• 木村 学、藤原 治、森田 澄人 監修, 橋本 裕美子、坪井 淳子、藤井 友紀子 執筆, 2019: 日本列島 2500万年史 (洋泉社 MOOK)。洋泉社, 111 pp. ISBN 978-4-8003-1702-5. 定価 1300円(税別)。

2019年11月の新刊。

わたしは地学概論の学生にすすめる本をさがしている。買うことをすすめられる本となると、大学教科書的な本は数千円するから、1科目に1冊ですめばよいが、複数になるとちょっと値段が高すぎるだろうと思う。新書判や文庫判の本は手ごろだが、紙面がせまいので図がちいさい。図がおおきくて安い本となると、ムック類になりがちだ。ムックにかぎったことではないが、しろうとむけの本は学術的知識を提供するものとしてはあやしいものもある。なかみを見てえらばないといけない。

本書を新刊直後に店頭でみつけた。わたしは地質学の専門的内容の評価はよくわからない。監修者として名まえが出ている地質学者たちの執筆ならば信頼できそうだが、執筆者は別の人たちだ。図は、古地理図イラストレーション以外はオリジナルなものはすくなく、既存の出典があるものがおおい。出典は学術論文、研究報告書、専門書などもあるが、一般向けの本、広報誌、研究機関や博物館やジオパークのウェブページなどもある。出典の著者や提供機関は信頼できそうだ。ただし「出典: …」でなく「…をもとに作成」となっていることもおおい。それが出典の図の情報をきちんとつたえているか、確認できていないのだが、全体をめくってみた印象から、誠実につくられているだろうと推測した。

表紙に出ている人名は3人の監修者だが、奥づけの上にはそのほかに次の人のなまえがあげられている。なお奥づけの中には「編集」として工藤隆宏さんがあげられている(出版社の本書編集担当ということだろう)。

• 表紙デザイン: 平塚兼右 (PIDEZA Inc)
• 本文デザイン: 新井良子、矢口なな (PIDEZA Inc)
• 図版作成: 新井良子 (PIDEZA Inc)、小沼郁代
• 表紙画像: アフロ
• 執筆: 橋本裕美子、坪井淳子、藤井友紀子
• 巻頭・古地理図イラストレーション作成: マカベアキオ
• 編集: 畠山泰英 (株式会社キウイラボ)、品川 亮 (SPLEEN FILMS)

監修者は単なる名目ではなく、本書に何を書くかの判断をしたのだろうと思う。3人の合議だったのか、あるいは、地質標本館の館長の森田さんと(本書での紹介されかたはちがうが)その前館長の藤原さんは材料の選定をおもに担当し、すじがきは木村さんがおもに考えたのだろうか?

執筆者の3人は、本書には名まえだけしかなく、わたしはこれまで知らなかった人だが、ネット検索してみると、坪井さんは、地質学を学び、気象会社勤務をへて、日本科学未来館で科学コミュニケーターをしている人、藤井さんは、もとの専門は地質ではないが海洋研究開発機構に就職して地質の解説を書くようになった人なのだろう(同姓同名の別人とは考えにくい)。橋本さんは生態学の大学院生として論文を書いた経歴がある人らしい(こちらは別人かもしれない)。図を主とした本だから、図をつくった人も内容をきめるうえで重要な役割をしているかもしれないのだが、わたしとしては、ひとまず執筆者3人を著者あつかいしておくことにする。

本書は、前史として5億年まえからの話題がすこしあるが、基本的には2500万年まえからの日本列島の地質構造の発達を解説したものだ。巻頭に4つの「ポイント」があげてある。

• Point 1. [2500万～1500万年前] 拡大する日本海 (東北日本、西南日本それぞれが大陸から離れはじめる)
• Point 2. [3000万～1500万年前] 四国海盆の拡大
• Point 3. [1700万～1500万年前] フォッサマグナの形成 (東北日本と西南日本の合体)
• Point 4. [300万年前～現在] 東西圧縮により列島は山国に

本体のプロローグとPart 1がPoint 1と2、Part 2がPoint 3、Part 3がPoint 4にだいたい対応している。

時代のかわりめごとに、人工衛星から見たかのような海陸分布のイラストレーション(マカベアキオ氏による)がある。表紙につかわれている現在のものはあきらかに衛星観測にもとづいて植物の葉のおおいところほど緑色にしたものだ(都市化したところは白っぽくなっている)。過去の時代のものは、陸は基本的に緑色にして、そのうちの濃淡やこまかい色のちがいも、雲がかかっているのも、とくに学術的根拠はなく図をつくった人の(おそらく芸術的な)感覚によったようだ。過去の景観を本気で復元推定するならば、当時の気候の分布や植物の進化も考えるべきだろうが、それは本書の話題の外になる。

【第四紀の部分の参考文献として、ブルーバックスの 山崎 晴雄、久保 純子 (2017) 『日本列島100万年史』[読書メモ]が出てくるのは当然だと思ったが、この2人が監修者となった『図解 日本列島100万年史』という子ども(中学生ぐらい)むけの2冊本が2018年に同じ講談社から出ていたことははじめて知った。地学は図解がだいじなので、おとなもそちらを見たほうがよいのかもしれない。】

2019年12月、洋泉社が宝島社に吸収合併され、洋泉社が出した本の大部分は宝島社にひきつがれないことになるらしい、というニュースがひろまった。洋泉社の出版件数はあまりに多いから整理されるのは無理もないが、本書は、宝島社からにせよ他社にうつるにせよ、出版をつづけるか、かわりのものを出してほしいと、わたしは思う。

折りかえしのあとに くわしい目次をつける。
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• 杉浦 貴美子, 2016: 地図趣味。 [表紙や奥づけに書かれた題名に「。」がふくまれている。] 洋泉社, 143 pp. ISBN 978-4-8003-0961-7.

2016年に出た本。わたしは新刊で本屋さんの店頭で見て、おもしろいと思ったが、買っても一度読んだらうもれさせてしまうにちがいないと思って見おくった。

2019年12月、洋泉社が宝島社に吸収合併され、洋泉社が出した本の大部分は宝島社にひきつがれないことになるらしい、というニュースがひろまった。洋泉社から出た本のうちでわたしが知っているのは、歴史新書のほかに、地形を見て歩く趣味の本があった。その一例、皆川 典久、真貝 康之 (2018) 『東京「スリバチ」地形散歩 多摩 武蔵野編』[読書メモ]の地形図の作図をしたのが杉浦貴美子さんであることに気づいて、たしか同じ人の著書もあったはずだと思ってしらべたら、そちらも洋泉社から出たものだった。大学の図書館にあったので借りて目をとおした。

まえがきによると、著者が地図を好きになったきっかけは、博物館で「地質図」に出会ったことだそうだ。地図に工芸品のような機能美をみとめている。また記号にも興味をもっている。あとがきでは、中世のラテン語で地図をさす mappa ということばがもともとは布地をさしていたことと、著者がかつて布を織っていたことをつなぐ。著者は心地よい平面構成を求めていた。それで、あらゆるところで任意の一部を四角く切り取る癖のようなものができた、という。

本書はおおきく4つの章(としておく)からなっている。

第1章は、著者が「偏愛」する地図のコレクションだ。表現対象よりもデザインに注目しているようだが、それが何かの情報をつたえるためのデザインであることも重要だ。三角測量などが確立するまえの先近代の地図は大陸などが実際の形とはちがうが、作者の世界観を反映した表現になっている。近代になって、まだコンピュータ技術が発達していなかった時代の地図のうちには、手がきなのだがとてもこまかく情報をかきこんだものがある。現代のコンピュータ作図のものとしては、人口とか風速ベクトルとかの数量を表示したインフォグラフィックスがとりあげられている。その源流ともいえる手がきの傑作もある。

第2章は、著者がどんな地図をつくってきたか。地形図の等高線に関心をもつ。地下鉄の線路の標高をしめす断面図と平面図をつくる。ソフトウェア「カシミール3D」を知る。皆川氏の『東京スリバチ地形散歩』などのために標高データによる陰影段彩図をつくる。「暗渠マップ」のためにちがった濃淡表現をくふうする。そのほか、まちあるき地図などもつくっている。

第3章は、地図や地形・地質の3次元モデルを、お菓子などの具体的な「もの」でつくってみるこころみ。

第4章は、地図にかかわる博物館、おもに、どちらも つくば市にある、国土地理院の「地図と測量の科学館」と、産総研の「地質標本館」の紹介。

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• 川瀬 宏明, 2019: 地球温暖化で雪は減るのか増えるのか問題。ベレ出版, 254 pp. ISBN 978-4-88064-603-5.

2019年12月の新刊。2014年に出た『異常気象と気候変動についてわかっていること いないこと』の第4章「日本の雪と気候変動 — 増える雪・減る雪」を1冊にふくらませたものだともいえる。ただし、まえの本は分担執筆だったが、こんどは単著だ。ただし人文学系の人が「単著」というときにさす、専門家むけに研究成果をのべる本ではない。自然科学の多くの分野ではそういう機能は学術雑誌の論文がはたしている。本書の参考文献に、共著ではあるが川瀬さんが筆頭となった論文だけでも5つあげられている。その多くは英語で書かれている (日本での野外調査をふくむ共同研究の論文は日本語で書かれている)。本書は著者が研究している主題について、専門外の人むけに解説したものだ。

ただし、気象のしろうとが最初によむのにはちょっとむずかしいと思う。本書第1章の最初に、気温が緯度によってちがうわけを放射(光や赤外線)によるエネルギーの出入りと関連づけた説明と、気温が山の高さによってちがうわけを高さによる気圧のちがいと関連づけた説明がある。これは入門むけの配慮だと思うが、記述がみじかすぎる。気象学全般の入門書、例をあげれば、釜堀・川村『気象学入門』[読書メモ]や筆保ほか『気象の図鑑』[読書メモ]ぐらいの予備知識があるとよいと思う。

単著と言ってよいと思うのだが、他の人が書いている部分がすこしある。各地でテレビ・ラジオの天気予報を担当している気象予報士の人たちに、それぞれの地域での雪のふりかたの特徴や、雪の予報について注意している点について、かこみ記事として書いてもらっているのだ。

第1章「日本の雪のいま」。ひとまず気候の変化は考えず、いまの気候のもとで日本には雪はどのようにふるかを見る。

冬の日本では、北西の季節風がふき、日本海から水蒸気をもらった空気が日本列島の山にぶつかることによって、風上側である日本列島の日本海側で雪がふることが多い。単純な季節風による雪は「山雪」になる。日本海側の平野に雪が多くふる「里雪」は、小さな低気圧あるいは「日本海寒帯気団収束帯」(JPCZ)とよばれる下層の風が収束する場がからんでおこる。

冬の季節風型の天気では、日本列島の太平洋側(南東側)は、水蒸気を落とした空気が下降してくるので、晴れることが多い。ただし、太平洋側のうちでも地域によっては(たとえば名古屋など)、季節風が吹きぬけて雪をもたらすことがある。また、関東平野では、中部山岳の南北両側をまわってきた風が収束して雪をもたらすことがある。

関東に大雪がもたらされるのは南岸を低気圧がとおるときだ。北海道の南東側でも同様に、北海道にとっての南岸を低気圧がとおるときで、その低気圧は台風であることもある。

第2章「雪を知るには観測が必要だ — 雪の観測の現状」。雪はどんな氷の結晶か。降ってくる雪はどのように観測されているか。積もった雪はどのように観測・調査されているか。そして、雪の予報には気象の数値シミュレーションが使われていること。また、積もった雪の数値シミュレーションもあること。

雪の結晶はいろいろな形をとる。それは上空の気温や湿度を反映している。

降る雪の量は、雨とあわせて降水量としてはかるのが基本だ。しかし雪は雨よりも風の影響をうけやすいので、雨量計による測定の精度をあげるのはむずかしい。

雪と雨の区別は、目でみるか、研究用のdisdrometerという観測機器でならば判別できるが、雨量計では直接にはわからず、気温や湿度をつかって推定することになる。

積雪の深さは、ちかごろはレーザーまたは超音波をつかって連続観測できるようになった。電源がとれないばあいはカメラで間欠的に観測する方法がある。

これは現業でなく研究になるが、積雪の断面を観察するといろいろなできごとがわかる。著者は立山黒部アルペンルートで共同研究をした。

第3章「異常気象と地球温暖化が雪の降り方を変える」。

まずいわゆる異常気象の話がある。月平均値でみられる状態の平年からの偏差を問題にしているので「異常天候」といったほうがよいかもしれない。おもに、エルニーニョ・ラニーニャ現象と、偏西風の蛇行をとりあげている。

(ここに、地球温暖化にともなって北極海の海氷がへると、日本の雪はかえってふえることもあるという話題がでてくる。ここにもってきたのは偏西風の蛇行と関連がある話題だからだと思うが、第4章の話題を読んでからのほうがわかると思う。)

それから、地球温暖化についての標準的な説明がある。さらに、地球温暖化の予測型のシミュレーションがおこなわれていること、そのうちでは、全地球規模の計算のほかに、日本付近だけのこまかい格子での計算もおこなわれていることが紹介される。

表題の問いに関連しては、これまでの観測でわかった変化の事実(1960年代から最近までの積雪深の変化など)がのべられているが、これからの地球温暖化によってどうなるかの見とおしは第4章にもちこされる。

第4章「地球温暖化と雪の未来」。
気温が上がると、雪については、「雪が雨にかわるので雪は減る」と「水蒸気の供給がふえるので雪はふえる」の両方のしくみがある。どちらが勝つかは簡単ではない。

著者がかかわっている こまかい格子での予測型シミュレーションの研究成果によれば、温暖化がすすむと、日本の大部分の地域では、ひと冬にふる雪の総量はへる。しかし、北日本の1-2月の雪はあまりかわらない。そして、北海道や北陸の山ぞいで、短時間に集中した大雪(いわゆる「ドカ雪」)の量がふえる。

文献

• 筆保 弘徳、川瀬 宏明 編, 2014: 異常気象と気候変動についてわかっていること いないこと。ベレ出版。[読書メモ]

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• 松原 聰、宮脇 律郎、門馬 綱一, 2016: 図説 鉱物の博物学 –地球をつくる鉱物たち–。秀和システム, 467 pp. ISBN 978-4-7980-4437-8.

2016年に出た本。わたしは、2019年6月、店頭で見つけて買い、2019年12月になかみに目をとおした。地学概論の参考に、鉱物の図鑑と入門的解説書がほしかったのだが、この本は両方にあてはまるものだった。鉱物の本には趣味むきで学術的ではないものもある。この本の出版社はコンピュータ技術の本では定評のあるところだが博物誌的な分野の本は見慣れなかった。しかし、著者の3人が国立科学博物館(「科博」)の地学研究部の人(年長の松原さんはすでに退職されているが)なので、信頼できそうだと思った。わたしにはこの分野の専門的記述のよしあしの評価はできないが、地学概論担当者としては、学生にすすめられる本だと思っている。

図鑑と入門的解説書を1冊でかねているのは、よい面もあるが、持ち歩くにはかさばる。わたしは、図鑑をページ数すくなめで軽い本、解説書を新書判にして、別々に売ってくれたほうがよかったと思う。しかし、そうすると一方だけしか買わない人も多くなるだろう。出版社が採算をとるために両方をこみにする必要があるという判断があったのかもしれない。

図鑑といえるのは、本全体の約半分のページ数になる第1章と、第5章の後半のレアメタルの各論だ。ページの背景色を黒、文字を白にしている。

第1章では、鉱物を、第2章でのべられた分類順に紹介している。ありふれた鉱物もめずらしい鉱物も、原則として1ページで、ページのまんなかの紙面にして半分ぐらいをつかって大きく標本のカラー写真を出し、上側に鉱物の分類名・結晶系・化学組成などの定型項目、下側に説明文を置いている。写真にとられた標本の(すべてではないかもしれないが)多くが科博のもので、そのうち多くが、かつて『日本鉱物誌』の編集にたずさわった 櫻井 欽一 博士の遺族から寄贈されたものだ。第7章のEpisodeに、櫻井鉱物標本のディジタル化がおこなわれ目録が2001-2008年に出版された、とある。第1章の写真はだれが撮影したものか記述されていないが、著者たちによるものか、科博の標本ディジタル化の事業でつくられたものなのだろう。標本の産出地は、日本のばあいは鉱山名などくわしく書かれているが、外国のばあいは、アメリカ合衆国ならば州名、そのほかは国名までのことが多い。

(「かんらん[橄欖]石」が、目次や索引ではみつからなかったのだが、「苦土オリーブ石 / ペリドット」として収録されていた。)

第5章には、いわゆるレアメタルの単体の写真が収録されている。この写真は 田中 陵二 氏によることが巻末にしめされている。レアメタルには、ニッケルやリチウムなど、地球上の存在量としてはめずらしくない元素だが、他の元素と化合し さらに混合物となって存在するので、純粋にちかい単体であることはめずらしいものがふくまれている。この写真群は、おそらくほかで見られないもので、本書の特徴といえるが、鉱物図鑑をもとめる人びとがふつう期待する内容ではない。他方、表紙につけられた帯では「鉱物 & レアメタル図鑑」ともあるものの表紙自体には書かれておらず、レアメタルを見たい人に気づかれにくいのは、ちょっと残念だと思った。

そのほかのページが解説で、うすい茶色の紙面に黒の字で印刷されている。系統的な説明をする努力をしながら、個別の鉱物の名まえの由来などのこまごました話題にもふれる。(博物館スタッフらしい態度だと思う。) こまごました話題は「Episode」や「Trivia」とことわることによって本すじと区別している。

第2章。鉱物の分類は、大きく化学組成によってされている。そのうちでも非金属元素(陰イオンになりやすい元素)を重視して、「元素-、硫化-、酸化-、ハロゲン化-、炭酸塩-、ホウ酸塩-、硫酸塩-、リン酸塩-、ケイ酸塩-、有機-」とわける。(金属イオンだけが入れかわった鉱物は類似の性質をしめすことが多いからだろう)。それぞれの類ごとに、原子の立体的配列が説明されている。ケイ酸塩鉱物のばあいは、SiO₄ 正四面体がさらにどのようにならぶかによって、複数の類型がある。

第3章。鉱物の性質。色、光沢、光の透過・屈折、結晶形、密度・比重、劈開[へきかい]、硬度 (「かたさ」にはいくつかの意味があるという注意も)、磁性、導電性、毒性、放射性、X線・紫外線への反応(蛍光など)。そして化学組成を知るための化学分析の方法の話もある。

第4章。鉱物はどういう場所で、どういう岩石(火成岩、堆積岩、変成岩、隕石など)の中で形成されたか。地学のたちばからみて基礎的な話。

第5章。人間が鉱物をどのように利用しているかのうちの現代の話。金属については電気回路への利用が重視されている。金属以外について、陶磁器、セメント、化学肥料、火薬、医薬品、研磨剤、建材、化粧品などがあげられている。それから「レアメタル」の話がある。それと区別して「レアアース」の話がちょっとある。宝石・装飾品としての利用の話が最後におかれている。

第6章。人間が鉱物をどのように利用してきたかのうちの先近代の話はこちらにある。それから、近代科学としての鉱物学のはじまりの話がある。

第7章。鉱物を趣味にする人にむけて。鉱物採集の心得。鉱物コレクションの多様なスタイル。この章につづく付録として、鉱物コレクションを見ることができる博物館の一覧もある。

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• 安田 正美, 2018: 単位は進化する — 究極の精度をめざして (DOJIN選書 078)。京都: 化学同人, 222 pp. ISBN 978-4-7568-1678-5.

2018年11月、国際度量衡総会で、国際単位系(SI)の、キログラム、ケルビン、アンペア、モルの定義が変更された。その前後に(物理量の)単位に関する本がいくつも出た。全部読むことはできないうちで、SIに関するしろうと向けの解説書としては本書がよさそうに見えたので買ったのだが、読むのは2019年12月になってしまった。本書は2018年8月に出た本で、執筆の時点で定義の変更は決定されていなかったが案は出ていたので、たぶん変更されるだろうという見こみのかたちで書かれている。

本書の著者は、産業技術総合研究所(産総研)の計量標準総合センター 時間標準研究グループのグループ長で、時間の計測を研究し、とくに、いまSI単位の秒の定義につかわれているセシウム原子時計よりも精密な「光格子時計」を開発している。そちらの話題の解説書は2014年に ちくまプリマー新書 で出している。本書は時間にかぎらず、SI単位全体にわたる解説をねらったものだ。題名は、高田(1970)の本とよくにている。本の趣旨もにている。高田さんは当時、計量研究所の職員だった。計量研究所が再編成されて、いまは計量標準総合センターなのだ。

目次の最後に「執筆協力 桜井裕子」とある。この人について、まえがきやあとがきなどでは言及されていないので、どのようなはたらきをしたのかはわからない。もし、たとえばかつてのタイピストのように原稿のワープロ作業をしたのならばまさに「執筆協力」だが、もし文章の多くの部分を書いたのならば共著者としたほうが適切かという気もする。研究論文のばあいだと、文章を書いた人であっても研究自体にかかわっていないならば「著者」にふくめてよいか疑問になる。しかしそれは研究論文の状況が特殊なのであって、解説書のばあいは、専門外の人に向けて解説を書くのが職能の人は、内容の専門家と同等またはそれ以上に「著者」だろう。

今回の定義変更は、「物理定数の値を定数値とすることによって単位を定義する」という方向に大きく進んだものだ。すでに長さの単位のメートルは、時間の単位の秒を前提として、物理定数である「真空中の光の速さ」を定数値として定義されるようになっていた。今回、質量、電流、温度、物質量(いわゆるモル数)を、プランク定数、電気素量、ボルツマン定数、アヴォガドロ定数をそれぞれ定数値として定義するようになった。秒は、自然物であるセシウム原子の振動で定義されているが、物理定数による定義ではない。もし秒も物理定数で定義されれば、正確な定義の根拠づけとしては「自然単位系」になる。ただし、自然単位系をそのままつかうのではなく、換算定数をいれて従来のSI単位と(従来の精度でつかうかぎりは)互換にしている。

第3章から第7章までで、それぞれの物理量の単位の変遷が解説されている。

長さ。かつては長さの単位は各地域ばらばらだった。普遍的な単位への期待がたかまり、フランス革命後のフランスで、地球の大きさにもとづく「メートル」が制定された。ただし地球で定義するのは現実的でないので、「メートル原器」という ものさしのようなものを標準にした。1960年からクリプトン原子が出す光の波長にもとづく標準に変えられた。ただし、この標準をもたらすクリプトンランプという機器でよい精度を出すのには技巧が必要だった。同じころレーザー技術が開発され、こちらのほうが精度を高めやすかったので、1983年からレーザーを使って測定した光の速さにもとづくものに変えられた。

質量。メートル法がはじまった段階でのキログラムの概念は、立方メートルではかられる体積の水の質量にもとづいていた。水の密度は温度によってすこしかわるが、定義には最大密度の温度(4℃)がつかわれた。現実的な定義としては「キログラム原器」という物体の質量を標準とした。それが2018年に、「プランク定数を定数値とする」定義に変えられた。(プランク定数はメートル、キログラム、秒からくみたてられているので、メートルと秒がきまっていることを前提として、キログラムの定義にできる。) 標準を実現する方法は、ふたつのものが並行して開発されている。シリコン球の原子個数と質量からアボガドロ定数をきめることと、キッブルバランス (旧名 ワットバランス) という装置で重力と電磁力をつりあわせることだ。

時間。秒はもともと地球の自転による1日の(24×60×60)分の1として定義されていたが、地球の自転角速度には変動があることがわかった。定義は1956年、地球の公転周期(1年)にもとづくものに変えられた。それから1967年、セシウム原子の振動にもとづくものに変えられた。著者は、将来の改定で光格子時計が採用されることを期待している。

電気。電流の単位 アンペアの定義は、1mはなれた電流のあいだにはたらく力によっている。しかし実現方法はそのとおりではなく、電圧(起電力)と抵抗のそれぞれの数値が安定するものをえらんで標準としてきた。今回の改定で、電気素量を定数値とすることになった。(電流は単位時間あたりの電気量の動きである。)

温度。かつては、温度は物体(たとえば水銀)の体積に比例するとみなし、水の沸点・氷点をはじめとする複数の温度定点によって較正していた。それから、熱力学的温度で定義するようになり、水の三重点を定点( 273.16 K )とした。今回、ボルツマン定数を定数値とする定義に変えられた。

わたしは本書をチェックする態度で読んだわけではないが、記述がうまくないと思ったところがすこしあった。

• キログラム原器については、1799年にフランスが制定したものを「アルシーヴ原器」とし、1899年に国際度量衡総会がきめたキログラム原器と区別している。メートル原器にも同様な2世代があるのだが、メートルの章では両者とも「メートル原器」と呼んでおり、この本をおもな知識源とすると両者を混同した認識が得られてしまう。(両者は精密さはちがうが個別の物体を標準にするという発想は同様だから、単位についての考えかたの発達を論じるうえではまとめてよいとも思うが。)

それから、キログラムの章で、「今日まで220年以上、水1リットルの質量を1キログラムとするという考え方が使われてきたわけです。」と言っている(79ページ)。著者は、キログラム原器が定義とされていた期間は水が基本であり、プランク定数から定義がみちびかれるようになって水が基本でなくなったと考えているらしい。しかし、わたしは、キログラム原器の時代に水の概念がいきのこっていたというのならば、プランク定数の時代にも水の概念がいきのこっているというべきだと思う。

わたしは Crease (クリース)の本を読んでいるときに気づいたのでその本の読書メモに書いたのだが、「この単位は なににもとづいているか」という問いは、正確な定義の根拠なのか、概念的な根拠なのかによって、答えがちがってくるのだ。(クリースの本についてのわたしの読書メモでは後者をさらにふたつにわけたがここではそれは省略する。) SI単位の改定は、正確な定義の根拠を変えたが、概念的な根拠は、メートルならば地球の大きさ、キログラムならば水のまま変わっていないというべきだと、わたしは思う。この点では、残念ながら、本書も、クリースの本も、議論がじゅうぶん整理されていないと思う。

文献

• Robert P. Crease, 2011, paperback 2012: World in the Balance — The Historic Quest for an Absolute System of Measurement. New York: W.W. Norton. [読書メモ]
• [同、日本語版] ロバート・P・クリース 著, 吉田 三知世 訳, 2014: 世界でもっとも正確な長さと重さの物語。日経BP社。
• 高田 誠二, 1970: 単位の進化 (ブルーバックス)。講談社。
• [同、文庫版] –, 2007: 単位の進化 (講談社学術文庫)。講談社。
• 安田 正美, 2014: 1秒って誰が決めるの? — 日時計から光格子時計まで (ちくまプリマー新書)。筑摩書房。

折りかえしのあとにくわしい目次をつける。
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• 河野 宣之[かわの のぶゆき]、日置 幸介[へき こうすけ], 2017: 動く地球の測りかた — 宇宙測地技術が明らかにした動的地球像。東海大学出版部, 124 pp. ISBN 978-4-486-02128-5.

2017年12月の新刊。出版されたとき、わたしは次の年度の地学概論の授業をひきうける約束をしたばかりで、その参考にしようと思って買った。しかし、地学の広い範囲をふくむ概論的な本をさきに読むことにしたので、本書はあとまわしにしてしまい、2019年12月に目をとおした。

いまでは、大陸が相互に移動したことはわかっている。それはおもに、なん億年もまえにできた地層や岩石をしらべることによって知られた。では、たとえば去年と今年でハワイから日本の本州までの距離が なんcm 変わったかの測定はできているのだろうか? 40年まえにはできなかったが、いまではできている。「測地」の技術が発達して、できるようになったのだ。本書はそれがどんな技術かを解説した本だ。【わたしのメモは、技術の話題にしぼり、プレートの動きの実態の話題は省略している。】

第1章では、プレートテクトニクスがどんなものか、ごく簡単に導入している。

第2章では、本書の主題である宇宙測地技術がつかわれるようになるまえの、地球上の場所のあいだの距離をきめる方法を簡単に紹介する。地上の観測点間を光で見とおすのが基本だ。かつては角度をはかる三角測量だったが、最近は光の往復時間から距離を出す三辺測量がふつうになった。残念ながら、変動する大気の影響をうけるので、プレート運動による距離の変化を知るのにじゅうぶんな精度をだすことができない。

第3章では、1980年代からつかわれるようになったSLR (satellite laser ranging、衛星レーザ測距)と VLBI (very long baseline interferometry、超長基線電波干渉法) という技術を紹介する。第4章ではこのふたつの方法でわかったプレートの動きについてのべる。著者たちは、このころ郵政省 電波研究所 (いまでは情報通信研究機構になっている) につとめ、このふたつの方法にかかわってきた人たちだ。

SLRは、地上局からレーザー光を出し、人工衛星で反射させて、地上局で受信して、光の往復の時間を測定することによって、地上局と衛星との距離を知り、これを複数の地上局についてくみあわせることによって地上局間の位置関係を知る方法だ。

VLBIは、非常に遠い天体からの電波(地球にとっては平面波とみなせる)を、地球上でとおくにある複数の地上局の電波望遠鏡で受信して、その位相差から、天体にむかう方向の軸上での地上局の座標の差をもとめ、それを多数くみあわせることによって地上局間の位置関係を知る方法だ。

1990年ごろから、GPS (Global Positioning System)が使えるようになった。いまではGPSはアメリカ合衆国が運用するシステムの固有名とされ、そのほか(日本が運用する準天頂衛星「みちびき」も一例)をふくむ一般名としてはGNSS (Global Navigation Satellite System、全地球航法衛星測位システム)というようになった。第5章ではGNSSによる測地の技術、第6章ではそれによってわかったプレートの動きについて解説している。

地上局で、4つのGNSS衛星からの信号を同時に受信すれば、4次元時空での地上局の位置を知ることができる。測地のばあいは、搬送波の位相の情報をつかうので、カーナビのようにディジタル信号だけをつかうものにくらべれば高級な受信設備が必要だが、発信装置が必要なSLRや大きな電波望遠鏡が必要なVLBIにくらべれば、ずっと安く、地上局間の位置関係を知ることができるようになった。この状態からふりかえって、著者たちは1980年代を「大艦巨砲」の時代だったと言っている。

海水中は電磁波で情報をつたえることができないので、海上の船またはブイの位置をGNSSできめたうえで、そこと海底とのあいだは音波をつかう。

第7章は座標系と地球回転の話題。位置をしめす座標系としては、(たくさんの)天体を基準とするものと、地球を基準とするものが考えられる。VLBIの電波源の位置は天体基準座標系、地上局の位置は地球基準座標系できまっていて、その相互関係は、地球の自転とともにかわっていく。なお、地球の自転角速度にはいくらかの変動がある。(たとえば年周変化として自転周期に1ミリ秒程度ののびちぢみがある。これは、風速の季節変化にともなう大気と固体地球とのあいだの角運動量のやりとりによる。) また、自転軸が固体地球に固定した軸に対して移動する「極運動」もある。

第8章は、将来にむけた展望を簡単に列挙している。

• GNSS利用技術はこれまでGPSだけを利用するものだったが、複数のGNSSシステムを利用する技術が開発されている。
• 海底の位置を精度よくきめることはむずかしい。うまい方法がみつかるとうれしい。
• 地殻変動を知る技術としては SAR (合成開口レーダー)もある。これによれば2つの時点の間の変位を、高い空間分解能で知ることができる。しかし絶対位置はわからない。また時間分解能は高くない。
• VLBIとSLRは、地殻変動の計測の主役ではなくなったが、地球基準座標系の精度を高くたもつための重要性はいまもあり、国際共同事業がつづけられている。VLBIは自転角速度を知るために、SLRは固体地球に対する地球の重心の位置を知るために必要だ。なおVLBIには遠方の天体の研究という本来の目的もある。

折りかえしのあとに くわしい目次をつける。
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• 武田 喬男 [たかお], 2005: 雨の科学 — 雲をつかむ話 (気象ブックス)。成山堂書店。
• 武田 喬男, (2005) 2019: 雨の科学 (講談社学術文庫 2553)。講談社, 237 pp. ISBN 978-4-06-515651-3.

2004年に亡くなった著者の遺稿が2005年に出版されていたものが、しばらく版元品切れだったようだが、2019年5月に文庫本になった。この機会に、学生に紹介する本にふくめようと思って読んだ。

著者は、名古屋大学の水圏科学研究所(のち 大気水圏科学研究所)(現在は宇宙地球環境研究所および環境学研究科のそれぞれ部分になっている)の教授をながくつとめた人だ。本書の原稿は、白血病で入院した病院で書かれた。文庫本には、著者の教えを受けた 藤吉 康志さんによる、著者の経歴などを紹介する解説がつけられている。

気象学のうちで雨に関する話題の入門書は、数十年前に書かれたものはあるが、しばらくとぼしかった。そのあいだに、レーダーおよび人工衛星による観測技術と計算機によるシミュレーションの技術が発達し、雲・降水の理解がだいぶすすんだ。本書はそれを反映した、2003年(原稿が書かれた年)に最新だった知識による入門書だ。その後も観測やシミュレーションは発達しているので、個別の話題は最新ではなくなったが、この分野の学術知識のおおすじはかわっていない。

本書は大きく3部にわかれている。

• 第1部は、雲の中のこまかい話で、水蒸気が凝結して雲粒となり、それが雨粒となって降ってくるまでのしくみについて。気象学の専門家は cloud microphysics (雲-微物理)とよぶ分野だ。
• 第2部は、はげしい雨をもたらす雲がどのように発達し維持されているか。専門用語では cloud dynamics (雲-力学)といわれる分野だ。
• 第3部は、雨のふりかたは、世界の地域によってどのようにちがうか、どのように年々変動するか、長期的にはどのように変化していくか、などの話題。本書の表題どおり雨の気候学 (climatology of rainfall)でよいだろう。ただし気象学の観点から書かれており、地理学の観点からみた雨の気候学とは かさなりはあるが重点がちがうかもしれない。

ひとりの研究者としての著者の業績の特徴は第2部の話題にあるといえるが、大学院生を指導してした仕事や国際共同研究への参画もふくめれば、著者の仕事はこの3つの分野にほぼ同じ重みがあったといえるだろう。

第1部「地球に降る雨のミクロな特徴」。

• 雨粒は球とみなしたときの直径として0.1 mmから3 mmぐらいの大きさだ。それよりも大きいものは分裂してしまう。
• 水蒸気が凝結して雲粒になる。それが衝突・併合して雨粒になる。あるいは、固体の氷である雲粒が成長して雪の結晶になり、それが融解して雨となって ふる。
• 雲粒ができるとき、核(本書の表現は「雲粒核」、ほかの本では「雲-凝結核」とされることが多い)となる吸湿性の微粒子が必要だ。現実には雲粒核が存在しないことはあまりないが、その多い少ないによって雲粒の粒径分布がちがい、雨になりやすさがちがう。
• 水滴が氷になるときにも、核(「氷晶核」)となる粒子が必要だ。多くのばあい鉱物粒子が氷晶核になる。
• 氷の結晶自体も氷晶核になりうる。雲の下のほうに過冷却の水滴があり、上のほうから氷晶が供給されると、雨が効率よくつくられる。

このあたりまでは、雲-微物理の分野の確立した科学的知見と言ってよさそうだ。
この部の最後の章「雨の降り方は人間活動によって変わる」のところは結論がわかりにくい。わかりにくいのは文章の書きかたがまずいのではなく、因果関係に関する科学的知見がまだ確立していない件が多いのだ。

• 人工降雨とよばれる技術は、すでにある雲に氷晶核をあたえて、はやく雨にして落とそうとするもので、雲をつくるものではない。また、技術の効果があったのかなかったのかの判定が困難だし、もしかすると人間生活に悪い影響をあたえるかもしれない。
• 都市の降水には人間活動の影響があるという状況証拠がある。大気汚染によって生じた雲粒核のうちわけの変化、都市の熱源や凹凸による上昇流の変化などの因果関係が推測されている。

第2部「雲の組織化」。ここも第1部と同様に、はじめのほうにわりあい確立した知見、あとのほうに専門家でもまだすっきり述べられないこと(研究途上の課題)をのべたようだ。

• はげしい雨をもたらすのは、雲のうちでも鉛直にのびる「積雲」、そのうちでも対流圏のいちばん上までのびる「積乱雲」だ。積乱雲は、強い上昇気流のあるところにできるのだが、その中では降水粒子(雨や雪)といっしょに下降する気流も生じる。1つの積乱雲の寿命はふつう1時間ぐらいだ。
• 何時間も持続する積乱雲がつくられることがある。そのしくみは、上昇・下降流からなるセルが複数あって世代交代しながら雲を維持する「多重セル型」と、巨大なセルが持続する「スーパーセル型」がある。
• 複数の積乱雲が線状の構造をつくることがある。線状の降水帯を構成する積乱雲の移動方向が帯にそっていると、同じ場所で降水が持続し、「集中豪雨」の災害になりやすい。
• 複数の積乱雲が群をつくり、それがさらに cloud cluster とよばれる構造をつくっていることがよくある。
• 雨のふりかたは地形の影響をうける。山の風上で強制的に上昇流が生じるので雲がつくられやすいという単純なしくみもあるが、もっと複雑なことがおきている。

第3部「雨の気候学」。

• 雨のふりかたは熱帯と温帯でだいぶちがう。雨量の最大記録の出る場所は、雨量の集計期間によってちがった気候帯にある。
• 緯度30度付近では、亜熱帯高気圧におおわれて雨がすくないところが多いのだが、日本付近は、北太平洋(亜熱帯)高気圧の西側にあるので、わりあい対流がおこりやすく、雨が多くなりうる。
• 降水量や雲量には年々変動がある。日本付近では2年あるいは3年の周期性らしいものがみられることがある。雲量や降水量の変動には世界の遠くはなれたところとの相関がみられ、テレコネクションといわれる。テレコネクションには、エルニーニョ現象にともなうものや、夏のフィリピン東海上と日本付近との逆相関などがある。
• 地球温暖化にともなって、世界の総降水量はふえると予想されるが、それよりも重要と思われるのは、はげしい豪雨がおこる頻度がふえる可能性が高いことである。

第15章は最後にあるが本書のここまでの内容の結論ではない。「水惑星の水問題」という題で、世界の人間社会にとっての水資源に関する議論をしている。2003年にひらかれた「世界水フォーラム」に関連して書かれた文章らしい。この部分に書かれた知見は、水資源の専門家の書いたものからひろったにちがいないが、その出典は書かれていない。たぶんまちがってはいないと思うが、読者が議論の典拠として使うことはおすすめできない。水資源に関する知見を得たいのならば、水資源の専門家の著作を直接読むべきだ。第15章には、著者が自分の研究分野の社会的意義をどのように考えていたかがつたわってくるというねうちがある。しかし、専門的知見への入門書としての本書のねうちは第14章までにある。

折りかえしのあとに文庫版のくわしい目次をつける。
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• 古川 武彦, 2019: 天気予報はどのようにつくられるのか。ベレ出版, 246 pp. ISBN 978-4-86064-597-7.

2019年11月の新刊。題名のとおりの入門的解説書だ。著者は1959年から1999年まで気象庁につとめ、その後は天気予報や気象庁に関する多くの解説書を書いてきた人だ。本書の内容は、古川・室井(2012)の本と近いが、もうすこし初歩むけだ。日本の状況に即して書いているので、世界のどの国でも気象庁にあたる機関がやっていることと、日本の気象庁独特の業務との区別は明確でない。

気象庁の業務であっても、地震や火山に関する話題はふくまれていない。ただし津波は、波浪や高潮とあわせてふくまれている。

章の長さがまちまちだ。節の見出しがだいたい1～2ページごとについているのだが、章の下の節の階層が1段階、2段階、3段階の章がある。

いちばん長いのは観測についてのべた第2章だ。本全体の半分ちかくの長さをしめる。実際、天気予報を理解するうえではそれがどんな観測にもとづいているかを知ることが重要だから、これでよいのだと思う。

それから、予報を出すための基礎技術である「数値予報」(物理法則にもとづく数値シミュレーション)についての章、その結果を具体的な天気予報の形に変換する仕事の章がある。また、数値予報の初期値敏感性への対策である「アンサンブル予報」にもひとつの章がたてられている。地球温暖化の予測(とよばれている仕事)についても章がたてられ、天気予報とのちがいがのべられている。最後の章は、天気予報についての日本の法制度の紹介だ。

わたしはまだ内容をこまかく確認していないが、個別事実については最近の状況を反映していると思う。しかし概念がちょっと旧世代のもののところもあるようだ。

具体的に気になったのは、第3章(数値予報)で、結果を得るための手順を大きく「観測」「解析」「予報」の3段階にわけたうちの「解析」のところだ。「解析」のうちわけは「電文処理(デコード)」(decode)、「品質管理」、「客観解析」とされている。(このうちデコードというのは、観測値の情報を通信用の書式から数値予報用の数値情報に変換することだ。) 本文の「客観解析」の話につづいて「データ同化」ということばも出てくるのだが、それは「利用可能なすべての観測データを予測モデルにふさわしい初期条件として調整する作業」をさすとされている。すなおに読むと、客観解析のステップのつぎにデータ同化のステップがあるかのようにも読めるが、それは実際とちがう。「データ同化」は「客観解析」の同意語だとするならばすじはとおり、著者の意図もたぶんこちらのほうだと思う。わたしは、「データ同化」はここでいう「客観解析」と次の小節の主題である「予報」とを交互にくりかえすものだ、とするのが(実際のデータ同化のうちの特定の類型の説明になるが)よいと思うが、データ同化の中にも予報ステップがあり、データ同化をはなれて進行する予報ステップもあることを、読者にわかってもらう必要がある。本書第3章のような短い記述で「データ同化」がわかるところまでいかないのはやむをえないのかもしれない。(なお、古川・室井 2012の本ではデータ同化をふくむ数値予報の部分は室井さんが担当している。)

文献

• 古川 武彦、室井 ちあし, 2012: 現代天気予報学。朝倉書店。

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• 藤原 治、斎藤 眞 編著, 2018: トコトンやさしい 地質の本 (R&Tブックス 今日からモノ知りシリーズ)。日刊工業新聞社, 158 pp. ISBN 978-4-526-07806-4.

2018年2月の新刊。わたしは、地学概論の授業の参考に、2018年11月に買ったのだが、目をとおすのが2019年11月になってしまった。

編著者は、表紙や奥づけにあげられている2人のほか、荒井 晃作、吾妻 崇、井川 怜欧[れお]、実松[さねまつ] 健造、鈴木 淳[あつし]、高橋 雅紀[まさき]、吉川 俊之のみなさんで、いずれも 産業技術総合研究所(産総研)の地質調査総合センター(地調)の職員であり、藤原さんはその地質標本館長をしている。本書は、地学のうちの地質学の入門書ともいえるが、地調の業務紹介という趣旨もあるようだ。話題の範囲は1冊にもりこむのにはひろすぎるほどだが、地調の業務もそれだけ幅広いのだ。

そのうちでとくに「地質図」に重点がおかれていると思う。第3章の主題であるほか、第6章でも重視されている。地質図は地図上に岩石の種類の分布を表示したもので、従来は紙に印刷されていたが、ちかごろはディジタル版がつかわれるようになってきた。地質図をつくっている組織はいろいろあるけれども、日本全国の地質図をつくることを業務としているのは地調なので、本書がそこに重点をおくのはもっともだ。

図解が多い(榊原 唯幸さんによる)。本のつくりは、見開き2ページでひとつの話、8つぐらいの話でひとつの章という形になっている。章のまとまりや話のならべかたは、かならずしも体系的ではない。話の題名には副題がついているが、副題は題名への補足だったり、言いかえだったり、やや一般的な概念だったりとまちまちだ。

第1章は地質に関する知識全体への入門的解説。

第2章は化石について。

第3章は地質図について。ウェブ上の「地質図Navi」「20万分の1シームレス地質図」も紹介されている。

第4章は自然災害について。火山の話題はおもにこの章にある。地震に関連するものとして活断層、地盤液状化、津波の話題があるが、地震動と地盤の関係は第6章、広域で見て地震がどんなところで発生するかは第8章に出てくる。地震学的な話はすくない。

第5章は鉱物資源について。金属鉱床のほか、希土類、陶土、石材などの話もある。

第6章は鉱物資源のほかの(人間社会にとっての)資源について。地下水の話はここにある(地下水を研究している人はいろいろな機関に分散しているが、そのうちで地調も重要なのだ)。地熱発電の話がちょっとある。

第7章は地形とその基礎となる地質について。章のはじめのほうに観光資源ともなる景観の話題、あとのほうに日本列島の地質構造の主要ないくつかの要素(フォッサマグナ、中央構造線)の話題がふくまれている。

第8章は海洋の地質について(そのほかの章の話題の大部分は日本の陸上)。海底を調査する方法、海底地形、地磁気、海底堆積物、サンゴ礁などの話題がある。地磁気から地球の歴史、海底地形から大陸棚の国際法的問題、サンゴ礁から気候変化の問題にもつながる。

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• Matthias Heymann, Gabriele Gramelsberger & Martin Mahony, eds., 2017: Cultures of Prediction in Atmospheric and Climate Science: Epistemic and Cultural Shifts in Computer-based Modelling and Simulation (Routledge Environmental Humanities series) (earthscan). Abingdon, Oxon UK: Routledge, 256 pp. ISBN 978-1-138-22298-4 (hardback), 978-1-313-40628-2 (paperback).

2017年に出た本。わたしは2018年11月に日本の洋書屋の店頭で見つけた。気候(とくに地球温暖化)にかかわる科学・技術のありかた、とくに、そこで数値モデルによるシミュレーションでえられた知見が重視されていることに関心があるわたしは、ぜひ読むべきだと思った。しかし、なかなか読みすすめなかった。2019年11月、メモをとらずに読んでから、記憶にのこったところを、ところどころ立ちもどってメモを書いている。

本書は、2010年に開かれた会議ではじまった、環境科学・科学史・社会学・哲学などの人たちの共同研究の成果だ。いわゆる文科系の共同研究成果本でありがちのように、メンバー各自の問題設定による論考をたばねた論文集だ。総論の章は編者3人が共著で書いており、その内では密接な意見交換があったのだろう。

総論が提起する問題は現代社会全般にわたる重いものだと思う。しかし納得のいかないところも多く、読みすすめにくかったのだ。しかし各論の話題はだいたい天気予報と地球温暖化にかぎられており、わたしにとって、個別事実としては新しく知ったこともあったが、話題の類型としては知っていることが多かった(実世界での解決が困難という意味で重い問題はここにもあるが)。

以下、【 … 】はわたしの感想や連想したこと、そのほかで、とくにことわらないところは、本書に書いてあったことをわたしのことばで表現しなおしたものだ。ただし、ていねいに読まなかった部分もあるので、読みまちがえている可能性もある。

総論
1章. Introdution (Heymann, Gramelsberger & Mahony)
2章. Key characteristics of cultures of prediction (Heymann, Gramelsberger & Mahony)

本書の主題の “cultures of prediction” ということばは、単数形 “culture of prediction” で、Fine (2007)の気象庁の現場の職員の働きかたについてのethnography的な研究に出てきた。(なお、同類の研究による本として Daipha (2015)のものがある。) 気象庁には、「予報すること」を中心とした文化があるのだ。本書の著者たちは、地球温暖化への対応にも culture of predictionがあると見て、cultures [複数] of prediction を主題としたのだ。

【地球温暖化を人が認識したのは、観測事実としてでなく、理論的みとおしとしてだから、その話題で予測型のシミュレーションが重視されるのは当然なのだが、それにしても、地球温暖化に関するちかごろの議論では、予測型のシミュレーションにもとづく知見が重視されすぎているような気もする。本書の編者たちはもうすこし強くそのように感じ、予測型の発想の位置づけを相対化しようとしている。しかし、予測型のほかのどんな発想をもっと重視するべきかを明確に論じてはいないようだ。第5章のLambの歴史をさかのぼる態度、第3章の理論重視の態度、第6章のheuristicな態度などに好意的なようには感じられるのだが。】

編者たちによる第1・2章では、cultures of prediction を、気象・気候関係だけでなく、現代(20世紀なかば以後)の世界の多くの部分で支配的になった思想とみる。共産主義国はもちろん、資本主義国でも、オランダ(1945年)のCentral Planning Bureauなど、経済計画をもつ政策がとられた。また、「成長の限界」の本(1972年)も、「World 3」モデルによる予測型シミュレーションを主役にしたものだった。

著者は、cultures of prediction に、世界を制御(control)しようとする発想もふくめているようだ。わたしからみると、対象を制御しようとするばあいも ある種類の予測が必要となるが、制御不可能な対象に関する予測とはかなり異質なものになると思う。(共産主義国の経済計画は制御しようとした例であり、天気予報は、人工降雨などの気象介入の関連を例外として、制御不可能な対象の予測の例だと思う。) 本書総論の議論は、そこが分離されていないような気がする。もっとも、現実に、影響をあたえることはできるが完全に制御はできない対象が多いので、両者をきちんときりわけることはできないこともたしかだ。地球温暖化のばあいは、太陽光の反射をつよめるような介入(第10章の話題)は(技術的には可能でも政治的判断で)議論の外にされてきたが、排出削減によって温暖化をちいさくくいとめることは可能と考えられてきたので、純粋な意味での予測ではなく、政策を想定したprojectionがおこなわれてきた。

また、「成長の限界」のWorld 3モデルは、第6章の用語でいえば、predictive なものと思われることが多いが、わたしから見るとその意義は、heuristic である。定量的なシミュレーションであっても、世界が、(ある想定のもとでは)資源不足または環境汚染で破局にいたる、という定性的な結果が重要であって、西暦何年にどうなるという予測としてみればはずれるのは当然だ。他方、いわゆる地球温暖化予測(climate projection)は、predictiveだ。(もっとも、地球温暖化関連の気候・経済統合評価モデルは、「成長の限界」のモデルとにたものだが、predictiveな問題にこたえようとしているようではある。それはとてもむずかしいことだと思うのだが。)

総論の文献

• P. Daipha, 2015: Master of Uncertainty: Weather Forecasters and the Quest for Ground Truth. University of Chicago Press.
• G. A. Fine, 2007: Authors of the Storm. Meteorologists and the Culture of Prediction. University of Chicago Press.

第1部 “Junctions: Science and politics of prediction”.
気象・気候の予測型シミュレーションについての科学史的な話題。

3章. Calculating the weather: Emerging cultures of prediction in late nineteenth- and early twentieth-century Europe (Gramelsberger)

数値天気予報の基礎には、まず、複数の地点の同時刻の気象観測を地図上に表示して「天気図」をかくことによって「総観規模」(synoptic)の現象が認識されたことが重要だ。

そのつぎに、物理(流体力学と熱力学)を基礎として気象を説明しようとする学問があった。

数値天気予報関係の科学史では、そのうちノルウェーのVilhelm BjerknesとイギリスのRichardson、スウェーデン出身でアメリカで仕事をしたRossbyばかりが重視される傾向がある。

しかし本章では、19世紀後半から20世紀前半のドイツやオーストリアの多数の科学者の仕事があったことが指摘される。(Bjerknesもドイツで学んだのだ。) (なお、19世紀のアメリカ人のFerrelの仕事は孤高のもので、ドイツで評価された。) そのうちには、HelmholtzやHertzなど基礎物理の業績のほうが知られる人や、Julius von Hannなど気象データの統計による気候学のほうで知られる人もいる。まだ数値計算技術が発達していなかったせいもあって、彼らの仕事は、物理法則をあらわす式を、微分方程式としてとける形に単純化してその解を論じるものがおおかった。(当時つかわれた “rational mechanics” という表現はそういう態度をさすようだ)。

【わたしからみると、ExnerやMargulesなどの名まえは教材の本文中で見たことがあるが、著作を直接読んだことはない。おそらく、1950年ごろに日本で気象学を学んだ人のうちには、ドイツ語圏で書かれた教科書を(日本語、英語のものとあわせて)読んだ人がいて、わたしが1970年代に読んだ教材はそういう人たちが書いたものなのだ。主として1950年ごろ以後のアメリカ、イギリス、スカンディナヴィアの著者の議論にしたがうが、それ以前のドイツ語圏でも議論されていた話題についてはその名まえも出していた。わたしの世代になると、直接読んでいないドイツ語圏の学者の名まえは出さないことがふえた。(ただしErtelは、potential vorticityという概念に関して、よく言及される。)】

4章. Which design for a weather predictor? Speculating on the future of electronic forecasting in post-war America (Christoph Rosol)

気象の予測型シミュレーションは、第2次大戦直後のアメリカ合衆国ではじめられた。

テレビ撮像管や電子顕微鏡をつくっていたRCA社の副会長 Zworykin が1945年9月に、USAの科学技術研究開発政策をとりしきっていたVannever Bushに、気象・気候の予測に関する研究を提案した。その方法は、電子装置によるアナログ技術を想定していたようだ。Zworykinはその応用として気象・気候の制御、たとえばハリケーンの発生を止めることに期待していた。

Bushは、彼自身の研究経験から、気象の問題に出てくる非線形の計算はアナログ計算機ではむずかしく、新しい種類の技術が必要だと考えた。なおBushは気象・気候制御には関心をしめさなかった。

von Neumannは、科学技術計算について汎用の、電子技術によるディジタル計算機を開発しようとしていた。そして、(爆弾による衝撃波はすでにあつかおうとしていたが、そのほかの)流体力学の課題をやりたかった。天気予報はそこにうまくはまった。von Neumannは、Zworykinへの返事では将来の応用としての気象・気候の制御に賛同しているが、それを本気で追求しようとしていたかはわからない。

気象庁(Weather Bureau)も計算能力を求めていたが、その動機は、あらたに使えるようになった上空の気象観測をふくむ大量の観測データを統計的に処理することによって予報の精度をあげたいというものだった。しかし、von Neumannの提案をうけて、流体力学にもとづく数値予報の研究に参加することになった。

5章. A new climate: Hubert H. Lamb and boundary work at the UK Meteorological Office (Janet Martin-Nielsen)

1950年ごろまで、30年平均値で表現される気候は変化しないとみなしてよいと考えられていた。【これはイギリスの状況。Weartの本で、アメリカの状況もそのように記述されている。ほんとうだろうか? その時代も氷河時代や古代文明などの研究者は気候の変化を論じていた。天気予報業務を担当する官庁にとっては、という条件つきの記述なのかもしれない。】

1950年代、気候の変化に関する知識への需要が高まった。イギリス気象学会が評論文の懸賞をやったこともあった。気象庁 (Met. Office) につとめていた H. H. Lambは、その機会に、過去の気象観測データをほりおこし、長期の統計による気候の研究をはじめた。当初は気象庁はその研究を積極的に支援した。

ところが、1965年、雲物理の研究者であった Masonが長官になると、その方針は、数値天気予報重視は当然だったが、気候についても、数値モデルによるシミュレーションが重視され(その成果はすぐには出なかったのだが)、Lambの課題の予算や人員はへらされていった。

1971年、Lambは理解者のいるEast Anglia大学に移り、Climatic Research Unitをはじめた。

著者は、歴史をさかのぼる気候研究や、気候と人間社会の関係を考える学際的研究は、当時の気象庁のculture of predictionからはみだしたので排除された、というふうにとらえる。【著者がいまのCRUを、またそれと気象庁のHadley Centreとの協力関係をどうとらえているかは、のべられていない。】

6章. From heuristic to predictive: Making climate models into political instruments (Matthias Heymann and Nils Randlev Hundebøl)

気候モデルの使いかたとして、将来の気候変化を予測しようとするpredictiveな態度もある。しかし、気候シミュレーション研究の初期の1960年代におこなわれたシミュレーションは、予測ではなく、気候システムに関する理解・洞察の材料を得ようとするもので、本章の著者は heuristic な態度と呼んでいる。

1970年ごろ、地球環境問題が国際政治の課題としてとりあげられはじめた。1970年に報告書が出たSCEP、1971年に報告書が出たSMICなどのアセスメント研究があった。(さきがけとして、1965年にUSAの環境問題に関する大統領諮問委員会(PSAC)があり、その部会で二酸化炭素による地球温暖化もとりあげられた。) SCEPには、NCARのWilliam Kelloggが参加し、将来の気温の予測型の(かりの数値による)グラフをみせ、そこに根拠のある数値を入れていくようなpredictiveな研究を推進しようとした。

Edward Lorenzは予測可能性に悲観的な議論をした。気象予測は初期値の影響が重要な問題だが、気候のシミュレーションは境界条件の影響がおもになる。ところが、境界条件をあたえられたシステムは、intransitive [自発変化可能 というべきか?]であるかもしれず、そうだとすると境界条件がわかってもシステムの状態がさだまらない。

1978年(出版1979年)にGlobal Atmospheric Research Programの会議で、気候モデルによる予測能力についての議論があった。Hasselmannが悲観的見解をのべた。【ただし、ここでの引用とこの報告書を1985年ごろに見たおぼろげな記憶にもとづくわたしの認識によれば、ここでは大気だけの(海洋の熱容量は考えるかもしれないが運動を考えない)モデルの性能がしめされたのに対して、Hasselmannは時定数の大きい海洋の重要性をのべたのであり、その研究所は海洋大循環モデルの開発にむかったのだ。大気海洋結合の気候モデルでの予測可能性についての悲観論ではなかったと思う。その約10年後に、大気海洋結合モデルによる、本章の用語でいえば heuristic な実験の結果、Lorenz のいう intransitivity にかかわりそうな事態がみつかったので、その時点で議論すれば、予測可能性について悲観的になったかもしれないが。】

1970年代当時若手だったStephen ScheiderとJames Hansenが、それなりに現実的なシナリオによるpredictiveな研究にいどんだ。【わたしの知るかぎり、Schneiderは実際にpredictiveなシミュレーションをしたのではなく、一方でheuristicなシミュレーションをやり、他方ではKelloggとともに気候変化の生物圏や社会への影響を論じたのだが。】

7章. How to develop climate models? The “gamble” of improving climate model parameterizations (Hélène Guillemot)

この章は、科学史の研究者が、気候モデルの研究所(フランスCNRSに属するLMD)の研究者たちを観察調査した成果だ。

気候モデル(ここではそのうちの大気大循環モデル)は、空間規模の大きい現象は流体力学と熱力学にもとづく直接計算をするが、規模の小さい現象は経験式にもとづく計算(parameterizationという)をする。ここではとくに、積雲のparameterizationを話題にする。

気候モデル研究者のうちには、parameterizationに期待せず、直接計算の格子間隔をこまかくすることに期待する人びともいる。

LMDの研究者は、parameterizationに期待し、それを開発していた。それには、直接計算の高分解能化にくらべて、計算機資源が節約できること、対象についての洞察がふかまると期待されること、などの長所もある。ただし、実際にとりくんだ parameterizationの方式が失敗におわるかもしれないという意味で、賭けのようなところがある。

それは、CNRSの雇用や評価のしくみが、10年ぐらい(めだった成果が出なくても)同じ課題の研究を続けられることによって可能になっている。他の組織ではできないかもしれない。

第2部 “Challenges and debates: Negotiating and using simulation knowledge”
気候についての予測型の科学的知見と社会とのかかわりかた。

8章. The (re)emergence of regional climate: Mobile models, regional visions and the government of climate change (Mahoney)

領域気候モデル(regional climate models (RCM)、世界全体ではなくその地理的部分をあつかう気候モデル)の話。

RCMは1980年代に開発された。USAではNCARで、イタリア出身のGiorgiが中心になってPenn State Univ. で開発されたメソスケール気象モデルをNCARの全球気候モデルから境界条件をもらう形で動かすことを始めた。その課題は地球温暖化ではなく、核廃物処分場予定地の地下水位が将来も低いままだろうかというアセスメントだった。

1995年ごろから、気候変化(地球温暖化)に関する政策形成への応用が考えられるようになった。2002年にイギリスではHadley Centreの全球気候モデルとRCMをくみあわせた一国規模の気候projectionの結果のデータセットを政策決定に提供するようになった。

GiorgiはイタリアにあるInternational Centre for Theoretical Physicsにうつり、「RegCM」モデルを公開した。それは世界のあちこちの研究者に使われた。イギリス気象庁は「PRECIS」モデルを協力関係のある外国機関に提供するようになった。たとえば、インドでは、Puneにある熱帯気象研究所(IITM)がPRECISを、そのほかの研究者がRegCMを使っている。ただし、インドで、PRECISやRegCMは、気候変化に対する国の行動計画をたてるのには使われているが、地方ごとの政策決定に活用する動きはまだないようだ。

9章. Bellwether, exceptionalism, and other tropes: Political coproduciton of Arctic climate modeling (Nina Wormbs, Ralf Döscher, Annika A. E. Nilsson and Sverker Sörlin)

北極圏は、シミュレーション研究から温暖化が強くあらわれると予想されていたが、現実の知見はとぼしかった。それはおもに、冷戦中、この地域での人の活動は軍事優先となっていたからだ。

冷戦のおわりと同時に、地球温暖化への関心がたかまった。また、温暖化が進むと、北極海の航行や、地下資源開発がしやすくなると期待され、さまざまな政治的・経済的おもわくが生じた。

それで、北極圏の気候研究に関する国際協力体制が、沿岸国だけによるものともっと多数の国が参加するものをふくむ複雑な形でできてきた。

現地住民の気候への適応という目的も、おくればせながら、重視されるようになってきた。

10章. From predictive to instructive: Using models for geoengineering (Johann Feichter and Markus Quante)

地球温暖化対策としての意図的な気候への介入はgeoengineering あるいは「気候工学」として知られるようになった。地球温暖化対策にかぎらなければ、気候への介入あるいは気候制御の発想は古くからある。climate engineeringという表現はH. H. Lambが1971年に使っている。geoengineeringという表現はMarchettiが1977年に(地球温暖化対策として)使っている。

気候工学には大きくわけて、太陽光反射強化(「太陽放射管理」、SRM)と(大気からの)二酸化炭素除去 (CDR)がある。

SRMの方法としては成層圏のエーロゾルをふやすという提案がある。Budykoが1974年にのべている【それが温室効果ではなく人工熱による温暖化に対抗するものとして提案されたことには本書はふれていない】。

CDRの方法として、本書では、海洋への鉄散布を重視している。

SRMのうち成層圏エーロゾル注入については、火山噴火が自然の実験と考えられるが、意図的な野外実験は批判が強くまだ実施されていない。全球気候モデルによるシミュレーション研究は活発におこなわれている。ただし、そこではエーロゾル発生源付近の小規模プロセスは大胆な仮定でおきかえられている。(この章の著者たちの専門はエーロゾルと大気化学なので、このあたりにきびしい。)

CDRのうち海洋鉄散布については、小規模な野外実験 (および学術的なものでない乱暴な散布) が実行されたが、シミュレーション研究はあまり活発でない。生物地球化学サイクルのモデルが、物理的気候システムのモデルにくらべて、まだじゅうぶん発達していないからだ。

11章. Validating models in the face of uncertainty: Geotechnical engineering and dike vulnerability in the Netherlands (Matthijs Rouw)

この章の「地球工学」は気候への介入ではなく、土木工学あるいはその分科である土質工学をさす。具体的な課題は、海岸の堤防によって洪水をふせぐことである。これは気候変化への適応策としても重要なので、本書の話題にふくまれたのだ。

英語で model というと、物体による模型と、計算機中の数値モデルの両方をさす。堤防の工学には、この両方がつかわれている。ただし、数値モデルが発達した現在、縮小模型は意義がとぼしくなった。堤防の一部分に相当する土の構造物による実験は、たとえば、堤防破壊をもたらしうる素過程である piping (空隙がパイプ状になって水をとおすこと)を評価するために使われる。

洪水の予測には大きな不確かさがある。

最近、オランダでの洪水対策は、data-intensiveなほうに進んでいる。民間企業と公共機関が協力して、現場にセンサーを入れたり衛星観測を利用したりして大量のデータを収集し、過去の経験をふまえたシミュレーションをし、それをてがかりにリアルタイムに使える(計算量のすくない)モデルを構成し、新しい観測値を入れて予測計算をおこない意思決定を支援する。【日本でも同様な構想はあり、河川については、国土交通省主導で実用にむかうところもあるようだが、海岸についてはまだ実用には遠いと思う。】

12章. Tracing uncertainty management through four IPCC Assessment Reports and beyond (Catharina Landström)

将来に関する知見には不確かさがともなう。risk, indeterminacy, ignorance, uncertaintyを区別する議論もある。

ShackleyとWynneの1996年の論文では、”uncertainty management” という概念が導入された。科学的知見をつたえるうえで、不確かさについてのなんらかの制御をするのだ。

この章は、科学的知見をつたえるものとしてのIPCCが、不確かさの情報をどのように提供してきたかを論じている。(受けとった側がどう使うかは論じていない。)

IPCCの第1次(1990)・第2次(1995)の報告書では、知見の不確かさは、注意事項としてのべられていた。

第3次(2001)報告書の準備段階で、1999年、Moss と Schneiderによる、不確かさに関するguidance報告書が出た。この用語体系が第3次では部分的に、第4次(2007)では全面的に使われた。

第3次報告書では、気候モデルの評価が重視された。モデルの(過去の現実に対応する条件をあたえた実験の)結果と現実とのちがいが小さいモデルがよいとされた。第4次報告書では、ほぼ同じ条件で多数の気候モデルを動かして得られるmulti-model ensembleによる不確かさの評価が重視された。【このあたり、IPCCの態度というよりも、多くの気候モデルの研究者が参加したCMIPという研究プロジェクトの態度であり、IPCCとしては現在の科学的知見の代表としてそれを採用するしかなかった、ということかと思う。しかしIPCC報告書のその部分の著者にCMIPにも関与している人がはいっているから、同一視してもまずまずよいのかもしれない。】

不確かさの表示には確率分布の見積もりが要求されることがある。しだいに、頻度論よりもベイズ流のアプローチが使われがちになっている。

不確かさの数量化の専門家もふえ、その専門学術雑誌も出されるようになった。その専門家たちが経験してきた研究対象の分野はさまざまである。(この部分、著者は、研究者から直接情報をとるべきだと考えながら、予察として、ウェブページに公開された情報にもとづいて述べている。)

13章. The future face of the Earth: The visual semantics of the future in the climate change imagery of the IPCC (Brigit Schneider)

予測型の知見を一般の人につたえるうえでは、図像が重要だ。それには具体的な絵によるものもあるが、将来についての絵は、想像にもとづく例示にかぎられるだろう。

予測型の知見をつたえる主要な図像は、数量をあらわすグラフと分布地図だ。この章では、IPCC報告書にふくまれた図を見ていく。報告書本文は見ない。【わたしからみると、図が何を示しているかの説明を切りはなして図だけを論評するのは、さけてほしいことだ。しかし、現実に、図だけが転載されてつたえられることは多いので、社会への効果を考えるうえでは、その場合に何がつたわるかを検討する必要もあるだろう。】

IPCC報告書の主要な結論を示す図として、予測型シミュレーション(projection)の世界平均地表温度のグラフがある。第5次報告書(2013年)のその図では、RCP 8.5とRCP 2.6シナリオによるシミュレーション結果を、それぞれ、赤と青の、気候モデルのちがいに由来する幅をもった帯でしめした。著者はここで、中間のシナリオを省略して単純化したことと、赤を高温とともに危険を感じさせるシナリオに、青を低温とともに安全を感じさせるシナリオに使っていることを、意図的だと考えている。

(ここで著者は、projection ということばを、懐中電灯の光をあててその光の広がる円錐の内側を見る(外側は見えない) というイメージでとらえている。将来なりゆきには「驚き」もありうるのだが、それを見せない意図がはいっている、というのだ。わたしは projection は「見とおし」と訳すものの、むしろ、将来に向けてものを投げることを複数回こころみる、という感覚でとらえており、著者のイメージとちがうのだが。)

また、温度を分布地図であらわす場合も、温暖化がすすんだ気候は、危険が感じられる赤のひろがりであらわされている。【わたしは、研究論文の図でこうなったのは、数量の大小を色であらわすとき、対象となる数量の範囲のちがいがわかりやすいように色をきめたのと、たまたま大きい数値を赤でしめすことが多いからだと思う。それに、温度自体よりも過去のある時点を基準とした偏差を示すことがおおいので、世界じゅうが赤くなってしまうのだ。しかし、一般向けのデモンストレーションでは赤を意図的に使ったかもしれない。わたしの印象として、静止画ではそれでよいと思うのだが、約百年間の温度を動画にした場合、世界がだんだん赤くなっていくのは、感覚へのうったえかたが強くなりすぎて、知見の伝達としては まずい、とわたしは感じる。この章の著者も、理由はちがうかもしれないが、そう感じているように読める。】【もし、低温が危険をもたらすとしたら、どんな色づかいをするだろうか? しばらく考えてみて、危険な低温には黒っぽい色をあてるのが、数量表現と直観のくいちがいがすくないという意味でよさそうだと思った。】

対策の選択の考えかたをしめす図は、予測型の知見をしめす図とは別の態度でつくられている。【ただし、ここであげられている図の例は、模式図であって、数量のグラフではない。事情のちがう点がおおすぎて、さきほどのグラフと比較して議論するのには無理があると思う。】

折りかえしのあとに くわしい目次をつける。「/」のあとに執筆者名をおぎなった。
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