• Norman Matloff, 2011: The Art of R Programming: A Tour of Statistical Software Design. San Francisco: No Starch Press.
• Norman Matloff [ノーマン・マトロフ] 著, 大橋 真也 監訳, 木下 哲也 訳, 2012: アート・オブ R プログラミング。オライリー・ジャパン, 367 pp. ISBN 978-4-87311-579-5. 出版社のこの本のページhttps://www.oreilly.co.jp/books/9784873115795/

英語原書は2011年、日本語版は2012年に出た本だが、わたしは2019年11月に買い、2020年12月になって目をとおした。『R クックブック』[読書メモ]と、日本語版の出版社も同じで装丁もだいたい同じ(絵はちがうが)で、買ったときには気づかなかったが監訳者・訳者も同じだ。別々の本屋で見つけたので、持ち帰ってならべてみるまで、同じ本を二重に買っていないか心配だった。

日本語版題名が、英語をそのまま かたかな にして、冠詞を省略したものだ。ちかごろ映画などでよく見られる形だが、わたしには気もちよくない。日本語会話中でも英語題名がとびかっているばあいにはそれが適切なこともあるが、本書はそれほど有名でもないと思う。わたしならば「Rプログラム技法」としたいところだ。ただしこれは「プログラムする」という日本語の動詞が生きていることを前提とした表現だ。

著者はアメリカの大学教授で、まず数学をまなんで統計学の教授になり、コンピュータサイエンス学科にうつって、(本書の表現ではないが) データサイエンスのための技術をおしえている。

本書は、プログラミング言語としてのRについての、わりあい体系的にかかれた教科書だ。統計学にはふみこまない。後半は、Rで複雑な計算を効率よくおこなうための技法をあつかっている。

日本語版出版社のこの本のページに目次があるので、目次の書きぬきはしないことにする。

「はじめに」で、R は、オブジェクト指向プログラミングも関数型プログラミングもできる言語だということがのべられている。

第1章は、Rへの導入だが、すでに何かプログラム言語を知っていて、付録Aの単純な記述にもとづいてRをインストールできる読者が、短時間でRの特徴をつかむことを想定して書かれていると思う。

第2章から第6章では、R のもつデータ構造をそれぞれとりあげて、その操作を説明する。第2章でベクトル(vector)、第3章で行列(matrix)および多次元の配列(array; 行列は2次元の配列だ)、第4章でリスト(list)、第5章でデータフレーム(data frame)、第6章でファクタ(factor)と表(table)をあつかう。

第7章が、プログラム言語としての R の特徴をのべたところだ。第7章では、まず基本的制御構造 (順次処理、ループ、条件別処理)と演算子の説明がある。それから、関数について、引数、戻り値、関数はオブジェクトでもあること、変数のスコープ、再帰などの説明がある。

ひとつ重要なこととして、R にはポインタがない。Cなどとちがって、関数から複数の要素を返すのはむずかしい。グローバル変数をつかうことには弊害もあるけれども、R ではそれが実用的に適切なこともある。

第8章は数学演算。最大・最小値、微積分、整列(sorting)、線形代数演算、集合演算、乱数など。

第9章はオブジェクト指向プログラミングで、「S3クラス」と「S4クラス」について (わたしはまだ理解していない)。

第10章は入出力。キーボードと画面へのアクセス、インターネットへのアクセスの話題もあるが、おもにファイルの読み書きについて。第11章は文字列操作。

第12章はグラフィックス。plot 関数をはじめとする、R の base にふくまれる graphics の機能でできること。

第13章からがプログラミング専門家むきの技法といえるだろう。(R 初級者であるわたしにとって、この部分はむずかしい。しかし、初級者にしては大量のデータをあつかうことになりそうなので、第14章の知識は必要になるかもしれない。) 第13章はデバッグ。まずデバッグの一般論がでてくるが、Rのデバッグ機能のつかいかたがおもだ。第14章は高速化やメモリ節約の方法。第15章は他の言語とのくみあわせ。RからCやC++を呼び出す方法、PythonからRを呼び出す方法。第16章は並列処理。「snow」パッケージの利用、OpenMPの利用など。

なお、例題の題材としておもしろかったものとしては、中国語の学習支援のための、漢字の広東音と北京音(「普通話」という表現にもふれたうえで「マンダリン」と呼んでいる)を相互参照するデータ処理があった。

• Paul Teetor, 2011: R Cookbook: Proven recipes for data analysis, statistics, and graphics. Sebastopol CA USA: O’Reilly. xviii+413 pp. ISBN 978-0-596-80915-7.
• Paul Teetor [ポール・ティーター] 著、大橋 真也 監訳、木下 哲也 訳, 2011: R クックブック。オライリー・ジャパン, 352 pp. ISBN 978-4-87311-533-7. [わたしはこの版を読んだ。]
• J. D. Long and Paul Teetor, 2019: R Cookbook: Proven recipes for data analysis, statistics, and graphics. 2nd ed. O’Reilly, xvii+579 pp. ISBN 978-1-492-04068-2.
• J. D. Long & Paul Teetor 著, 大橋 真也 監訳、木下 哲也 訳, 2020: Rクックブック 第2版。オライリー・ジャパン, 584 pp. ISBN 978-4-87311-885-7.

わたしはデータ解析を、1980年代以来、おもにFortranでプログラムを組んでやってきた。1980年代にBell研究所で開発された「S」をつかいたいと思ったが、有料ソフトウェアだったのでなかなか手がでなかった。Sの互換からはじまったフリーソフトウェアである「R」に期待した。ちかごろは、教材も、研究用のデータ処理も、なるべく R でやろうと思っている。しかし、いまだに熟練していない。

2019年11月、Rによる実習の教材をつくっていて、参考書がほしくなり、数冊買ったうちに本書(初版の日本語版、2019年3月の7刷)がふくまれていた。しかし、そのときわたしは入門書で手いっぱいで、本書は「つんどく」になっていた。

2020年12月にまた実習の教材をつくっていて、本書を思い出した。2020年1月に出た第2版の日本語版を店頭で見ていたので、それを買うかどうかまよったが、基本はかわっていないはずだから、手もちの初版を読むことにした。やろうとしていたことがわりあい短いプログラムでできることがわかって助かったことがいくつもあった。

出版社の本書のページ http://www.oreilly.co.jp/books/9784873115337/がある。そこに目次があるので、目次の書きぬきは途中でやめた。

本書は「どういうことがやりたいならば、R のどの機能をどのように使ったらよいか」という態度で書かれた本だ。1990年代ごろの日本でよくつかわれた表現によれば「逆引きマニュアル」といえる。この表現は、ソフトウェアの公式マニュアルが、機能の名まえから作業内容のほうにむかうもので、作業内容から機能を見つけにくいものになりがちなことを反映している。その後、利用者のたちばにたつマニュアルもふえてきた (したがって「逆引き」のような表現が不適切になった) と思う。しかし、とくに多数の人がボランティアでかかわるオープンソースソフトウェアのばあいは、公式マニュアルのほかに、本書のようなものが必要だ。

本書初版の日本語版について、出版社は思いきったことをした。原書の全14章のうち第1-3章を印刷するのをやめ、「付録」として出版社の本書のページにPDFファイルをおくだけにしたのだ。その部分の内容はすでに R の入門書で読んでいる人が多いだろうという判断らしい。日本語版の1-11章は、原書4-14章の訳である。日本語版の章の題名を列挙しておく。

1. 入力と出力
2. データ構造
3. データ変換
4. 文字列と日付
5. 確率
6. 一般統計学
7. グラフィックス
8. 線形回帰とANOVA
9. 便利なテクニック
10. 高度な数値計算と統計
11. 時系列分析

おもに統計学的データ解析の方法をあつかう章もある。5章は理論的に知られた確率分布にかかわる計算など、6章は基本統計量の計算や検定など、8章は線形回帰など、10章は主成分分析や因子分析など、11章は時系列の自己相関やARIMAモデルのあてはめなどの話題がある。10章には関数の最大・最小をもとめることや行列の固有値・固有ベクトルなど、統計学にかぎらずつかう数値計算の話題もある。

わたしの観点で重要なのはむしろそれ以外の「統計学以前」のことがらだ。

1章ではデータの読み書きをあつかう。たとえば、データをCSVファイルから読んだり、CSVファイルに書き出したりするにはどうするか。ふつうに実行すると画面に表示される文字列をファイルにしまうにはどうするか。

2章では、Rがもっているデータ形式の説明と、その形式のデータをつくるにはどうするか、他の形式とのあいだの変換はどうするかの説明がある。「ベクトル」「リスト」「データフレーム」「行列」「ファクタ」などがでてくる。ベクトルとリストはどちらもデータ列ではあるが、ベクトルは同質なものの列、リストは異質でありうるものの列だ、という説明が重要だと思う。Rでは「行列」(matrix)はベクトルの一種で2次元の配置をもつものだ。同様に3次元以上の配置を持つ配列もありうる。「ファクタ」(factor)は(本書の表現ではなくわたしの理解だが)定性的あるいは離散的な値をもつデータの列だ。

3章では、ベクトルやリストの要素にいっせいに関数を適用するにはどうするか、ベクトルを(ファクタによって)グループにわけるにはどうするか、などの話題がある。

4章では、まず、文字列の処理のしかたが説明されている。これはプログラム言語ごとにちがうので R ではこうだという知識がまとめられているのがありがたい。(Awkになじんでいるとそれと同じですむことが多いのだが、length が文字数でないことなどは注意が必要だ。)
それから日付のあつかいの話題になる。R では、日付をあつかう Date と、日時をあつかう POSIXct、POSIXlt の「クラス」がある。POSIXctは1970年1月1日からの秒数で、POSIXltはそれを変換して「年、月、日、時、分、秒」などにわけたものだ。なお、「ユリウス日」(Julian day)は R では1970年1月1日を0としたとおしの日付を意味するそうだ。天文学のユリウス日と原点がちがう。これはほんとうだろうか、本書の著者のかんちがいだろうか?

7章では、グラフィックス機能が、Rの base にふくまれている graphics パッケージでできる範囲で、説明されている。散布図、棒グラフ、箱ひげ図、ヒストグラムなどだ。回帰直線やそのほかの直線をくわえる方法、1ページに複数の図を配置する方法の説明もある。

おもにここまでの章について見たところ、「レシピ」の項目のうち半分ぐらいは、その役わりをする関数名をしめすことがおもな内容で、あとは関数名からひくマニュアルがあればつかえそうだ。「レシピ」の項目と関数名のリストをつくってしまえば、本書のそういう部分の本文はもう読まないかもしれない。しかし、のこりの半分くらいは、ほかの機能ももつ関数の特殊なつかいかただったり、コンマや角かっこなどの記号を注意深くつかいわける必要のあるものだったりする。そういうものの需要が生じたときには本書の「レシピ」の本文を読みかえすことになるだろう。

• 松王 政浩, 2020: 科学哲学からのメッセージ — 因果・実在・価値をめぐる科学との接点。森北出版, 373 pp. ISBN 978-4-627-97351-0.

2020年11月末の新刊。本書出版まで森北出版の編集者だった(その後、転職したそうだ) 丸山 隆一さんがネット上で宣伝していたのを見て、待ちかまえて買った。

わたしは、2013年に、科学技術社会論学会と北海道大学CoSTEPによるシンポジウム「地球温暖化問題と科学コミュニケーション」で、松王さんの講演を聞いた。そのときのことは、[別ブログ2013-09-30の記事] [別ブログ2013-12-27の記事]に書いた。シンポジウムのウェブサイトは http://costep.hucc.hokudai.ac.jp/sympo/ にある。

また、2014年に、伊勢田哲治さんの呼びかけによる応用哲学会のワークショップで、松王さんもわたしも発表者となった。わたしの発表内容は別ページ[気候変化予測に使われるシミュレーションの特徴]に置いた。そのとき、松王さんはおもに、科学には価値判断がどのようにかかわるか、また、どのようにかかわるのが望ましいか(科学者の行動規範)の話をされた。そこで Douglas (2009)の本が参照されていたので、わたしはその本を読んでみた。

本書の第3章と第6章のおもな話題もそれと共通だ。著者は Rudner (1953年)の議論から出発して、いろいろな主張をレビューしたうえで、ほぼ Douglasの考えにしたがい、いくらか修正する。わたしはDouglasの本を読んで、主張自体はわかったが根拠がよくわからなかったところが多かったのだが、本書を読めば考えを補強できそうだ。

気候変動科学 (これは本書の表現で、いわゆる地球温暖化に関する科学)がとりあげられたのはありがたい。ただ、それに関するところを拾い読みしていたら、不満に感じるところがあった。本書の論旨をまだしっかり読んでいないのにもんくを言うのはもうしわけないとも思うが、ほかの読者にむけて注意したいこともあるので、とりいそぎ読書メモを出しておくことにした。

本書では、科学的知見の不確実性を2種類にわけている。そして、気候変動科学は「二階の不確実性は小さいが一階の不確実性が大きい」と言っている(6.1.4節)。別のところに出てくる用語をつかえば「構造の不確実性は小さいが統計的不確実性が大きい」ということらしい。そこで想定されている「気候変動科学」が、大気中の二酸化炭素の増加が地上気温の上昇をもたらすという、地球温暖化のしくみに関する自然科学(「気候変動自然科学」と呼ぼう)をさすのならば、その理解はもっともだ。

しかし、行動規範にかかわる文脈では、気候変動科学にかかわる人として、経済学者の Nicholas Stern をあげている。Stern (2007)の仕事は、気候変動による被害と対策の費用をあわせた統合評価である(この種類の学術を「気候変動政策科学」と呼ぼう)。その材料にはもちろん気候変動自然科学がふくまれるが、被害や対策費用の評価という別の研究もふくまれ、そちらは、構造の不確実性が大きい。学術知識の根拠づけを考えるうえでも、行動規範を考えるうえでも、気候変動自然科学と、気候変動政策科学とは、だいぶ性格がちがうことを考慮する必要があると思う。

ただし、松王さんが両者をまぜてしまったのは無理もないと思う面もある。松王さんは気候変動科学に関する知識を、おもに江守正多さん、しかも、2012年度から2016年度までおこなわれた ICA-RUSプロジェクト(S-10、地球規模の気候変動リスク管理戦略の構築に関する総合的研究、ウェブサイト http://www.nies.go.jp/ica-rus/)の代表者だったころの江守さんから得ている。江守さんの専門は気候変動自然科学だが、ICA-RUSはどちらかといえば気候変動政策科学のプロジェクトだった。

もうひとつの問題点。本書で気候変動自然科学の代表的問題としてとりあげられているのは、「産業革命以降、とりわけここ数十年の急激な地球平均気温の上昇は、人による二酸化炭素の排出が主たる原因である」という「因果関係の主因に関する主張」だ (5.1.1節)。

この因果関係に関する主張が、どのような事実認識によってささえられているかは、ひとことで言えるものではなく、ほかの学問からの類推で論じるのもむずかしいだろう。それを科学哲学的に整理してもらえると、この主張を使いたい人にとってもありがたい。

しかし、著者が、この「因果関係の主因に関する主張」が「人為起源説」という「理論」であるとしてしまったのは、気候変動自然科学という学問の知識の構成についての まちがった認識だと思う。

5.1.1節のつづきの「気候学[この読書メモの用語では「気候変動自然科学」]における「理論」とは、気候システムを構成すると考えられる様々な構成要素間に成り立つ基本的な関係のことを言う」のほうはよいと思う。それに続いて、気候システム理論の選択余地があるというのもよい。(ただし、これまでの知識の発達の過程で、その選択による「構造の不確実性」は小さくなってきた。「統計的不確実性」はまだ大きい。)

これまでにおきた気候変化を認識しその主因が何かを根拠をもってのべることは、detection and attribution (D&A、検出と原因特定) 問題とよばれ、気候システム理論のひとつの応用問題だ。その道具としては、気候システム理論を具現した気候モデルと、なんらかの統計的推論を必要とし、それぞれからくる不確実性を負うことになる。

これからおきる気候変化を、人間社会についてのなんらかのシナリオのもとで、予測型のシミュレーションによって示すことは、気候システム理論のもうひとつの応用問題であり、D&Aの成功に直接には依存していない。(D&Aの成功は、気候システム理論のrobustnessを補強する傍証にはなる。)　そして、「急激な地球平均気温の上昇」が観測されるまえの1970年代に、(まだ少人数ではあったが)気候変動自然科学の専門研究者は、「二酸化炭素濃度の増加がつづけば21世紀には気温が上昇するだろう」という見通しを持ったのだ。いまでも、予測型シミュレーションの理屈は、D&Aの理屈よりも単純だから、シナリオの不確実性を別として、仮定されたシナリオを前提とした「予測」の不確実性を評価するならば、それは、D&Aの不確実性よりも、小さいだろう。気候変動政策科学の部品としてつかわれる気候変動自然科学の代表としては、D&Aではなく、予測型シミュレーションをとりあげてほしい。

文献

• Heather E. Douglas, 2009: Science, Policy, and the Value-Free Ideal. University of Pittsburgh Press. [読書メモ]
• Nicholas Stern 編, 2007: The Economics of Climate Change — The Stern Review. Cambridge University Press.

折りかえしのあとに くわしい目次をつける。
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• 伊与原 新, 2020: 八月の銀の雪。新潮社, 253 pp. ISBN 978-4-10-336213-5.

2020年10月の新刊。書きおろしの短編小説集。わたしはふだん小説を読まないが、「十万年の西風」の話題を聞いてこれは読みたいと思った。

著者は地球惑星科学の博士である。本書の小説には、それぞれ地学がらみの話題が出てくる。

• 八月の銀の雪 … 地球の外核と内核
• 海へ還る日 … 動物骨格標本
• アルノーと檸檬[レモン] … 地磁気
• 玻璃[はり]を拾う … 珪藻
• 十万年の西風 … 偏西風、放射性物質

しかし、それぞれの小説の本題は、現代社会の中でいろいろな目標と悩みをもって生きている人どうしの出会いの話だ。「十万年の西風」は地学をあつかった小説ともいえるだろうが、ほかの4つはそう言いがたいと思う。

「西風」は、温帯の対流圏にいつもふいている偏西風のうち強い部分、いわゆる「ジェット気流」をさしている。Jet streamとなづけたのはアメリカ人だが、それよりまえに日本の (いまは筑波学園都市の内になった) 高層気象台で観測され、大石 和三郎 台長が1926年に報告を出版していた。この件についてはつぎの文献をあげておこう。

• 二宮 洸三, 2014: 気象観測史的に見た高層気象台におけるジェット気流の発見。天気 (日本気象学会), 61: 865-870. PDF https://www.metsoc.jp/tenki/pdf/2014/2014_10_0003.pdf

西風にからむ人間社会の話題として、わたしには思いあたるものが3つほどある。実際、その第1がとりあげられており、数十年前の事件につながって、ちょっと劇的な回想がある。

十万年のほうは、放射性物質を隔離する必要のある未来の時間として出てくるが、時間の長さの共通性から氷期の話にもつなげられる。放射性物質と風とが直接つながる話(わたしが予想した第3の話題)は出てこない。しかし、西風にからむ話も、十万年にからむ話も、科学技術と人間とのまずいかかわりかたの例になっている。

– – – – –

「八月の銀の雪」で話題になっている女性の地震学者 インゲ・レーマンの伝記的なことは、アランナ・ミッチェル『地磁気の逆転』[日本語版の読書メモ][英語版の読書メモ]の第18章に出てきます。

• 平 朝彦、海洋研究開発機構 (JAMSTEC), 2020: (カラー図解) 地球科学入門 — 地球の観察、地質・地形・地球史を読み解く。講談社, 207+63 pp. ISBN 978-4-06-521960-3.
• 特設ウェブサイト https://bluebacks.kodansha.co.jp/books/9784065216903/appendix/

2020年11月の新刊。講談社ブルーバックスのtwitterアカウントがさかんに宣伝していたので、ブルーバックスの新刊だと思ってさがしたら、ちがっていた。ページ面積がブルーバックスの約2倍ある本だ。A5判横書きのペーパーバックで、はさみこまれている別冊の「用語案内」は白黒だが、本体はほぼ全ページカラーだ。ツルツルの紙でないという意味では普通紙だが上質紙が使われていると思う。

この本の企画は、平 名誉教授による地球科学の入門教材の本と、平さんが2012年から2019年まで理事長をつとめ現在も顧問となっているJAMSTECの研究活動や研究者の紹介の本とのあいだで、まよいがあったと思う。結果としては、JAMSTECの紹介を最後の第8章と多数の「コラム」にして、第1章から第7章までは入門教材としてまとめられているようだ。ただしコラムは本におさまりきれないので、本文はウェブ上の「特設サイト」に置かれ、本には要旨だけがふくまれている。

よい地球科学入門書だと思うが、帯の「地球科学の決定版」という表現には、著者とちがう分野の地球科学者としては反対したい。本書は、ひとりの地質学者が展望できる範囲の地球科学の入門書なのだ(ひとりにしては幅が広い)。大気ばかりでなく、JAMSTECでは重点のひとつであるはずの海洋物理 (海水の運動や温度・塩分などの分布をあつかう分野)の話題も、第8章やコラムにはいくらかあるものの、第1章から第7章には出てこない。

第3章「地層のでき方」や第4章「火山の驚異」は、読者にもできるだけ野外に出て実物を見てほしいという態度で書かれていると思う。第2、5、6章の現場はしろうとにはなかなか行けないところで、専門家がとってきた画像にたよることになる。第1章であつかわれた大規模な地形などは、ディジタルデータによって構成された画像にたよることになる。

地学概論担当者としてのわたしは、大学の図書館に入れてほしいと言い、学生に読むことを勧める本にふくめるけれども、授業中につかったり、たね本にしたりすることはなさそうだ。

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• 竹内 正浩, 2020: 妙な線路 大研究 東京編 (じっぴコンパクト新書 379)。実業之日本社, 191 pp. ISBN 978-4-408-33956-6.

2020年12月の新刊。

わたしにとって、この本を読むことは娯楽だ。地図にふれ、鉄道路線の話題にふれるのがたのしいのだ。ただし、東京都内や近郊を移動するための知識がいくらか精密になるという実用性はある。

この著者の著書は、地形と近代の建築物の関係についての話題が多い。(地形ができてきた過程についての自然科学的な話題は少ない。) 鉄道の路線が現状にいたった歴史も、すでにいくつもの本であつかっている。そのなかで、平面形だけみると奇妙だが、地形への適応と見ればもっとも、という話題は、たくさんでてきた。

• 竹内 正浩, 2015: 地形で読み解く鉄道路線の謎 首都圏編。JTBパブリッシング。
• 竹内 正浩, 2016: 地形で謎解き! 「東海道本線」の秘密。中央公論新社。
• 竹内 正浩, 2019: ふしぎな鉄道路線 — 「戦争」と「地形」で解きほぐす (NHK出版新書)。NHK出版。

今度は、地形では説明しがたい路線の形や駅の位置が、鉄道ができたときの人間社会(政治や企業経営など)の事情で説明できるという話がおもだ。

小田急の代々木八幡の屈曲した路線は、谷の地形を利用している、というところは地形による説明ではあるが、トンネルや切り通しでなくそうしたのは、短期間で開通させたかった経営の事情だということになる。

わたしの印象にのこった論点を書きとめておく。

軍とのかかわり。
新橋-横浜間開通のとき、陸・海軍を統括する兵部省は協力せず、鉄道の通る位置の選択肢をせばめた。
しかしその後、陸軍は鉄道の大口需要者になった。1894 (明治27)年の甲武鉄道(現、中央線)の新宿-牛込(現、飯田橋)間の路線が南まわりになったことや、同じ年の総武鉄道(現、総武線)が本所(現、錦糸町)から ま東に進まず市川経由になったのは、陸軍が誘致したからだった。

都心中心の鉄道網の計画。ドイツのベルリンの鉄道の設計にかかわったバルツァーが顧問としてまねかれ、1903年に東京の鉄道網の構想を発表した。中央駅(案では「永楽町」、現、東京駅)、交差する高架線、環状線などは、のちに、ほぼそのとおりに実現した。ただし、こまかいレベルでは、たとえば、新橋-東京間の路線の位置は、バルツァーの案とはちがうところになった。

東京市の都市計画が鉄道建設をさまたげた側面。東京市は、都市計画を理由に、市域の鉄道計画になかなか許可をあたえなかった。それで、私鉄の路線は、それぞれの時代の東京の市域の外側にかぎられたものが多い。
井の頭線が、明大前駅付近だけ南北にのびているのは、南北にのびる「東京山手急行電鉄」とならぶ予定だったからだ。東京山手急行電鉄は都市計画に関する審査を突破できなかった。井の頭線のほうは、市域になるまえに認可され、市域になったので「帝都電鉄」をなのった。

河川改修との関係。
荒川放水路ができたとき、東武伊勢崎線はつけかえられた。堀切駅は堀切菖蒲園をふくむ堀切集落の対岸の橋のたもとにおかれた。
他方、荒川放水路は下流ではまっすぐ南下せず東に湾曲している。著者はこれを、総武線をつけかえず流路のほうを変えることによって総武線が川に直交するようにしたのだろうと推測する。ただし確証はない。

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• 古川 順弘 [のぶひろ], 2018: 神と仏の明治維新 (歴史新書)。洋泉社。
• 古川 順弘, 2020: 仏像破壊の日本史 — 神仏分離と廃仏毀釈の闇 (宝島社新書 589)。宝島社, 223 pp. ISBN 978-4-299-01012-4. [わたしはこの版を読んだ。]

洋泉社は廃業してしまったが、その「歴史新書」で発行された本は、さまざまな出版社から再版されている。これはめずらしく、親会社の宝島社からの再版だ。大部分(第2章以降)が、寺院・神社あるいは旧藩ごとの事例の話なので、それぞれ見開き2ページや4ページの項目にして見出しも目立ちやすくすれば、歴史が専門や趣味でなくても郷土の寺院・神社には関心のある人が手にとるだろう、という営業的判断があるのかもしれない。

わたしにとっては、仕事には直接関係ない読書だ。ただし、歴史的記録の利用者としては、江戸時代の寺による記録の多くが失われてしまったことや、明治になってから公式の統計などが整備されるまでの時代の記録がとぼしいことの背景として理解しておきたいことではある。

おもに第1章にもとづいて、わたしなりに理解した論点をのべる。

明治維新が寺院や神社にもたらした大きな変化のうち、近代化としてすじがとおるのは、まず、神社・寺院の領地を国有化したこと(1871=明治4年)だ。いくらかの補償は(明治7年まで)あったものの、神社に対してもきびしかった。(本書第2章に出てくる話で、奈良の大神(おおみわ)神社は神体とされていた三輪山を境内地として確保できたが、これは例外的あつかいだった。) もうひとつは、幕藩体制で住民登録のような役わりをもった寺請(檀家)制度の廃止(これも1871年)だ。

しかしそれにさきだって、1868年の、まだ年号が慶応4年だった3月から、新政府は神仏分離を命じる複数の命令を出した。

江戸時代までの日本の信仰は、「権現」や「八幡大菩薩」などにみられるように、神仏習合だった。(本地垂迹説にもとづいて仏のほうを主とする理屈もあった。) ただし、いくつかの藩では、神仏分離政策がとられた。とくに、水戸藩の徳川斉昭の神仏分離政策は仏教弾圧の面もあった。新政府の方針はそれに近かった。

政府は仏教寺院の廃止や破壊を命じたわけではなかった。しかし、地方の役人や実力者がそれぞれの解釈で、神仏分離にくわえて、仏教寺院の廃止や破壊を命じたこともあり、寺社のほうが時勢への適応として形を変えたこともあった。破壊のはげしさは地域ごとにまちまちだった。(だから本書の各論は読むねうちがあると思うが、要約はむずかしい。)

政府のうちには、神道の国教化をめざす勢力があった。はじめはそちらが主導権をとり「大教」という名で神道にもとづく国教をつくろうとしたが、数年のうちに主導権を失った。1889 (明治22)年に発布された大日本帝国憲法は、制約つきながら、信教の自由をみとめるものになった。その後、「神道は宗教ではない」という理屈で国家神道がつくられていくが、その話題は本書では予告的にだけふれられている。

生き残ることのできた仏教寺院は、息をふきかえした。ただし、葬式仏教化や観光依存などの性格をもつものになった。

(専門知識のないわたしが個人的に) 気になったこと。仏教の「天」は、のちにヒンドゥー教となったインドの信仰の対象をとりこんだものであり、日本の神道の神とにたところも多い。しかし、本書の、たとえば第4章の竹生島弁天・厳島弁天の項をみると、為政者側は、弁財天を、仏教の要素とみなして神社から排除しようとするか、あるいは、別の由来をもった神道の神でおきかえさせようとしており、寺社側も、弁財天をたもったまま神社にはできないと判断して、苦心したようだ。「天」を神と同一視する、という解決はありえなかったのだろうか?

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• Syukuro Manabe & Anthony J. Broccoli, 2020: Beyond Global Warming — How Numerical Models Revealed the Secrets of Climate Change. Princeton NJ USA: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-05886-3, 978-0-691-18516-3 (e-book). 出版者サイトのこの本のページ https://press.princeton.edu/books/hardcover/9780691058863/beyond-global-warming

読書メモ[その1]で概略と目次をしめし、[その2]で第1章から第5章までの要点(とわたしが思うこと)を紹介した。今回は第6章から終わりまでの要点を紹介する。

第6章。気候感度。話題は第5章からつづいている。二酸化炭素倍増への定常応答は、気候システムの感度の指標のひとつである。正のフィードバックがあれば感度がつよまり、負のフィードバックがあればよわまるという議論は簡単にできるが、どの効果が感度にどれだけきいているかを論じようとすると道具だてが必要だ。Wetherald & Manabe (1988 JAS)は、Hansen ほか (1984 Geophys. Monogr.)の方法にならい、gain factor という量を導入して、3次元の気候モデルでのフィードバックの効果を見積もった。

ただし、1988年の論文のときは、対象とするシステムは大気全層と地表面をあわせたものだった。(定常応答を考え、地表面がそこから下を代表していると考えられるならば、地表面から下にあるものの熱容量をあつかう必要はない。) しかし、成層圏と対流圏の応答のむすびつきは弱く、成層圏はほぼ放射平衡にある。そこで、ちかごろこの主題をあつかう研究では、対象とするシステムを対流圏および地表面とし、あたえられた放射強制に対してまず成層圏が放射平衡におちつくと考えて、その状態での対流圏上端での放射収支の変化を対象システムに対する強制と考えるようになってきた。

気候システムのフィードバックのうち、温度が高いほどStefan-Boltzmannの法則にしたがって出ていく地球放射が大きくなることによる負のフィードバック(本書ではPlanck feedbackとよんでいる)は当然のものとする。それにくわわるものとして、水蒸気の温室効果、地表面(おもに雪氷)アルベド、気温減率の変化の効果、雲の効果がある。気温減率の変化の効果というのは、地表の温暖化とともに気温減率が大きくなり、地表面温度のわりに出ていく地球放射が弱くなるので、気候感度が大きくなるというものだ。

その後、Colman (2003, Clim. Dyn.) が20世紀末までの10種類のモデル、Soden & Held (2006 JClim) がIPCC AR4でつかわれた19種類のモデルについて、gain factor を見積もっている。くらべてみると、水蒸気と地表面アルベドの効果の見積もりは落ち着いてきた。雲の効果と気温減率の効果は、モデル間のちがいがまだ大きい。

雲については、Wetherald & Manabe 1988では雲量を相対湿度できめたが、その分布の概略はCALIPSO衛星のライダー観測で得られたものとにている。このGFDLモデルで、二酸化炭素濃度の高い気候では、低緯度の自由大気の広い範囲で雲量が減る(境界層ではふえるが)。太陽放射反射は全体としては減り、正のフィードバックになる。また、低緯度・中緯度の上層雲が上にシフトする。出ていく地球放射が減り、これも正のフィードバックになる。

雲の放射特性の変化もありうるが、Soden & Vecchi (2011 GRL)によれば、(そのときまでの)モデル間の気候感度のちがいにきいているのはおもに下層雲量である。

気温減率については、Fu ほか (2011 GRL)、Po-Chedley & Fu (2012 ERL)によれば、マイクロ波観測のある最近数十年、低緯度の対流圏上層の成層は安定にむかう変化傾向があるが、AR4でつかわれたモデルはその変化を過大評価している。したがって、AR4のモデルの気温減率のフィードバックの評価は(負の方向に)過大評価されているだろう。

第7章。氷期と間氷期の気候のちがい。
CLIMAP (1976, 1981)による最終氷期極大期(LGM、約2万年前)の海面水温の復元推定がおこなわれてから、その海面水温を気候モデルにあたえたシミュレーションもおこなわれてきた。

Manabe & Broccoli (1985, JAS), Broccoli & Manabe (1987, Clim. Dyn.)は、境界条件としての大陸氷床と、二酸化炭素濃度と、氷のない地表面のアルベドについて、LGMの条件を与え、海洋は混合層の熱容量で表現して、海面水温はモデル内の変数として得られるような実験をした。(なお、Broccoli (2000, JClim)は、水平分解能を高くして、やりなおした。)

あたえた条件を変えた実験の結果、LGMと現在の気候のちがいをつくるおもな要因は、北半球の気候については氷床、南半球の気候についてはCO₂であることがわかった。

海面水温については、モデルの結果とCLIMAPの復元推定とのあいだにちがいがある。とくに、熱帯の海面水温は、CLIMAP では現在との差が小さく、モデルのほうが差が大きい。これは、CLIMAPで採用された、プランクトンの種類別組成から推定した海面水温に疑問がある。他の方法ではもっと大きな差があるとしたものもある。MARGO (Multiproxy Approach for the Reconstruction of the Glacial Ocean, 論文は 2009 Nature Geosci.)の復元推定は熱帯の海面水温のLGMと現在の差 1.7℃となって、モデルとだいぶ近くなった。

氷期の温度の推定と、気候感度の推定とは、一方の精度が高まれば他方の精度も高まるような相互関係になっている。

第8章。気候変化にとっての海洋の役わり。
Manabe & Bryan (1969)は、大気海洋結合大循環モデルによる気候のシミュレーションを最初におこなった。

Bryan ほか (1982 Science, 1988 JPO)は、大気海洋結合大循環モデルで二酸化炭素濃度を変えた実験をおこなった。海陸分布は単純化されていたが、南大洋は東西通じるようになっていた。CO₂濃度を突然倍増してから数十年のうちに、北半球は温暖化するが、南半球高緯度の温度はほとんどかわらない。(Hansen ほか 1988 JGR では、南北とも高緯度で大きな温暖化が見られたが、そのモデルでは海洋深層を拡散で表現していた。現実の南大洋の運動が単純な拡散で近似できないはたらきをしているにちがいない。)

現実的海陸分布の大気海洋結合大循環モデルで、二酸化炭素濃度を漸増させる(年1%の複利とした)実験をした (Stouffer ほか 1989 Nature, Manabe ほか 1991, 1992 JClim)。

初期条件は、大気は海面水温をあたえ、海洋も表層の水温を観測にもとづく値にむかって緩和(relax)させる方法でそれぞれつくったが、結合させるとその状態からずれていってしまった。そこで、海面での熱・水フラックスを、大気・海洋別々の計算でえられた値の差だけ修正する「flux adjustment」を導入した。修正量は場所と季節によるが、年々変動はない。その後、モデルの改良とともに flux adjustment の必要性は減ってきたが、本書の著者は今後もparameter tuning とともに flux adjustment もつかわれるだろうと考えている。

70年後にCO2濃度は当初の2倍になる。全球平均地上気温は、定常応答が +3.9℃であるのに対して、+2.5℃まであがっている。温度の上昇は定常応答よりも約30年おくれる。地理的分布をみると、世界の多くのところで定常応答と似た形の上昇がみられるが、南大洋では温度上昇分はゼロにちかく、Weddell海の北には負のところもある。

南大洋で地表の応答が小さいのは、海洋の力学的なしくみによって、深層まで影響が分配されるからである。

北太平洋のように東西に壁のある海盆では、表面の風に応じて、亜熱帯循環や亜寒帯循環という水平の循環が、地衡流のつりあいをたもって存在しうる。ところが、南大洋では壁がないので、西風がふくと、表層では、北向きの、地衡流のつりあいにしたがわない drift current ができ、その帰りの南向きの流れは深層にできる(こちらは地衡流になる)。このような循環は、Deacon (1937年) が存在を示唆したので、Deacon cellとよばれている。これによって、表面の熱的強制の影響は深層までおよぶので、表面温度の変化としては小さくなるのだ。物質の観測、たとえば Dixon ほか (1995 GRL)がしめしたクロロフルオロカーボンの濃度でも、南大洋では深層まで混合がすすんでいることが見られている。

深層循環の重要な部分として大西洋の南北鉛直循環がある。Manabeほか(1991)の実験では、70年間で北大西洋の南北鉛直循環はよわまった。そのおもな原因は北大西洋高緯度の表面海水密度低下であり、それは、大気中の気温の増加、比湿の増加、温帯の極向き水蒸気輸送の増加、高緯度の降水の増加、高緯度の海面塩分低下、という因果連鎖による。ただし、観測からは、近代的観測開始以来の南北鉛直循環の変化ははっきりしない。現実にもモデルにも数十年・数百年規模変動があり、温室効果強化の影響と分離して認識するのはむずかしい。

温室効果強化への応答は、陸上のほうが海上よりも大きい。そのうちには陸のほうが熱容量が小さいことによる過渡応答のちがいもあるが、定常応答にもちがいがある。それは、つぎのように説明できる(Manabe ほか 1992)。中緯度の冬は、アルベドフィードバックが陸のほうがおおきくきく。夏は、陸は蒸発がおこりにくいので温度が高めになる。

第9章。寒い気候のもとでの海洋深層水形成。
Stouffer & Manabe (2003, Clim. Dyn.)は、大気海洋モデルで、二酸化炭素を標準の値の 1/2倍、1倍、2倍、4倍と変えて、定常応答をみる実験をおこなった。地上気温は二酸化炭素濃度が高いほど高く、地上気温の南北温度勾配は、寒い気候ほど大きい (これは雪氷アルベドフィードバックで説明できる)。

二酸化炭素濃度 1/2倍の海洋は、1倍以上の海洋とだいぶちがう。深層と同じ、海水の氷点に近い水温の水が、両半球高緯度にひろくあらわれている。深層の塩分は濃い。深層水はおもに南大洋の海氷がつくられるところでの深い対流でできている。南半球の海氷域のひろがりの季節変化は小さく、多年氷が多い。

LGMと現在とのCO₂濃度のちがいは1/2ほどではないが、LGMでも、南極のまわりでは氷点にちかい高塩分水がつくられていた証拠がある。厚い海氷があって、海洋と大気と交換をさまたげていただろう。そして、湧昇があったので、生物生産はさかんだっただろう。
それで、南大洋へのCO₂の吸収が多く、大気中のCO₂が少なかったのかもしれない。

Broccoli (2000) のLGMのシミュレーションは南大洋では復元推定とあまりよく合っていないが、そのモデルには深層循環の変化がふくまれていない(現在の気候で値をきめたflux adjustmentで近似してしまっている)からだろう。

第10章。水循環と水資源賦存量の変化。
温暖化すると、水循環は、降水量・蒸発量などの水の質量の単位時間あたりの流量がふえるという意味では、「加速する」。【わたしからの補足だが、大気中の水蒸気の「回転」が速まるという意味で加速するわけではない。わたしの見たかぎりのシミュレーション結果ではいずれも、温暖化とともに水蒸気の平均滞在時間は長くなる。】

Manabe & Wetherald (1975 JAS) の二酸化炭素倍増に対する定常応答では、世界平均降水量は7.4%の増加となった。地表面熱収支の各項を見ると、正味放射はその3.5%の増加(おもに地球放射の変化)、蒸発はその7.4%の増加、顕熱輸送はその7.7%の減少となった。温度と飽和水蒸気圧とのClausius-Clapeyronの関係式は指数関数型をしているので、温度あたりの飽和水蒸気圧の増加は、温度が高いほど大きくなる。それで、地表面がしめっているかぎりは、温度が高いほうが、乱流エネルギー輸送の潜熱と顕熱への分配が潜熱のほうにかたむくのだ。

しかし、水循環の変化は空間的に一様ではない。

Wetherald & Manabe (2002, JGR)は、格子間隔 約250 kmの大気海洋結合大循環モデルで、二酸化炭素を1990年から2090年まで年1%複利でふやすシナリオでアンサンブル実験をおこない、2050年を中心とした30年間のアンサンブル平均を、二酸化炭素濃度を固定したcontrol runの100年平均と比較した。Manabe ほか (2004, Clim. Change) では、そのつづきで、二酸化炭素濃度を controlの4倍にたもった実験をした。陸面水文はバケツモデルで表現されている。蒸発量は、地表面がしめっているとして計算した可能蒸発量と、土壌(バケツ)水分量からもとめる。

CO₂濃度4倍の気候の降水量・蒸発量の変化量の分布は、これまでの研究でのCO₂濃度2倍のばあいと同様で、大きさは約2倍だった。変化量の緯度に対する分布をみると、蒸発量はどの緯度でもふえるが、降水量は、赤道付近の降水帯と、温帯低気圧帯の高緯度側で、集中してふえ、亜熱帯ではふえない。降水量と蒸発量の差の変化には、”rich get richer” (Chou ほか 2009 JClim) の傾向がある。河川流出量や土壌水分は、熱帯と温帯低気圧帯ではふえるが、亜熱帯ではへるだろう。

Manabe ほか (2004 Hydrol. Sci. J.)は同じ実験での河川流量の変化を見た。温暖な気候では、河川流量は、高緯度では大きくふえる。赤道帯でもふえる。中緯度のうちヨーロッパやColumbia川などでもふえる。亜熱帯ではふえず、へるところもある。IPCC AR5 図12.24の multimodel average の結果もこれとにている。ただし、Amazon川の流量は、multimodel ではへるのだが、Manabeほかの結果ではふえている。multimodel average ではAmazon の雨量が観測よりも過小になっているので、本書の著者は、Amazonの流量はふえると予想する。

土壌水分は現実が複雑なので、観測との直接比較ができない。バケツモデルの土壌水分量は、control run で北アメリカの乾燥域が(南部で)東にひろがりすぎという難点はあるが、大陸規模の乾湿の指標としてはよいだろうと考えている。

Manabe ほか (2004, Clim. Change) の実験で、温暖な気候では、オーストラリア西・南部、アフリカ南部、ヨーロッパ南部、中国東北部、北アメリカ南西部で土壌水分が減った (北アメリカ南東部でも減っているが、バイアスのせいかもしれない)。季節別に見ると、乾燥・半乾燥地域の乾季の減少が大きい。IPCC AR5 図12.23の multimodel average の結果もこれとにている。ただしAmazon川流域の状況はちがう。こうなるしくみは、地表面に達する下向き地球放射がふえて、蒸発に利用可能なエネルギーはふえるが、亜熱帯陸上では降水量がふえないので実際の蒸発量はふえることができず、土壌水分がへってつりあう、と考えられる。さらに、大気中で水蒸気が水平発散しているところでは、温度があがれば、水蒸気発散もふえるだろう。

土壌水分には年々変動や十年規模変動もある。たとえば、北アメリカ南西部では、温暖化が進行すると、土壌水分が異常に低い値をとる年の頻度がふえる。かんばつがふえると予想される。

北アメリカやユーラシアの内陸部では、夏に土壌水分がへる(冬にはふえる)。このことは、Manabe & Stouffer (1980, JGR)で論じた【わたしが聞いた1983年の講義では強調された論点のひとつだった】。Manabe & Wetherald (1987, JAS)で、 大気+海洋混合層のモデルによって、さらに検討した。
北緯60度付近のシベリアやカナダのばあいは、融雪時期の早まりがきいている。
中緯度のばあいは、冬は温帯低気圧帯の高緯度側に位置するので降水量がふえる(蒸発量は冬なので少ない)が、夏は温帯低気圧帯の低緯度側に位置するので、降水量がふえず、蒸発量はふえる。
なお、亜熱帯では、通年で土壌水分がへるが、とくに降水量のすくない冬から春にへる。

まとめると、温暖化が進行すると、乾燥・半乾燥地域では土壌水分も河川流量もへり、かんばつの頻度がふえるだろう。他方、水の多い高緯度と熱帯でますます水がふえ、洪水の頻度がふえるだろう。これは水資源需給をむずかしくする。(Milly ほか 2002 Nature 数値実験の論文、Milly ほか 2008 Science 評論)。

あとがき。
大循環モデルは、物理法則による部分と、parameterization とをふくむ。かつて、計算機の能力がかぎられていたので、parameterization は単純だった。それでも、気候の平均状態や、気候の変化の特徴を、かなりよく再現できた(Stouffer & Manabe 2017 Nature Climate Change)。簡単な parameterization と 低い分解能ならば、たくさんのシミュレーションができ、結果の診断もしやすい virtual laboratory にできる。簡単な parameterization による気候モデルは、今後も、現在だけでなく過去の地質時代の気候をexploreするためのpowerful toolsであるだろう。【Shackley 2001 ([別ブログ 2013-07-05の記事])が “Scientist C” の意見として伝えたのと同じ主張。】

• 国立天文台, 2020: 理科年表 2021 (令和3年 第94冊)。丸善出版, 1174 pp. ISBN 978-4-621-30560-7.

『理科年表』は毎年11月末ごろに次の年のものが発行される。

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]でそれぞれ変化したところについて書いてきた。

いつものように、暦の部に天体の見かけの位置の2021年の予測位置がしめされている。地学の部や気象の部の一部が最近(多くは2019年まで)の観測によって更新されている。気象の平年値の更新は2020年の観測値が出そろってからだから、つぎの「2022」の冊でおこなわれるはずだ。

目次を昨年と見くらべ(ただし書きぬきまではしていないので見落としがあるかもしれない)、「序」を読んで、改訂箇所を知る。

暦部は、今年はトピックがない。目次にはほかの変更は見あたらない。

天文部は、目次に見られる改訂は、トピック更新だけのようだ。トピックにはつぎの3つがある。

• 銀河の距離の改訂について
• 地球型系外惑星のための新装置稼働: … TESS と … IRD
• KAGRA観測開始

「序」を見ると、「銀河」「銀河団」を大幅に改訂しているとのことだ。とくに天体までの距離の数値に改訂があるので、トピックでも説明したのだそうだ。

気象部は、目次に変更がないようだ。

物理・化学部は、今年はトピックがない。
「序」によれば、「原子量」「安定同位体など」の数値を IUPAC 2019年勧告に基づいて改訂したそうだ。

地学部は、目次には実質変更がないもようだ(「おもな火成岩」の火山岩・深成岩が1項目になったが)。
「序」によれば「火山・地震関連を大幅改訂」したとある。
とくに「日本付近で起こった被害地震の年代表」を一から見なおしたとある。この表は、出典文献記載や凡例はほとんど変わっていないものの、表のあとに「2020年9月現在」とあり、内容を拾い読みしても、変更されているところがあちこちある。
しかし、そのほかの地震・火山関係の変更は一見ではわからない。火山については、前の2020年の冊で「日本のおもな火山」の全面的改訂があったがその冊の「序」ではふれられていなかったので、今回まとめてのべたのだろうと思う。

生物部は、生物分類表が、今年は、植物、藻類、菌類、原核生物、ウイルスのばんだ。「序」によれば、このうち菌類、原核生物、ウイルスの分類表が改訂された。表のあとの出典記載は著者と発表年だが、発表年がいずれも「2020」になっている。
「細胞・組織・器官」の節の目次には、「G₂/M/G₁期におけるサイクリンB-CDK1 (M期統御キナーゼ) とホスファターゼの活性の拮抗」という長い名まえの項目が追加されている。
「生理」の節の目次では、「呼吸」「オオムギのRQ」「光呼吸の大きさ」がなくなり、「クロロフィルの光吸収」が「クロロフィル類の吸収スペクトル」になり「その他の光合成色素類の吸収スペクトル」が追加されている。
トピックは「新興感染症」。

環境部のトピックは「サバクトビバッタの大発生」。
そのほか、目次に見られる変更は見あたらない。
内容をたまたま見たところだが、「物質循環」の節の「地球表層 (生物圏) におけるリンの循環」の出典に2018年の文献がつけくわわり数値がいくつか変わっていた。数値が幅をもつ表現になったのは学問的には誠実なことだと思うのだが、数字がこみいって読みにくくなったという気もしないでもない。

• John C. Mutter, 2020: Climate Change Science — A Primer for Sustainabile Development. New York: Columbia University Press, 194 pp. ISBN 978-0-231-19223-1 (paperback)

2020年の新刊、わたしは2020年11月に日本の洋書店の店頭で見て、同じ書店の通信販売で買った。

気候変化に関する自然科学の入門書だ。最後の第6章で人間社会の持続可能な発展につなげているが、それは総論だけであり、社会科学の本ではない。

予備知識が高校の物理ぐらいの人に10時間ぐらいで気候の科学を理解してもらう入門書としてはよさそうだ。ただし、あとでのべるように、数量の分布図が読みにくいという欠点があり、また、大気や海洋の循環の説明はあまりうまくないので、ネットなり他の本なりから材料をおぎなえる教員か先輩がついていないとつらいかもしれない。

第1章。まず気候と植生の関係から気候への短い導入がある。ケッペンの気候区分を簡略化してつかおうとしているのはよいのだが、サハラと日本南部などをいっしょにしてsubtropical zoneというまとめかたはまずい。

それから、世界平均地上気温が15℃であることを因果関係を追って、太陽が出す放射、太陽と地球との位置関係、地球の太陽放射反射率、温室効果の4段階で説明する。温室効果は、まず大気を1枚のガラス板のようなもので近似したモデルで説明し、それから、どのような分子がどのように赤外線と相互作用するのかの説明がある。ここはしっかりした教材だと思う。(わたしの授業でもだいたい同じ流れになる。)

第2章。まず世界の地表付近の風、気圧、降水量の分布を見せている。

それから、それがどのようなしくみでできているかの説明がある。まず海陸風の模式がでてくる。それから、大気大循環は、赤道で上昇して極で下降するものになるかという考えを示し、地球の自転があるのでちがってくるのだと述べる。コリオリ効果の説明はしっかりしている。大気大循環の説明で、ハドレー循環と同等にフェレル循環と極循環を強調してしまっているのはうまくないと思う。しかし熱帯について積雲の分布、温帯についてジェット気流を示しているのは適切だろう。モンスーンは季節による降水帯の南北移動を基本とし、それに海陸風と同様なしくみと、地形性上昇による降水のしくみがくわわるという説明になっている。それから、海洋の大循環の簡単な説明がある。また、仮想的な大陸上で(海との関係で) ケッペン流の気候がどう分布するかという模式図がしめされている(これを出すのは20世紀なかばの気候学者の直観を重視しすぎという気もするのだが)。

著者はColumbia大学のEarth InstituteでSustainable Developmentの教育を担当しているのだが、ウェブサイトで経歴について見ると、もとの専門は固体地球物理なのだ。この第2章を見たわたしは、著者の気象学・気候学・海洋学の知識は何十年もまえに学んだままになっていて、著者はそれでよいと思っているのだろうという印象をもった。(コリオリ効果や海陸風の原理に関するかぎりはそれでかまわないのだが、モンスーンなどについては教えるならば勉強しなおしてほしいと感じる。)

第3章。自然の原因による気候の変動・変化。

はじめのわりあい短い部分で、第四紀の氷期サイクルを、Milankovitchの理論をふまえて論じている。フィードバック一般と雪氷アルベドフィードバックの概念も導入される。

章の大部分は、天候の年々変動や十年規模変動の話で、エルニーニョ・南方振動(ENSO)に重点がある。Columbia大学にはENSOの予測とその応用を専門とするIRIがあって、著者はそことつきあいがあるらしい。北大西洋振動(NAO)や、太平洋十年規模振動(PDO)にもふれている。

第4章。人為起源の気候変化(地球温暖化)の、いわゆる予測。厳密な意味での予測でないので projection という人が多くなっているが、本書では prediction と言ってしまっている。排出量シナリオから順を追って説明している。ただしこの章の範囲では、気候は世界平均地表温度にしぼっている。

第5章。地球温暖化の各論。

まず海面変化。とくに、氷床がとけるとどのような海面変化がおきるか。また、海面が上昇すると人間社会に困難をもたらす地域の例。

つぎに、温暖化がすすむと熱帯低気圧はどうなるか(ちょっと複雑な話)、

すこしだけ社会がらみの話で、気温の年々変動が大きくなると予測される国々とGDPの低い国々との重なりが大きいという図(Sebastian Bathiany, Wageningen University)が出てくる。この重なっているところはおもに熱帯の国であることを本書の著者が指摘している。そして著者は、地球温暖化はとくに熱帯の国に困難をもたらすのだという。しかしわたしは、その結論はもっともだとしても、気温の年々変動の振幅は熱帯ではもともと小さいのだから、それが大きくなるほうに変化して社会に困難をもたらす可能性は、なくはないとはいえ、少ないだろうと思う。熱帯で重要になるのは気温ではなく、乾湿だろうと思う。

最後に commited warming という話がある。温室効果気体排出をやめたとしても、大気中の温室効果気体のたまりと、気候システムのエネルギーのたまりがあるので、気温上昇はまだ続く、ということだ。

本書の図のうち、メカニズムを説明する模式図は著者のオリジナルらしいものもあるが、大部分の図は、あちこちのウェブサイトで公開されているものを使っている。表現対象の選択はよいと思うのだが、ものごとの地理的分布を示した図の多くが、情報読み取り困難になっている。本書は白黒印刷で、グレーの階調は表現されてはいるのだが、原図では色で区別されていたにちがいないものごとが区別できないのだ。

ただし図2.3は、等値線間の区間を、印刷技術の「網版」と同様に、規則的に分布する点で構成された模様で塗り分けていて、その点では、白黒の出版物を出す人に見ならってほしい表現方法だ。しかしこの地図には、緯度経度がわからないという大きな欠点がある。大陸の形からみて緯線も経線も直線でない地図投影方法を使っているにちがいないのだが緯線も経線もひいてないのだ。(なお、この図の出典は、日本の気象庁の JRA-55 Atlas となっている。しかし本書に書いてあるURLは 2020-11-27 現在、存在しなくなっている。JRA-55 Atlasは https://jra.kishou.go.jp/JRA-55/atlas/ にあるが、そこで作れる図の表現方法は本書にあるものとちがっている。)

ちかごろ、研究論文雑誌はカラーの図をわりあい安く出せるところがふえてきたが、教材や知識普及の出版をするときには、著者と出版社のすくなくともどちらかが、白黒で読みやすく図をつくる技術を持っている必要があると思う。(たとえば、わたしは、地図上に数量の分布を示すのに、カラーならばGrADSでよいが、白黒の図がほしいときは網版のようなドットパタンを使えるGMTでつくりなおすことを考える。)

折りかえしのあとに くわしい目次をつける。
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