はなく、わたしの事情に関するもの)

• Storm Dunlop, 2017: Weather (A Very Short Introduction 506). Oxford University Press, 158 pp. ISBN 978-0-19-957131-4.
• 小倉 義光, 初版 1984, 第2版 1999, 第2版補訂版 2016: 一般気象学。東京大学出版会。[読書メモ]
• Paul I. Palmer, 2017: The Atmosphere (A Very Short Introduction 518). Oxford University Press, 125 pp. ISBN 978-0-19-872203-8.
• John Wallace & Peter Hobbs, 初版 1977, 第2版 2006: Atmospheric Science: An Introductory Survey (2nd Edition). Elsevier. 540 pp. ISBN: 978-0-12732951-2 (hardcover), 978-0-08049953-6 (eBook).

折りかえしのあとに くわしい目次をつける。
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• 国立天文台, 2021: 理科年表 2022 (令和4年 第95冊)。丸善出版, 1174 pp. ISBN 978-4-621-30648-2.

A6判横書きのペーパーバック。判形は文庫本と同じだが、ふつうの文庫本よりもだいぶ厚い。毎年11月末ごろに次の年のものが発行される。今度の1冊は、奥づけによれば2021年11月30日発行だ。わたしは11月28日に東京都内の書店で買った。

このブログにはこれまでに [2012年の冊]の読書メモで、わたしがどの記事に注目しているかを書き、それから[2015年の冊]、[2016年の冊]、[2017年の冊]、[2018年の冊]、[2019年の冊]、[2020年の冊]、[2021年の冊] でそれぞれ変化したところについて書いてきた。

今回は「気象」部の内容に大きな変更がある。日本の気象庁は平年値を10年ごとに更新している。2020年の観測値が出そろったので、気象庁では 2021年5月から、1991-2020年の30年間の平均値を平年値に採用した。『理科年表』ではこの「2022」の冊にこの変更が反映される。平年値だけでなく、30年間の統計値は同様に変更される。なお、極値 (観測史上の最大・最小値) は毎年更新されているはずで、今回が特別な改訂ではない。

「気象」部の目次にはほとんど変更がないが、前年の冊で「日最深積雪 0cm 以上の日数の月別平年値」となっていた項目の「0cm」が「1cm」にかわっている。地上観測の無人化がすすんで、積雪があるかないかの判定がむずかしくなったことが背景にあるだろう。わたしは、むしろ 1cm以上の日数を集計したほうがよいと思うが、過去の記録と比較する際には注意が必要だ。

世界の気温と降水量の平年値も、日本の気象庁が計算した、原則として1991-2020年の平均値に更新されている。地点数が 240 であることはかわらず、地点も大部分はひきつがれている。しかし1割ほどの地点が入れかわっている。
入れかわりのうちには、同じ都市圏内でかわったところがある。気象台あるいは空港の移転がらみだろう。(移転さきにしたばあいと、移転で統計がとぎれるところをさけて継続した地点にかえたばあいがあるだろう。) おそらく気候の特徴はかわらないだろうが、過去の記録との差や比はかならずしも気候の変化とはいえない。
入れかわりのうちに、地方都市から首都にうつったところや、別の国の地点におきかえられたところもある。気象学的な空間代表性の面からのぞましい地点とか、情報の需要の多い地点という、積極的理由ならよいのだが、政情不安や財政難などで観測がとぎれた国もあるのだろうと思う。
気温・降水量の両方がそろっていない地点もある。たとえば、最後の240番はマニラの国際空港にある観測所なのだが、今回、降水量の値がなくなっている。マニラ都市圏の別の地点でよければ降水量の継続観測はあるはずで、わたしとしてはかわりにその値があったほうがよいと思うのだが、気象庁に「CLIMAT報」の形で月値がとどいているのはこの地点だけなのかもしれない。あるいは本の編集上、気温と降水量が別の地点だと地点表が複雑になり紙面におさまらないという判断があったかもしれない。

世界の相対湿度は、1961-1990年のWMO平年値 または 1961-1967年の気象庁による集計のままで、地点を気温・降水量にあわせているので、データのある地点数がへってしまった。大気の乾湿の指標として、相対湿度の平年値をえらんだ、何十年もまえの『理科年表』編集者の判断は、情報の需要の面からはもっともだと思う。しかし情報の供給側に困難がある。気象庁『国際気象通報式』https://www.jma.go.jp/jma/kishou/books/tsuhoshiki/tsuhoshiki.html の第8版 (1990) 改正22号 (2018) によれば、月値を通報する「CLIMAT」では水蒸気圧、各時刻の観測値を通報する「SYNOP」では露点温度を通報することになっている。通報された気象要素の平年値を計算することならばむずかしくないと思うが、相対湿度の平年値をきちんと得るには、観測の各時刻の気温と気圧も知って計算に入れる必要があり、単純作業ではなく、気象庁の業務に追加することはむずかしいのだろう。今後どうしていくか、考えなおすべきかと思う。「天文」部の「恒星の物理的諸量」には計算方法や精度がさまざまなものがまざっているのだから、相対湿度のばあいも、水蒸気圧あるいは露点温度と気温・気圧との月値にもとづいた推定値が得られるならば、そういうものであることを明示して収録したらどうかと思う。

そのほか、「序」を読み、「目次」を前の年の冊と見くらべて (ただしていねいな照合まではしないで) 気づいたかぎりのことを書きとめておく。

「暦」部。「惑星の等級算出方法の見直し」があった。『理科年表』の題名が発行年の翌年をしめしているのは、今回ならば2022年の太陽・月・惑星のみかけの位置の予測値をのせているからなのだ。惑星の位置とともに、惑星の明るさが、星の「等級」の形でしめされている。その等級の予測計算の計算式が変更された。どのように変更されたかの説明は、トピック「惑星の等級改訂について」にある。

「天文」部。
「重力波」の項目が新設されたことと、トピック「小惑星探査機「はやぶさ2」による小惑星リュウグウ探査」については「序」でもふれられている。
そのほか目次を見て気づいたこととして、「脈動変光星」が「変光星」にかわった。内容をみると、大部分は脈動変光星だが、「磁変星、フレア星、T Tau型星」が追加されている。

「物理・化学」部。「序」によれば、イオン化電位と、放射性同位体の半減期について、数値が更新されたそうだ。目次を見たかぎりでは変化は見あたらなかった。

「地学」部。
世界の大河・湖沼について、索引図となる世界地図が追加された。ただし、表と地図が別々のページで、目次項目名では「世界のおもな大河・湖沼」が地図、「世界の大河」「世界のおもな湖沼」が表をさしているが、目次だけではわからない。なお「世界のおもな河川」はまた別の項目で、「大河」は流域面積、「河川」は本流の長さでえらんでいる。
そのほか「序」でのべられていたこととして、山の標高がいくつか改訂されたそうだ。
目次で気づいたこととしては、「おもな火成岩の化学組成」の「火成岩」が「火山岩(噴出マグマ)」と「深成岩」にわけられた。また、「おもな堆積岩の平均化学組成」が「おもな堆積岩・堆積物の化学組成」になり、目次上の位置が移動した。「構成粒子の径と砕セツ岩」は「堆積物の構成粒子の径と砕セツ岩の分類」となり、半分の面積につめこまれたが、情報は変わっていないようだ。

「生物」部。
生物分類表のうちわけは1年おきに交代して今回は「動物」なのだが、それにくわえて「原核生物」と「ウイルス」を収録した。
トピックは「ゲノム科学が解明するホモ・サピエンスの進化」。

「環境」部。
「序」では大まかな構成をのべていて、今回の変化については書いていない。
目次をみると、「ハクチョウ・ガン・カモ類、シギ・チドリ類の観察数」が「ハクチョウ類の観察数」になっている。内容をみると、ハクチョウ類の情報源が「環境省モニタリングサイト 1000」であることは変わらないが、2004～2008年の観察によるものから2019年の観察によるものにかわっている。
「ヒト発がん物質(要因)と評価されたおもな化学物質・製造工程」が「WHO/国際がん研究機構(IARC)においてヒト発がん物質(要因)と評価されたおもな化学物質・製造工程」になった。内容は同じではないが同系統の資料の改訂版らしい。
トピックは「東日本大震災から10年 — ゲノムコホート研究の現状」。

• 古川 武彦, 大木 勇人 [はやと], 2021: (図解) 天気予報入門 — ゲリラ豪雨や巨大台風をどう予測するのか (ブルーバックス B2181)。講談社, 278 pp. ISBN 978-4-06-524682-5. 出版社のサイトのこの本のページ https://bookclub.kodansha.co.jp/product?item=0000355017

2021年9月の新刊。新書判、横書き。わたしは出版後すぐに目次の書きぬきはしたのだが、読書メモを書くのがあとまわしになっていた。

古川さんは気象庁にながらくつとめたあと、気象の知識や、気象学と気象庁の業務の歴史に関する本をいくつも出している。大木さんは科学ライターで教科書編集の経験がある。この著者のくみあわせで、同じブルーバックスから2011年に『(図解) 気象学入門』 [読書メモ] が出ている。本書の予告をみて、その改訂版かと思ったのだがそうではなく、あたらしい内容だ。

とくに第1章は、『気象学入門』を前提としてそのさきにすすむ応用編のような書きかたで、台風と線状降水帯について解説している。基本的なことがらである、水平方向の温度のちがいとそれよりも高いところでの気圧傾度力との関係 (本書でつかわれている「気柱のセオリー」という用語は『気象学入門』で導入されたものだそうだ。わたしはそのような表現はしないがその概念は気象学の授業で重視している。) や、コリオリの力の説明はあるが、短く要約されている。

しかし第2章以後は、いくつかのことがらについては初歩から積み上げる形で説明しており、そのほかのことがらは専門的なことに深入りせずに概説しているので、『気象学入門』よりもむしろ入門むきに書かれていると思う。

本書の構成は、大きく「前編 人による予報の時代」「後編 コンピュータによる予報の時代へ」とされている。これはおそらく本書が構想された段階での構成が残ったものなのだろう。両方の時代にわたって気象庁で働いてきた古川さんに天気予報についてのべてもらうのならば、そういう構成になるのはもっともなのだ。しかし、後編はよいが、前編の表題は内容にあっていない。第1章は、百年ほどまえからかわらない基礎的な大気力学の知識もふくみはするが、台風や中小規模降水帯についての現代の知識がおもだ。第3章も、数値天気予報と並行して発達してきたレーダーや気象衛星をふくむ現代の気象観測技術の紹介だ。(もちろん現代でも予報は完全にコンピュータ化されたわけではなく人の判断がはいるので、「人による予報の時代」と「コンピュータによる予報の時代」にはかさなりがあるのだが、それを言いたいならば時代区分に見える表現はうまくない。) 「前編」「後編」にこだわらないで章ごとに読んだほうがよいだろう。

第2章は歴史。台風をはじめとする気象現象はむかしから災害をもたらしてきたこと、そして、近代になって、災害の被害をへらすことを念頭において気象事業が発達してきたことをのべている。1961年の第2室戸台風のとき大阪管区気象台につとめていた古川さんの体験談をふくむ。

第3章は気象庁の気象観測の紹介。地上観測については、実際にどのような温度計や雨量計がつかわれているかの紹介もある。(気圧についてはいまは引退した水銀気圧計の話がおもになっている)。アメダス観測網の話もある。上空の観測としては、気球にセンサーと発信機をつけたラジオゾンデが紹介される。そして、上空の気象要素の水平分布をみる「高層天気図」や鉛直分布をみる「エマグラム」の話になる。それから、電磁波を利用した遠隔観測の話にうつり、気象レーダー (雨粒をみる)、ウィンドプロファイラ (これもレーダーの一種だが降水がないときは大気の密度のゆらぎをとらえて風の情報を得る)、気象衛星が紹介される。

第4章は、天気図やエマグラムなどをつかった天気予報の方法の紹介という位置づけなのだが、むしろ、天気図という見かたで見た日本付近の天気の類型の紹介になっている。それも、日本でくらす人がテレビやインターネットの天気予報を利用するためには、知っておいたほうがよいことだと思う。

第5章は、天気予報のための計算機をつかった気象のシミュレーションである「数値天気予報」についての解説。1960年代から変わらない基本的なことがらの説明がおもになっている。観測値をとりこんで数値予報の初期値をつくるための「データ同化」あるいは「客観解析」というしごとがあることものべているが、そのしごとの内側には立ち入っていない。

第6章は、数値予報で得られた気象要素の格子点値から、人びとが見る天気予報にするしごとについて。つかわれる手法として「カルマンフィルター」「ニューラルネットワーク」「ロジスティック回帰」が列挙されている。それぞれの手法の説明がじゅうぶんではないと思うが、手法の名まえを聞いておどろかない準備にはなるだろう。

第7章は「天気予報のこれから」となっている。その最後の節では、雲を解像した全地球の数値予報や、台風内部の精緻なシミュレーションの実用化など、まだ将来の構想であることがのべられている。しかしそれよりまえの節では、アンサンブル予報やナウキャスト (短時間予報) など、わりあい新しいがすでにつかわれている方法の紹介がある。

折りかえしのあとにくわしい目次をつける。

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• 村上 正隆, 2021: 日本の降雪 — 雪雲の内部構造と豪雪のメカニズム (気象学ライブラリー 2)。朝倉書店, 200 pp. ISBN 978-4-254-16942-3.

2021年11月の新刊。A5判横書きのペーパーバック。

【雪に関心がある学生がいるので、すぐ買って、目次を書きぬいたあと、学生に貸してしまったので、いま手もとにない。学生の報告を聞いてから読みかえして、このページの内容を補足したい。】

著者は、北海道大学で博士をとったあと、気象庁の気象研究所で、雲・降水の研究を続けてきた人だ。気象庁を定年退職したあとは名古屋大学の特任教授となっている。

気象研究所勤務の終わり近いころには、いわゆる人工降雨についての研究プロジェクトのリーダーとなった。人工降雨を推進するのでも反対するのでもなく評価をめざしたものと聞いている。そのプロジェクトをふまえた、日本気象学会の出版物があるのだが、わたしはまだ読んでいない。本書ではその話題は第5章の「コラム 7」として簡単にあつかわれている。

• 村上 正隆、藤部 文昭、石原 正仁 編, 2015: 人工降雨・降雪研究の最前線。気象研究ノート 231号。日本気象学会サイトの紹介ページ https://www.metsoc.jp/2015/06/30/4638 。

本書は5つの章からなるが、章のながさはまちまちだ。

第1章は短い。雪がどこにふるのか、分布をおおまかにおさえている。

第2章はやや長い。雲粒がどのようにでき、どのように成長して雪結晶になるのか。雲物理のうち「雲微物理」とよばれる分野の教科書的内容だ。雪ができるしくみが「冷たい雨のメカニズム」という題の節にまとめられているのは、雪を主題とする本にしてはちょっと奇妙だが、雨のできるしくみの説明をも期待しているならばもっともだ。

第3章は長い。雪をもたらす雲の集団がどのような構造をもっているかを、著者たち自身のものをふくむ観測の事例をつかって論じている。大きく「日本海降雪雲」「山岳性降雪雲」「低気圧に伴う降雪雲」にわけている。日本海のところでは「日本海寒帯気団収束帯」 (JPCZという英語頭文字略語のほうが知られているかもしれない) が話題の重点となっているようだ。

第4章はわりあい短い。気象庁が雪の予報をどのように出しているかという話。

第5章もわりあい短い。雪と人間社会のかかわり。雪による災害、水資源としての雪、地球温暖化にともなって雪はどう変化するだろうかという話など。

折りかえしのあとにくわしい目次をつける。
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• 水野 量 [はかる], 2000 (2017 第9刷): 雲と雨の気象学 (応用気象学シリーズ 3)。朝倉書店, 196 pp. ISBN 978-4-254-16703-0.

2000年に出た本。手もとにあるのは2017年に出た第9刷で、A5判横書きのペーパーバック。(初刷りはハードカバーだったという記憶がある)。著者は、出版当時、気象庁の中の教育機関である気象大学校の教員だった。

気象学のうちの雲物理といわれる分野 (雲と降水のしくみをあつかう) の教科書だ。

【わたしは気象学全般をおしえることになって、雲物理の教科書をもっていないことに気づいた。つとめさきの図書館にはあるが、学生にすすめるとき自分が借りたままだとまずい。おもに日本語でおしえるから、日本語の教科書がほしい。その条件に合う、いま新刊書として売っている本は、この本にしぼられた。】

大きく5部の構成になっている。

第1部では、大気、雲、降水について、まずおさえておくべきことをのべている。

第2部は「大気の熱力学」。第2章では、大気を1成分の理想気体とみなして、状態方程式 (圧力、密度、温度の関係)、エネルギー保存の法則、断熱変化などを説明する。第3章では水蒸気をあつかう。大気にふくまれる水蒸気の表現は必要以上に多いが、既存の文献を読むためにはどれも知っておく必要がある。第4章では、成層状態 (温度と水蒸気の鉛直分布) が上下の対流に対して安定か不安定か (対流が抑制されるか発達するか) という、鉛直方向に限定された力学の問題をあつかう (気象学のうちの分野わけではこれを「熱力学」にふくめることが多い。)

第3部は「微物理」とされている。雲粒とよばれる液体や固体の粒子がつくられ、それが成長して雨粒や雪の結晶になっていく過程をさす。「雲物理」といえばその核心部分はここである。第4章では、水蒸気が凝結して液体の雲粒ができ、それが併合して雨粒になるばあいをあつかう。第5章では、氷の結晶である固体の雲粒ができ、雪結晶になるばあいをあつかう。日本などの温帯で観測される雨の大きな部分は、いったん雪ができてそれがとけたものなので、雨に関心がある人にとってもこれは重要だ。雪結晶が成長する過程を「昇華成長」 「雲粒捕捉成長」 「併合成長」 にわけて、それぞれのしくみを定量的に論じている。

第4部は「観測手段」。観測手段としては、地上観測、ゾンデ観測、航空機観測、レーダーがあげられている。ここでとくにおさえておくべきことは、そのような観測によって得られる数量あるいは定性的な変数はどのようなものかだ。

第5部は「雲の事例」とされている。どのような雲がどのような状況で発生しがちであるか、という話だ。雲と降水を、大きく「層状性」(第8章)と「対流性」(第9章) にわけている。層状性の降水のうちでは、温帯低気圧にともなっておこるものに重点をおき、低気圧の構造のなかでどのようなところでおこりやすいかを論じている。対流性の降水については、第4章の議論をもうすこし複雑にした、水の相変化をおこしながら上下運動する空気塊の運動の考えをのべ、天気予報の現場でつかわれているいくつかの指標を紹介している。第10章では、降水が、個別の対流雲よりは大きいが温帯低気圧よりは小さいメソスケールの構造でおきていることと、熱帯低気圧にともなう降水を説明している。

第6部は「応用」。第11章では大雨災害について。大雨がおこす浸水と、山くずれ・がけくずれについて、概論的にのべている。第12章は「気象調節」。おもな話題はいわゆる「人工降雨」だが、そういう表現ではなく「降水増加・降水調節」としている。そのまえに「霧の消散」の話がある。

折りかえしのあとに くわしい目次をつける。
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• 中塚 武, 2021: 酸素同位体比 年輪年代法 — 先史・古代の暦年と天候を編む。同成社, 219 pp. ISBN 978-4-88621-867-4.

2021年6月の新刊。A5判横書きのペーパーバック。内容は中塚さんが中心となった地球研 (総合地球環境学研究所) プロジェクトの成果の本『気候変動から読みなおす日本史』、とくにその第2巻 [読書メモ]とかさなるところもあるのだが、本書はとくに年代決定にねらいをしぼり、おもに考古学者や遺跡調査企画者にむけて書かれたものである。

年輪年代学 dendrochronology と年輪気候学 dendroclimatology は 目的が区別されているが、一連のものとしてとりくまれることがおおい。年輪による年代決定の原理は、同じとみなせる環境 (気候など) の影響を受けた木どうしで 年輪の年々変動パタンが対比できることだからだ。相互対比をくみあわせて、信頼できる標準時系列 (「master chronology」という) ができれば、あとはあらたなサンプルと標準時系列との対比によって効率よくすすめることができる。

従来の年輪年代学・年輪気候学は、年輪幅あるいは密度(体積あたりの質量) の計測にもとづいていた。本書の著者は、年輪にふくまれるセルロースの酸素同位体比 (および水素同位体比) にもとづいた年輪年代学・年輪気候学を推進し、master chronology 構築途上にある。(中部・近畿のヒノキについては2600年ほどの標準時系列ができた … 図44, 7章1節。)　そして、著者は、この方法は (同位体分析を外注するようにすれば) わりあい安く実行可能だといい、おおぜいの人にすすめようとしている。

酸素同位体比年輪年代法が可能になった背景として、従来の年輪年代法がある。とくに日本では、奈良文化財研究所の 光谷 拓実 氏が中心となって、年輪幅による master chronology をつくっていた。ただし、それを遺跡出土品への適用はしたが、自然科学的知見として記述することも、日本語圏の外に知らせることも、していない (その余裕がなかったのだろう) [注]。それで、国外には知られておらず、国内でも信頼しない人もいる。それは残念なことだと著者は考えている。

【[注] 光谷さんは日本第四紀学会の1994年大会の年代決定についてのシンポジウムの講演者のひとりだった。そのシンポジウムをもとにした『第四紀研究』の特集号が1995年に出たのだが、そこに光谷さんの報告はなかった。『岩波講座 地球惑星科学』の『気候変動論』の第四紀の章の原稿を書いていたわたしは参考文献のあてがはずれた。奈良文化財研究所の「学報」として1990年に『年輪に歴史を読む』という本のようなものが出ていたのを知って、それをあげることはできたのだが。】

著者は海底堆積物による有機地球化学をやっていた。質量分析計という方法のほうから適した対象として年輪に注目するようになった。(ここまで第1章)。

第2章は年代決定の基本、そしてその中での酸素同位体比による方法の位置づけ。

第3章は酸素同位体比の変動のしくみ。
葉内水の同位体比は、大気中水蒸気の同位体比と、葉と大気の水蒸気交換の際の同位体分別とによる。前者は降水量、後者は相対湿度を反映する。いずれにしても植物の成長期の気候の乾湿を反映する。
材の同位体比は、葉内水と幹にある水の混合にもよる。それが樹齢による。(第7章第2節の考察によれば、樹齢よりもむしろ成長速度によるらしい。) 樹齢効果は気候復元推定にとっては要注意な要因だが、年代決定にはあまりさしつかえない。

第4章はサンプル採取から酸素同位体比の測定までの仕事のながれ。(「付篇」にさらに具体的な記述がある。) 板の形をたもったままセルロースだけにする方法を開発したことと、熱分解してすぐ測定をすれば密封を必要としないことによって、能率よくしごとができる。

第5章は、酸素同位体比測定を中にふくむ出土材の年代決定の仕事のながれ。年輪の認定が基本だが、そのまちがいを完全にふせぐことはできない。多めに認定して、master chronologyとの対比やサンプル間の対比でしぼっていくのがよい。

第6章は実際の遺跡の年代決定に応用した事例集。

第7章第1節は master chronology の整備状況。そして第5節はその将来展望。縄文期は埋没木、弥生期は人工物があるが、そのさかいめの時期のサンプルを得るのがむずかしい。

第2節は樹齢効果のこと。樹齢効果は酸素と水素が逆向きであり、気候効果は両者が同じ向きなので、樹齢効果と気候効果を分離できる。木曽ヒノキについての調査結果から、樹齢効果といわれたものはむしろ成長速度の効果であることがわかってきた。

第3節は気候復元推定の要点。酸素同位体比は、中部日本では、6-7月の相対湿度や降水量と負相関、気温とは正相関がある。

第4節は気候と歴史についての著者の考えの簡単な紹介。人間社会は気候の変動のうちとくに数十年周期の変動の影響をうけるという考えが強調されている。

第8章第1節は時間分解能を1年よりもこまかくするこころみ。可能なばあいは年層を6分割して測定している。酸素と水素をくみあわせれば気候の季節変化自体を推定できるかもしれない。

第2節は気候と社会の関係のモデリング、とくに農業生産、備蓄、人口、消費からなるモデル (中塚 2021 歴博研究報告 印刷中とのこと) の紹介。

• [2022-06-08 補足; 2023-06-04 リンク改訂] 中塚 武, 2022: 年輪酸素同位体比を用いた弥生・古墳時代の気候・農業生産・人口の変動シミュレーション。 国立歴史民俗博物館 研究報告, 第231集, 317. http://id.nii.ac.jp/1350/00002812/
  [紹介ページ (論文の要旨のPDFファイルがある)] [2022-11-20 リンク失敗していたので修正した] [論文本体が歴博のリポジトリで公開されるはずなのだが、2022-11-20 現在まだ出ていない。]

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• 根本 順吉、倉嶋 厚、吉野 正敏、沼田 真, 1959: 季節風 (地人科学薦書)。地人書館, 294 pp.

1959年に出た本。B6判 (四六判よりも小さめ)で横書きのハードカバー。定価 390円となっている。倉嶋さんからある人に寄贈され、その人の蔵書となってから、古本に出てきたものだ。わたしが買ったのは1990年ごろだったと思う。手書きで 1000 と書いてあるのが値段だったと思う。熱帯モンスーンについておしえるようになって、既存の知識を確認するために持つことにしたのだった。しかし、うもれさせてしまい、ちかごろ見つけた。目次を書きぬきながら全体に目をとおしてみたら、わたしは本書全体に目をとおすことさえしていなかったことに気づいた。倉嶋 (1972) 『モンスーン』の関連で、その本に書いてあると思ったら書いてなかったり情報がたりなかったりしたところをこの本にあたる、という読みかただけをしていたのだった。

今回も、内容に立ち入って読む時間はとれないが、執筆分担とおおまかな主題をつかむ努力をしてみる。著者4人の生没年はつぎのとおり (Wikipedia日本語版にたよった。4人それぞれの項目がある。このような情報についてはたぶんたしかだろうと思う。) 執筆当時は30～40歳台だった。
根本 1919-2009
倉嶋 1924-2017
吉野 1928-2017
沼田 1917-2001

根本さんが執筆者なのは、近代科学がはじまるまえのモンスーンに関する知識の発達についてのべた第1章だけだ。しかし、おそらく、本書の企画には重要なやくわりをはたしたのだろう。

倉嶋さんが、モンスーンの気象と気候 (ただし、水平規模が約 千km 以上の大規模現象) についてのことがらの大部分を書いている。第2章で世界のモンスーンについて、第3章でモンスーン気候とよばれる気候の地域についてレビューしている。第7章では、執筆当時はあたらしかった情報によって、上空 (対流圏のうちだが) の風系の変化に注目して、季節風・モンスーンのさまざまな特徴を記述している。文献レビューもあるが倉嶋さん独自の解析もある。倉嶋さんは、のちにエッセイ集の本はたくさんだしているし、日本の気候の本はあるが、アジアのモンスーンについては1972年の読みものがあるだけで、学術的な記述をもとめると1959年の本書にさかのぼることになる。1968年の英語の論文は、おそらく東京教育大学に出した博士論文そのものであり、それにのっている内容はそちらを見たほうがよいかもしれない。【わたしはたまたまこの論文の別刷りを持っている。倉嶋さんが岸保勘三郎教授に贈呈したものを、岸保先生の定年退職で研究室をかたづけているときにわたしがひろったのだ。】【Geophysical Magazine (気象庁欧文彙報) は国会図書館でディジタル化されているが館内限定になっている。論文の著者名が明記されているから著作権が生きているという判断はわかるが、政府刊行物だし、著書が売れている倉嶋さんの論文のばあいでさえ商業価値を主張する人がでてくるとは思えないから、国としてCC-BY型の公開の判断をしてほしいと思う。】 また、『アジアの気候』(1964年) や『現代気候学論説』(1969年) の分担執筆も見たほうがよいかもしれない。

吉野さんは、日本列島の太平洋側と日本海側 (本書の当時は「表日本・裏日本」という表現がかまわないとされていた) のちがいなどの中小規模の気候の話題、および、気候と人間社会とのかかわりの話題を担当している。【吉野さんは1968年の『気候学』ではおもに大規模な大気の循環をあつかっているので、わたしは本書の倉嶋さん執筆箇所の一部が吉野さんによるものだと思っていたが、よく見たらそうではなかった。】 第4章では日本について、農林水産業をふくむ産業、住居、交通が気候とどのように関連しているかをのべている。第6章の前半では、アジア (とくに東南アジア) での米作がなりたつ気候条件についてのべている。後半では、モンスーンと文明を関連づける議論について論評している。とくに和辻 哲郎の『風土』について、書かれた時代の社会条件を負っていることを指摘する。吉野さん自身の、気候と人間との関連についての考えかたとして、第1に気候のどの要素に注目するかは主題によってちがってくること、第2に人間社会のありかたを規定するのは気候だけでなく各地域の歴史にもよること、第3に気候と人間社会とのあいだを媒介するものとして(植物をつうじての関連はすでに指摘されているがもっと直接的にも)人間の生産活動があること、を指摘している。

植物生態学者の沼田さんは、第5章で、まず、熱帯の乾湿の季節変化がどのような落葉をもたらすかをのべている。スリランカについて常緑樹・落葉樹の分布と気候の関連がしめされているが、この部分は吉野さんの執筆である。章の後半では風 (とくに、ある方向からの風が高い頻度でふくこと) が木にあたえる影響についていろいろな事例をあげている。砂丘の固定の話もあり、吉野さんによる第4章2.1節の人工的固定の話題とつながる。

文献

• 倉嶋 厚, 1966: 日本の気候。古今書院。(1985「新装版」、2002 「大学テキスト」というシリーズ名で復刊)
• Kurashima A. 1968: Studies on the winter and summer monsoons in the East Asia based on dynamic concept. Geophysical Magazine (気象庁欧文彙報) 34: 145-235.
• 倉嶋 厚, 1972: モンスーン — 季節をはこぶ風 (科学選書)。河出書房新社。[読書メモ]
• 吉野 正敏, 1968: 気候学 (新気象学薦書)。地人書館。

折りかえしのあとに くわしい目次をつける。執筆者を「/」のあとにつづけてしめした。章のいくつかの節を章の執筆者と別の人が書いていることがある。
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• 倉嶋 厚, 1972: モンスーン — 季節をはこぶ風 (科学選書)。河出書房新社, 251 pp.

1972年に出た本。「四六判」縦書きのペーパーバック。著者はのちにテレビの気象解説者として有名になった人だが、当時は気象庁職員だった。

この本が出たときわたしは高校生で、高校生のうちか大学教養課程のとき読んだと思う。わたしが熱帯モンスーンについて知ったのはこの本からだった。ただし、当時のわたしは、著者名も書名も記憶しなかった。(大学の教養課程の人文・社会科学の分野をまなんで、だれがどの著作で言っていたことかを区別して認識する必要性を知ったのだった。) 大学院生になって、地理の気候学専攻の先輩・同僚が話題にしていたので、手もとにおいて参照するようになった。うもれて出てこなかった時期もあった。ちかごろ自宅の本を整理したら出てきた。置き場を研究室の気候に関する本だなにきめようと思っている。

全部で7章。第1章は熱帯モンスーンについての導入。近代気象学がはじまるまえから、モンスーンということばは、熱帯・亜熱帯 (エジプトをふくむ) の雨季と、インド洋の帆船航海につかわれた風、の両方の意味でつかわれてきた。両者には関連がある。

第2章は世界のモンスーン。
モンスーンの定義は多様だ。大きくわけて、(1) アラビア海の南西風と北東風、(2) 南アジア・東南アジアの雨季、(3) 風向が、対照的な2つの季節のそれぞれでほぼ一定、季節間ではほぼ反対になる風、がある。
(3) について、フロモフ (Khromov) による世界の分布図がしめされる。そこにあらわれるモンスーンは、温帯の偏西風・熱帯の偏東風 (貿易風) などの東西一様な帯状の風系の南北シフトで説明できる部分がある。それにくわえて、海陸分布の影響もある。
「モンスーンアジア」が話題になる。モンスーンが生じるような自然条件が産業・文化の特徴と関連づけられた議論が多い。しかし、その関連は、近代化、工業化、自主独立路線などによって変わっていることもある。

第3章は冬の東アジアの季節風。シベリア高気圧からの吹き出しだ。
この章では風系に話をかぎっている。降水については、第6章で、日本の日本海側の雪、太平洋側の晴れの話がある。熱帯の冬のモンスーンにともなう降水の話は、本書には出てこない。【わたしは、冬のモンスーンによる雨季のある地域について、大学院生のころスリランカのばあいをはじめて知り、ベトナムなどについては2000年代に同僚が現地の人と共同研究にとりくむようになって認識した。】
本書では、寒気のふきだしが定常的でなく変動することを強調し、基本的に温帯低気圧の発達のしくみと同じとしている。「海陸風とよく似た風系とは、性質の全然異なるものである」とまでいう。その根拠は、反流がみられないこと、季節風の層が海陸風よりも深いことだ。【いまのわたしは、冬の季節風は、基本的なしくみは海陸風型循環だが、たしざんのように偏西風・温帯低気圧がかさなっている、とおしえている。季節風の反流は、対流圏中層の偏西風のなかにうもれて見えないが、質量収支から考えて、その高さの東西平均からの偏差としての南東風成分はあるはずだと思うのだ。】

第4章は偏西風波動。ロスビー波のしくみなど、しろうとむけ解説にしては、力学にふみこんでいるが、初心者にはむずかしそうだ。【わたしは、本書よりまえに小倉義光 (1968) 『大気の科学』 (NHKブックス)を読んでいたので、すでに知っていることとして読みとばしていた。】
大気の力学的波動には「短波、長波、超長波」があるとしている。(著作当時の天気予報関係者の共通の用語だったようだ。) 温帯低気圧にともなうのは短波だ。超長波は季節ごとに定常的な山・谷だ。
偏西風の波動が、大規模山岳によって、固定した山・谷をもつことがある。山をのりこえるばあい、まわりこむばあい、それぞれ理論や回転水槽実験を参照した説明があるが、両者をうまく統合した議論はまだできなかったようだ。
「ジェット気流」は偏西風の強い部分だ。理論からは1本でもよいのだが、観測事実として、亜熱帯ジェット (「ハードリー [Hadleyの本書での表記] 循環の高緯度側の縁辺にできる」)と寒帯前線ジェット (「偏西風帯内の特に温度差の大きな寒帯前線帯の上空に現われる」) の2種類がある。パルメン (Palmen) による模式図がしめされている。1970年ごろの最新の知識だったようだ。

第5章は「南風の系譜」とされている。日本では冬の季節風は明確だが夏の季節風は不明確なので、この章の議論はくるしい。「春一番」からはじまる断続的な南風の出現をふくめて論じている。
日本の夏を、初夏、梅雨、盛夏にわけている。
三陸の沿岸地方で「やませ」といわれる寒冷・湿潤な北東風にもふれている。これをもたらす高気圧を慣例にしたがって「オホーツク高気圧」とよぶが、中心がオホーツク海上にあるとはかぎらないことにも注意している。これは年々変動が大きい。
梅雨前線には「オホーツク海高気圧からの北東風の南限の前線と熱帯気流の収束線の二つが含まれている」という認識をしめしている (第5章のおわり、157-158ページ)。

第6章は熱帯モンスーン。
導入として、インドの雨季、中国の梅雨、日本の梅雨のはじまりの時期の(多年平均の日付としての) 同時性をしめし、原因は共通ではないかと示唆している。
同時性の原因の候補として、上空の偏西風ジェットが季節進行で北上する際にチベット・ヒマラヤ山塊の南側から北側にジャンプすることをあげる。関連して、チベット上層高気圧の出現が紹介されている。
南西モンスーンの起源については、南半球の南東貿易風が赤道をこえて向きをかえて南西風になるという説と、赤道西風がつねにあって夏半球側にひろがるという説 (フローン [Flohn] による) が並列にしめされている。いま読んでみておどろいたことに、海陸風循環的な考えは出てこない。(チベット・ヒマラヤ山塊が出てくる議論では、そこでの陸面からの加熱は重視されているが。) 【いまのわたしは、海陸の温度差は熱帯の夏のモンスーン本番の原動力ではないが、そのはじまりには重要だ、と言う。】

第7章は日本の気候と人間生活とのかかわり。
夏の暑さの話題もあるが、おもに冬の日本海側の雪と太平洋側の乾燥が話題になっている。
冬の北太平洋での船の遭難も、季節風がもたらす災害だという論調になっている。【わたしは、そのおもな原因は発達した温帯低気圧であり、季節風ではないと思う。もっとも、本書第3章の記述態度では、冬の季節風は平均状態よりも変動が重要な現象とされていて、変動の主役は温帯低気圧と一連の偏西風波動なのだから、本書の概念としての季節風による災害でよいのかもしれない。】

本書全体として、梅雨については、あちこちで言及されており、アジアのモンスーンの一部分とみなされていることはたしかなのだが、どこの記述もあまりくわしくない。もしかすると、梅雨については別の本にしようという構想があったのだろうか?

本書はいまでも読まれる価値がある本だと思う。河出書房新社はいまでは文庫本を出していてそのうちには気候を主題とするものもあるから、文庫にふくめるとよいと思う。ただし、海陸風型のしくみとの関連、梅雨との関連などについて、いまの専門家による解説をおぎなう必要があるかと思う。

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• Paul Sen, 2021: Einstein’s Fridge: How the Difference Between Hot and Cold Explains the Universe. Scribner.
• ポール・セン 著, 水谷 淳 訳, 2021: 宇宙を解く唯一の科学 熱力学。河出書房新社, 341+39 pp. ISBN 978-4-309-25248-9.

日本語版は2021年6月の新刊。四六判縦書きのペーパーバック。英語版も2021年になってから出た本だ。わたしは英語版の新刊情報をどこかで見て、アインシュタインが冷蔵庫の発明にかかわっていた話は初耳で興味深い逸話だと思ったが、本を買って読むほどの関心がわかなかった。日本語版の題名は、熱力学に対するひいきのひきたおしのような気もするが、ともかく、本書が熱力学という大きな主題についての読みものであることがわかった。学生にすすめられるかどうか考えたいので買って読んだ。(結果としては、多様な読書のひとつとしてはすすめられるが、授業の参考書にはならない。)

学者たちの列伝の形で書かれている。第1部・第2部は、熱力学の主要な考えかたをつたえる内容でもある。学者たちのしごとは、だれがだれの著作物を読んでいた、とか、だれとだれのしごとは同時並行だった、というふうに関連づけられている。第3部は、熱力学の原理からさまざまな方面への発展を、理屈の体系にこだわらずに紹介している。わたしからみると、とくに第1部・第2部が、わたしにとってあたらしい事実もあり、熱力学のなりたちを順を追って理解する参考になった。ただし、本書は、科学史的正しさを追求した論考ではないし、自然科学としての熱力学の教材にもむかない。

最初の重要人物は Carnot (第2章)だ。だがその背景説明からはじまる。第1章の話題は、イギリスで蒸気機関をつかって産業がさかえたこと、それを視察したフランスが国の事業として工学につながる科学教育の体制をととのえはじめたことだ。

第3章。イギリスの Joule は、発電機をつかう実験をすることができた。どれだけの電気で水の温度をどれだけあげることができるか測定することができた。さらに、おもりがおりることによって水をかきまぜて水の温度をはかる実験をし、どれだけの仕事がどれだけの熱と同じはたらきをするかをしめした。それを William Thomson (のちの Lord Kelvin) が聞いて重要性をみとめた。

第4章。Thomson は実験をまなぶためフランスに留学した際に Carnot の著作に出あい、その重要性もみとめていた。Carnot の理論は熱素の保存を前提としていて、Joule の仕事が熱にかわるという説とつじつまをあわせるのはむずかしかった。

第5章。医学をまなんだ Helmholtz は、生物をつかった実験をふくむ複数の根拠をむすびあわせて、「力 (Kraft) の 保存」という学説をとなえた。いまのことばでいえばエネルギーの保存である。

第6章。Clausius は、Magnus教授からHelmholtzの論文を解説することをもとめられたのをきっかけに、Carnot の理論をエネルギーの保存とあうように修正した。高温側からあたえられた熱の一部分は仕事になり、残りが熱として低温側に出てくるのだ。Clausius の論文は (いまのことばでいう) 熱力学の第二法則を定式化した。Thomson はそれを読み、同じ法則を別のかたちで定式化した。そして Thomson は、宇宙は「熱的死」にむかっていると認識した。

第7章。Thomsonは熱力学的温度を定式化した。Clausius はエントロピーという量を導入し、熱力学の第二法則はエントロピー増大であるとのべた。【ここで、Thomson の宇宙の年齢についての議論が出てきて、著者はThomson がまちがっていたのは放射性核種の存在を知らなかったからだという説にしたがっている。これについては別の議論もあり、[別ブログ 2014-10-19 地球の年齢に関するKelvinの議論はどのようにまちがっていたのか?] で紹介した。】

第8章。Clausiusは熱の根拠を熱素ではなく粒子(分子)の運動にもとめた。その論はDaniel Bernoulli が1783年に出した流体力学の本の「弾性流体」の章にある議論から発展したものだった。

第9章。Maxwell が、分子運動の速度の確率分布を考える理論をつくった。またその理論を検証する実験をおこなった。

第10章。Boltzmann が、Maxwellの理論を採用し、分子運動論によって熱力学の第二法則を説明した。ただしそこには、場合の数が多い状態が実現しているだろうという仮定がある。他方、アメリカの Gibbs は気体・液体・固体の相変化を表現できる化学熱力学の体系をつくった。(本書で話題となっている Gibbs の業績は、複数の熱力学的変数を軸にとった「状態図」、Gibbsの自由エネルギー (ここまで10章)、そして熱力学第1・第2法則を基礎として化学プロセスを記述したこと(第11章)である。統計力学への貢献にはふれていない。) 熱機関を応用した冷蔵庫がつくられるようになった。とくに、Linde は状態図をつかって技術を改良した。Lindeは冷媒としてアンモニアをつかっていた。

第11-12章。熱などの現象の基礎として、分子論と、現象主義あるいはエネルギー論とのあいだの論争があった。分子論に立っていた Boltzmann は苦しみ、おそらく自殺で亡くなった。なお、熱的に一様でない (エントロピーが低い) 宇宙はどのようにしてできたのかは、いまでも難問だ。Boltzmann は、これは大きく見れば平衡状態のうちのゆらぎなのだと考えた。

第13章。Planck は、熱による電磁波の放射を説明するために、量子論を考えた。PlanckはBoltzmannによる熱の分子論的説明には批判的だったのだが、けっきょくその考えをとりいれたのだ (と、本書の著者はみる)。

第14-15章。Einstein。第14章では1905年に論文が出た、光量子、ブラウン運動、特殊相対性理論の3つの話題を列挙しているので話題がわかりにくいが、重点はこのブラウン運動の理論が Perin の実験につながって原子の存在をみとめる人がふえたという話だ。Einstein はその後も Bose-Einsterin 統計など、量子論にも貢献しているが、量子論への批判者とされることもある。本書の議論をわたしが理解したかぎりでは、Einstein は確率的・統計的方法をつかったのだが、その奥に確率的・統計的ではない実体があるという信念をもっていたので、ものごとはもとより確率的だとする量子論者と対立したのだ。またドイツにいたころの Einstein は実用的発明にとりくんだ。とくに、 Szilard とともに、有毒な冷媒をつかわない冷蔵庫をつくろうとし、あたらしい原理の圧縮機を発明して特許をとった。しかし、従来型の圧縮機とともにつかえるクロロフルオロカーボン [本書 219ページの「ハイドロフルオロカーボン」はこれのとりちがえだと思う] が開発されたので、Einstein 式の冷蔵庫が普及することはなかった。

第16章。Shannonが情報量の理論をつくった。その「情報エントロピー」の数学的定式化は、Boltzmann による熱力学的エントロピーと同じだった。

第17章。「Maxwellの悪魔」(この表現は Thomson による)。これは、「1ビットの情報にかかる熱力学的最小コストはどれだけか」という現代の問題につながっている。

第18章。Shannonのところでちょっと出てきた Turing の話だが、情報論の話のつづきではなく、自発的パターン形成の話。

第19章。Einsteinの一般相対論にもとづいて、Schwarzschild がブラックホールの存在を示した。ブラックホールのある宇宙では熱力学第2法則がなりたたないのではないと思われた。Beckenstein が 1972年に「事象の地平線の面積がふえる」ことがエントロピー増大と同じことだとし、はじめはそれに否定的だった Hawking がそれをうらづける「Hawking 放射」の理論をつくった。

エピローグで、著者は Tyndall による 水蒸気や二酸化炭素が赤外線を吸収することをしめした室内実験をもちだし、地球環境問題につなげている。わたしからみると、地球温暖化のしくみはたしかに熱力学と関係があるのだが、その説明は単純ではなく、本書エピローグもそこは連想で言いくるめているだけだと思う。しかし、地球温暖化の対策の主要部分は動力源をどうするかだから熱力学は正面でかかわっており、著者がそれを強調するのはもっともだ。

本書にとりあげられている学者のほとんどは男だが、著者は、自発的なのか、いまどきのイギリスではそうしないと売れないからかは知らないが、女の人も科学にかかわっていたことを意識してとりあげようとしているようだ。第15章に Emmy Noether が出てくる (熱力学からみて重要なその業績は、エネルギー保存を「対称性」の一種として位置づけたことだ)。女性で Noether のように大学に地位を得ることができた人はすくなかった。学者の妻たちのうちには、科学をまなんだことがあり、おそらく夫の議論のあいてとして貢献した人もいた。とくに Maxwell は大学教員でありながら実験を自宅でやっていた時期があり(まだ大学の実験室が確立していない時代だったのだ)、妻の Katherine が実験に貢献している。いまならば共著者とすべきかかわりかただろう。なお、Turing のところでは、同性愛が 1952年当時 犯罪とされたこともとりあげている。

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