- Samuel P. Shen & Richard C. Somerville, 2019: Climate Mathematics: Theory and Applications. Cambridge UK: Cambridge University Press. ISBN 978-1-108-47687-4 (Hardback). DOI: 10.1017/9781108693882 . ウェブサイトwww.cambridge.org/9781108476874
2019年の新刊。わたしはその年の年末に東京の洋書屋の店頭でみつけた。大学院生の指導をしていたらすぐ買って読ませようと思っただろうが、自分だけが読むのには かさばらないほうがよいので、ディジタル版 (わたしの習慣で Amazon Kindle)を買った。
気候の定量的研究、とくに簡単な気候モデルによる計算と、複雑な気候モデルによるシミュレーション結果の解析などをしたい人のための、数学的手法の教科書だ。数学の分野としては、線形代数、微分・積分、3次元ベクトルの内積・外積・勾配・発散・回転など、初歩的統計学などがある。統計学およびデータの図化の道具としては、プログラム言語 R をつかっている。第1章に出てくるのは、ふつう数学の範囲にはふくめない、物理量の次元と単位のあつかい、そして「次元解析」だ。このような、数学的手法や、物理科学共通の手法は、専門にすすむまえの大学初級の科目として学ぶようになっていることが多いだろう。しかし、(わたし自身、大学初級のころ思ったことだが) 専門としてやりたい課題に関連づけられると手法の勉強をする元気がでるが、手法だけを提示されても元気がでない人が多いと思う。また、手法は理解していても、専門の課題への適用例があるのはたすかる。本書のような本は必要とされていると思う。
気候特有の話題としては、第5章で、エネルギー収支にもとづく(力学をふくまない) 簡単な気候モデルがあつかわれている。第8章では、力学をふくむ大循環モデルの基本となる物理法則である、質量保存と、運動方程式(「運動量の保存」というあつかいをしている。球面を接平面で近似したあつかいなのだ)、そして地球流体特有の概念であるポテンシャル渦度の保存をあつかう。力学がふくまれるばあいのエネルギー保存の議論はみあたらないので、これで大循環モデルの力学部分の要素がそろったわけではないのだが、初級の教科書としてはこのくらいまでがよいと判断したようだ。第10-11章の統計的データ処理の材料としては、格子点化処理ずみの観測データと、観測と数値モデルを組み合わせた「データ同化」の成果である「再解析」プロダクトがとりあげられている。第11章ではとくにデータ値の欠損があるばあいをあつかっている。
Somerville さんは、数値モデルをつかった気候の研究では知られた人で、名誉教授になっているが、UCSDでの教育にはかかわっていて、近くのSan Diego State Universityで教えているShenさんに非常勤で授業をやってもらい、いっしょに本をまとめることにしたらしい。Shenさんは中国で学士、アメリカで博士をとり、カナダなどの大学で数学・統計学を教える職につきながら、研究対象としては気候変化をとりあげてきた。東大の(当時の名まえで)気候システム研究センター(CCSR)に客員としていたこともある(ことが、アーカイブとして残されているCCSRのページを見たらわかった)。
日本語版もあるとよいと思うが、わたしが率先して翻訳しようというほどではない。(いつもよい方法ではないのだが、この本のばあいは)学生がおおぜいいる研究室で分担して翻訳するとよいかもしれない。
折りかえしのあとに くわしい目次をつける。Kindle版をもとにした。MS Windows用のKindleソフトウェアで、本のなかみからのコピー(そしてWindows上のエディタに はりつけ)ができるようになったので、それを利用したうえで編集した。ただし、章・節の番号と題名がくっついてしまって(tabコードがぬけたのだと思う)、あとで空白をいれる修正をした。
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