- 安成 哲三, 2018: 地球気候学 — システムとしての気候の変動・変化・進化。東京大学出版会, 232 pp. ISBN 978-4-13-062728-3.
2018年5月の新刊。著者からお贈りいただいた。
全地球規模の気候に関する大学教科書レベルの解説書である。第1章では、まず「気候システム」を、U. S. Comittee for GARP (1975) [読書メモ]と同様に、大気・海洋・雪氷などのサブシステムがエネルギー・水・力を交換するという形で導入している。ただしサブシステムとして「陸上生態系」を追加している。そして、話題を気候システム全体としてのエネルギー保存にしぼり、空間的不均一と時間変化を省略した0次元の定常問題として、放射平衡と温室効果の基本を考えている。
第2章は「現在の地球気候はどう決まっているか」。2-1節では対流圏・成層圏などの鉛直温度分布と、それが今のようになっている理由を考える。2-2節ではエネルギー収支の緯度に対する(南北方向の)分布を見る。放射の過不足をおぎなうように大気と海洋の運動によるエネルギー輸送があって準定常状態がなりたっている。大気の運動は、低緯度では南北鉛直循環(ハドレー循環)、中高緯度では波動が主役である(この波動の説明はくわしくない)。2-3節は海洋の役割で、季節をこえてエネルギーをたくわえる実効熱容量、風による表層循環(海流)、密度差による深層循環にわけられる。
(エネルギー収支と水収支の基本的な量を示す図2-9(a)、2-20、2-14の出典が1970年代の文献だ。わたしならばもっと新しい観測データにもとづく図を出したくなる。ただし、この1970年代の文献群は今も基本的には(有効数字1けた程度では)かわらない数値をはじめて出した、学説史的には重要なものではある。)
ここから、東西方向に一様でない、しかし、夏・冬それぞれぐらいの期間の定常でありうるようなパターンを話題にする。2-4節は大規模な山の地形による北半球の冬の平均場で見える気圧の谷・峰の形成。(ここまで理屈中心、ここから事実中心。) 2-5節は大気の(顕熱と潜熱に分けた)エネルギー収支式の外力項としての熱源の分布 (降水を伴う雲で水の凝結は潜熱部分のsink、顕熱部分の源としてみえてくる)。2-6節はモンスーン、とくにアジアモンスーンについて。(この主題はこの著者の特徴がいちばん出るところだが、15ページと短いので、ものたりなさも感じる。ここからの発展は、植田 宏昭『気候システム論』[読書メモ]を見るのがよさそうだ。) 2-7節は「水循環を介した植生・気候相互作用」の話になる。著者自身がかかわった、「再解析」データの水収支解析や気候モデルによる数値実験の研究結果にもとづいて、森林とモンスーンは相互に強化しているという、著者特有の論点を述べている。
第3章は気候システムの変動・変化の話。世の中の「気候変動」ということばの使われかたにはちょっと困っているようだ。ここでは気候システムのしくみが変わること、気候システムへの外力の変化にともなって生じる変化、外力がなくてもおこる ゆらぎ、の3つに わけて論じている。3-1節は理論的なシステムの話 (Lorenzのいうような決定論的カオスの話を含む)、3-2節から3-4節までが外力による変化 (くわしく論じているのは3-4節の第四紀の氷期サイクルの話)、3-5節が ゆらぎ(季節内変動、エルニーニョ・南方振動、十年規模変動)をあつかっている。システムのしくみが変わるというのは第4章の話題に対応するのだと思う。
第4章の話題は気候システムの「進化」(evolution)とされている。この「進化」は「進歩」ではないという注がついている。生物の進化と同類とされているが、わたしは、これは突然変異・自然選択によるDarwin型の進化ではないということも(著者も第5章の最後でふれているが、第4章の文脈でも)注意しておく必要があると思う。(わたしが書くならば「進化」ということばを避けたいが、ではどうするかの案はさだまっていない。) 4-2節は地球に海と陸が形成されたこと。4-3節は始生代・原生代の大気組成の変化。4-4節は全球凍結問題。4-5節は顕生代(古生代以来)の気候変化。プレートテクトニクスにともなって、固体地球も関与する炭素循環と、大陸配置の変化にともなう海洋・大気循環の境界条件の変化が、気候を変化させた。4-6節は新生代の気候。PETM (暁新世-始新世境界 温暖化極大)イベントの件と、新生代を通じた寒冷化傾向。(なお、2009年から地質年代の標準用語からはずれた(「古」「新」のつかない)「第三紀」という表現が本書では残ってしまっている。)
第5章は「人間活動と気候システム変化」。5-2節まではいわゆる地球温暖化の話。温室効果気体がどれだけ変化したか、気温はこれまでにどれだけ変化したか、今後百年にどれくらい変化する見こみか、水循環はどのように変化すると考えられるか(これも著者が重点を置いてきた課題だが本書の記述は簡単だ)。5-3節では Anthropocene (「人類世」)という表現にふれて、人間活動が気候変化の要因として重要になってきたことを論じる。5-4節は今後千年から十万年の時間スケールの見通し。次の氷期は来ないのか、海洋深層は極域で沈みこみがおこる体制でなくなるのか、などの未解決の問題。5-5節は遠い未来の見通し。地球はいつまで生命をささえることができるのか。ある研究によれば今後15億年ぐらいだ。太陽が大きくなるのにともなって、これまでは大気中の二酸化炭素が減ることによって地球は温度をたもってきたが、このしくみが限界に達すると温度上昇を止められなくなる。
折り返しのあとにくわしい目次をつける。
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