• 中村 尚(ひさし), 2015: 「日本の四季」がなくなる日 — 連鎖する異常気象 (小学館新書 253)。小学館, 222 pp. ISBN 978-4-09-825253-4.

2015年10月の新刊。ここでいう異常気象には、大雨などの激しい現象も含むが、猛暑や渇水など、天候の年々変動のうちで極端な(過去数十年間の経験からはずれるような)事態をおもにさしている。そして、本書の話題の重点は、地球温暖化が進行するうちで、そういう異常気象がどう変わるか(について、専門家はどこまでわかっているか)だ。気候が変わるということは、何が平常で何が異常かが変わることでもある。この本の題名は、季節がなくなってしまうというような極端な印象を与えてしまうおそれがあり、出版社はもっとよく考えてほしかったと思うが、著者が言おうとしているのはそういうことではなく、春・夏・秋・冬それぞれの内容が、これまでの個人の経験あるいは文化として蓄積された多数世代の経験による平常の状態からずれてしまうことをさしている。本書の話題は「日本の」気候がどう変わるかに重点が置かれている。【実はわたしも地球温暖化に関する本を書く予定ながらなかなか進まないでいるのだが、わたしのほうは日本を特別にとりあげず世界の気候変化を論じるつもりなので、違いが出せそうだ。】

日本の気候とその中での「異常気象」がどうなるのかという問いに直接答えているのが第3・4章で、第1・2章はその準備、第5・6章で答えを出した方法の説明と、そのほか関連する話をしている。

第1章では、気象・気候の基本的キーワードを説明している。【何を先に提示するかの順序が、わたしにとって納得のいくものと違うところがあるのだけれど、納得のいく順序を考えるだけで書きだせないよりは、ともかく書いてしまうべきなのだと思う。】

気候の「変化」と「変動」という用語の意味づけは人や場面によって違うのだが、本書の著者は、climate changeは「気候変化」とすべきで、「気候変動に関する政府間パネル」「気候変動枠組条約」は固有名だから使うが、まずい訳だと言っている。一方的に変わってしまうのは「変化」なのだ。ただし、この使いわけはどういう時間範囲を視野に入れるかに依存し、ここでは100年くらいを想定している。【わたしも同様な用語の感覚をもっている。ただし場合によって、あえて両者を区別しないこともある。】

ここでは「温暖化」は、人間活動起源の温室効果気体増加という強制作用によって数十年から百年の時間規模で起こる気候変化をさす。気候には、このような強制作用がなくても起こる「自然変動」もある。そして(上記のように「変化」と「変動」を分けようとするとかえってわかりにくくなるが) 現実の気候の変化・変動は「温暖化」と「自然変動」の両方が加わったものなのだ。

第2章では、気象学の概念をわりあい体系的に出している。エネルギー収支、大気大循環、偏西風とその蛇行、モンスーン、エルニーニョ、NAO (北大西洋振動)など。

用語と概念の件なのでここでふれておくが、第3章のコラムによれば、著者は「小笠原高気圧」と「太平洋高気圧」を区別する。下層だけ見ていると小笠原高気圧は太平洋高気圧の一部に見えるが、太平洋高気圧は背が低く、小笠原高気圧は背が高いものだ、と言っている。【わたしの記憶によれば他のだれかが「小笠原では下層の太平洋高気圧と上層のチベット高気圧が重なっている」と言っていた。事実認識は大きく違わないのだが、小笠原の下層と上層の高気圧を一体とみなすか別々とみなすかのとらえかたが違うのだと思う。】

第3章・第4章では、温暖化ともに日本の気候はどうなるかを述べる。見出しが「?」で終わっているものが多いが、その大部分は、著者を含む専門家の研究の結果として、「温暖化が進むと、(疑問符なしの)その文に書かれていることが起こりやすくなる」と予想されているのだ。予想のおもな根拠は第5章で説明されているシミュレーションであり、さらに理論的説明もある場合もある。しかし、予想は絶対確実というわけではない。

第3章にはいろいろな季節現象や「異常気象」の変化の話があるが、ここではひとつだけ紹介する。温暖化すると梅雨が長びく、つまり、つゆ明けが遅くなると予想されている。梅雨が真夏(盛夏)に向かう中間段階だと考え、温暖化をすなおにとらえると、つゆ明けは早まると考える人が多いだろう。しかし、10年ほど前に、梅雨のシミュレーションをかなり現実的にできるようになって、温暖化のシミュレーションをやってみたら、つゆ明けは遅くなる傾向が見られた。わたしのこれまでの理解は、シミュレーションするとそうなるが因果関係はまだわからない、というものだった。本書によれば、今では二とおりの因果関係が指摘されている。第一は「温暖化によって対流圏上層のチベット高気圧が弱まる」ことだそうだ。第二は次のようなものだ。第2章で「PJパターン」という現象が紹介されている。夏に、フィリピン海と日本付近とで、積雲(鉛直にのびる雲)の活発さが逆相関になるのだ。そして、温暖化が進むと、熱帯の積雲活動は全般的には活発になるのだが、場所による不均一も強まり、フィリピン海ではむしろ不活発になる傾向がある。するとPJパターンをつくるしくみによって、日本では積雲が出やすくなる、という因果関係が考えられている。根掘り葉掘りの「どうして?」には答えきれていないが、10年ほど前よりはだいぶ理解が進んだと思う。

第4章はとくに冬の気候がどう変わるか。

• 温暖化するといっても雪がふりうる温度範囲であれば、むしろ水蒸気の供給がふえて大雪が起きやすくなりそうだ。
• 冬にも現在の春のように強い温帯低気圧ができやすくなる。【それによって南よりの風が吹くことを本書では「『春一番』が1月に吹く」と表現しているが、実際そう呼ばれるかどうかはそのときの日本社会の判断しだいだろう。】
• (たとえ上記のようにいくらか積雪量がふえたとしても)雪どけの時期は早まるだろう。これは水資源に影響する。とくに、田植えの用水を雪どけ水に頼っているところでは、その時期に得られる水が減ることへの適応を考える必要がある。

第5章の前半では、第3・4章で述べたような結果を得るのに使われた気候モデルとはどんなものか、それをどのように使ったのかの説明がある。とくに「アンサンブル予報」の説明は、天気予報関係のやや専門的な本には出ているが、多くの読者にとって新しい知識だろう。

第5章の後半には次のような話題がある。

• 今の温暖化と氷期などとの時間スケールの違い。
• 2000年代に世界平均の気温の上昇がにぶっていること。これは「ハイエイタス」と呼ばれている(語源の説明はない)。これはおもに自然変動で説明される。また、1950-70年代にも気温の停滞(あるいはやや下降)があった。(5章ではないがあとがきではこれを前回の「ハイエイタス」だと言っている。) これはおもに人為起源(大気汚染による)エアロゾルが太陽放射の反射をふやしていたことで説明される。
• オゾンホール。温暖化と基本的には別の現象だが関連はある。
• 北極圏の気候変化。全球平均よりも急な変化が見られる。海氷の減少はグローバルの温暖化に正のフィードバックとなる。

第6章には次のような話題がある。

• 気候変化の理解には、国際協力が重要。気候モデルによるシミュレーションを条件をそろえて行なったCMIPもそのひとつ。
• 将来の気候変化の不確かさの大きな部分は、温室効果気体排出量の不確かさであり、それは今後の世界各国の政策に依存する。
• 人間社会が温暖化に適応する(温暖化の悪影響を減らす)ことが重要だ。
• 個別の異常気象事件の原因のどれだけが温暖化によるかを決めることはむずかしい。(その研究の試みはあるが、本書ではふれていない。)

また第2章のコラムで「データレスキュー」の意義の紹介がある。過去に気象の観測が行なわれて記録が残っていても、忘れられていたり、保存が確実でなかったりする。それを役立てるには、資料を見つけ、意味を確認し、計算機に入力し、品質をチェックするなどの活動が必要なのだ。この件も、気象学会や地理学会の出版物では知られてきたが、一般向きの出版物では新しい話題かもしれない。

[2015-11-06補足] あとがきでふれられている、高薮 縁(ゆかり)氏を代表とする(著者も参加した)プロジェクトによる一般向けパンフレット『暑いだけじゃない 地球温暖化 2 — 世界の気候モデルが予測する東アジアと日本の雨』は、高薮氏のサイトに[PDFファイル]がある。

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• 深井 有, 2015: 地球はもう温暖化していない — 科学と政治の大転換へ (平凡社新書 791)。平凡社, 247 pp. ISBN 978-4-582-85791-7.

2015年10月の新刊。2011年に出た中公新書『気候変動とエネルギー問題』[読書メモ]の続編のようなもので、一部材料を再利用しているそうだが、あわせて読んでほしいとも言っている。

第1章を見ると、論調は前の本と同様で、温暖化がすでにおきていることと、温暖化の原因がCO2であることとを否定しようとする議論を含んでいる。「日本の常識は世界の非常識」というが、情報源を見ると wattsupwiththat.com などのブログによっていることが多い。そのような場の議論に漬かっていると、温暖化否定論が世界の常識であるような気分になるのだろう。第1章では、そういうところの、気分は似ているが矛盾したものも含んでいる議論を、そのまま紹介しているようだ。

ところが、第2章を見ると、今の著者は、二酸化炭素の放射強制力を否定しているわけではない。2.4節の図2-11のところで、Christensen & Lassenの1991年の論文で見られた太陽黒点数の変動周期の長さと気温(11年平均)との関係が、1980年以後にデータを延長すると合わなくなることを認めたうえで、2.5節でそれはCO2の放射強制で温度が上がっているのだと言っている。また付録2で、C. D. Keeling氏と真鍋淑郎氏の仕事を肯定的に紹介している。(ただし、当時の気候の科学は今と違って政治化していなかったので、彼らはすなおに科学を追求できたのだ、とも言っている。) 第1章に紹介された論者ならば、こういう主張さえ否定するのではないだろうか?

しかし、深井氏は、地球の気候のCO2に対する感度は低いと考えている。その理由として、まず、第1章で、水蒸気による正のフィードバックが否定されたと述べている。根拠はまずPaltridgeほか(2009, Theoretical & Applied Climatology)の論文([Paltridgeの著書の読書ノート]参照)だが、これにはDesslerほか(2010, Journal of Geophysical Research)が反論した。それに対して温暖化懐疑論者のブログ(joannenova.com.au)の2010年の記事を持ち出している。また、Lottほか(2013, Journal of Geophysical Research – Atmospheres)やVonder Haarほか(2012, Geophysical Research Letters)の新しい研究も正のフィードバックを否定しているというのだが、論文をよく読んでみないと理屈がわからない。(後者をちょっと見た限りでは、新しい人工衛星観測によるデータで数年間の年々変動を見ているようなので、十年以上の時間スケールの気候変化にとっての水蒸気と気温との関係がそれと同じである必然性はないと思った。) また雲についても、LindzenのIris説は仮説としてはおもしろいが観測事実に合わないということになったはずだが、Mauritsen & Stevens (2015, Nature Geoscience)の研究で復活したという。これもよく読まないと判断できない。

CO2に対する気候感度が低い根拠としては、もうひとつ(2.5節)、著者自身がかかわった「深井 有、杉本 秀彦、宮原 ひろ子 2015」の研究で、CO2倍増に対する定常応答の形で示すならば0.93度という結果が得られているそうだ。まだ「未発表」なので、文章が公開されてからデータや方法を検討してみないとわたしとしては判断できない。本書での紹介を読む限りでは、過去160年について気温とCO2濃度のデータを「気温変化は15年遅れ」だとして時間をずらして対応させて見たそうだ。しかし、実際に温度変化が放射強制に対して遅れる理由は海洋による熱のためこみであり、出力の時系列は入力の時系列の時間をずらしたものではなくそれを時間で積分したものに近くなるはずだ。もしこの研究が、時間積分の考え抜きで時系列どうしの相関の強さから因果関係の強さを推定しているのならば、方法が不適切だと思う。

著者は、気候変化の原因としては太陽活動が重要だとする。そのうちでも、Svensmarkの説を支持する。2011年の本では、硫酸エーロゾル粒子が1 nmから50 nmまで成長することの説明が弱点だったのだが、本書では、Svensmarkほか(2013, Physics Letters A)の論文にガンマ線をあてたら硫酸粒子が水蒸気を吸着して50 nm以上に成長したという実験結果があるそうで、因果関係はつながりそうだという論調になっている。ただし、実験のガンマ線が現実の宇宙線とだいぶ違うことは承知で、したがって、この粒子成長はまだ「残された問題」扱いになっている。

「深井ほか 2015 未発表」の研究では、気温データと、宇宙線との相関も見ている。宇宙線のデータは、1951年から中性子測定、その前は氷床コアのベリリウム10に基づく。そこから宇宙線に対する気候システムの感度を求めている。仮にさきほどのCO2に対する感度が小さいという理屈を認めれば、1700年ごろのMaunder極小期よりは軽い1800年ごろのDalton極小期なみの太陽活動低下でも、宇宙線による寒冷化がCO2による温暖化に勝つという結果になるそうだ。

そして、図2-18で、太陽黒点数の時系列を、最近のcycle 22, 23, 24を、18-19世紀のcycle 3, 4, 5, 6と対比しながら示している。現在はcycle 24の途中だ。グラフで、cycle 22, 23に比べて24が弱いのと、3, 4に比べて5が弱いのがよく似ている。そこで、今は、cycle 5, 6からなるDalton極小期に似た状態の始まりだという、類推に基づく議論をしている。

なお、わたしは、太陽が気候に影響をおよぼす中間項としてエーロゾル粒子、しかも硫酸を主成分とする粒子を考えるならば、火山起源、人為(大気汚染)起源、あるいは生物(藻類)起源の物質からできた硫酸エーロゾルを考慮したうえで、そのいずれに比べても宇宙線によってできる粒子が(少なくとも同程度に)重要だと言う必要があると思うのだが、本書にはそのような議論がまったくない。

第3章では、温暖化に関する科学は「政治化された」という議論をしている。わたしから見ても、温暖化が政治課題となり、それに関する科学研究も政策を意識するようになった、というのはほんとうだ。また、マスメディアや教育の場での話題のたてかたが、科学的議論が幅をもつうちの一方に偏っているというような不満はわたしも感じる。しかし、専門家で温暖化の影響が重大と考える人が政治に向けて発言する義務を感じるのも当然だと思う。政治化した課題だからといって、関連する科学をまとめて信頼しないのではなく、個別の主張をよりわけて見る必要があると思う。

第4章では、温暖化の対策について、「守りに徹すべし」と言っている。「アメリカもヨーロッパもCO2排出削減に本気でない。日本だけ本気になったら損だ。」という論法だ。確かに、おそらくどの国でも、政府の地球環境担当者の言うことに比べて、政府全体の実際の政策が化石燃料脱却に消極的だ、ということはあるだろう。本書は、そういう政策決定者のうちでも排出削減を実質的にサボタージュしたい人に根拠らしく見えるものを与えてしまう。著者は「自分は政治化していない」というだろうが、そういう向きに政治化していると思う。しかし、本書は、これから太陽活動が弱まって寒冷化に働くという印象を与えてはいるが、その根拠は、黒点変化の時系列が1800年ごろと似ていることからの類推にすぎず、予測として信頼できるものではない。

また、著者は、CO2排出削減は必要ないとするものの、化石燃料への依存(そして日本国としては化石燃料産出国への依存)を減らすことは有意義だと考えている。その手段のうちでも(2011年の本に引き続いて)、バイオ燃料とくに藻類の利用が有望だと考えている。藻類利用ばかりに賭けるべきではないと思うが、研究をする価値があるというのはもっともだと思う。ただし、それを「大気中のCO2からエネルギーを作り出すことを考えよう」という形で持ち出すのはとても変だ。藻類の光合成を利用するならば、エネルギー源は太陽光(廃熱を運び出すための水の流れあるいは温度差も必要だがそれも太陽エネルギーに由来する環境のエネルギーの利用だろう)であって、CO2は燃料の原料物質、あるいはエネルギーを保持する媒体の材料物質というべきだ。

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• Joanna D. Haigh & Peter Cargill, 2015: The Sun’s Influence on the Climate (Princeton Primers in Climate). Princeton University Press, 207 pp. ISBN 978-0-691-15384-1 (pbk.)

プリンストン大学出版の気候科学入門シリーズの1冊。2015年7月に同じシリーズのMarshall (2012) の雪氷圏の本の[読書メモ]を書いたときに新刊に気づいて注文したが、読むのは10月になった。装丁は同じシリーズの本と同様なペーパーバックだが、表紙の色が、これまでのこのシリーズの本は緑または青系統だったのと違って、オレンジ色だ。

著者はいずれもイギリスの人で、Haigh氏は大気物理、Cargill氏は統計数学が専門らしい。わたしはたしか2001年の国際学会の太陽と気候の関係のセッションでHaigh氏の発表を聞いたおぼえがある。

本書は、太陽と、地球の気候システムのそれぞれについての基本的理解から始めて、太陽が気候に影響をおよぼすしくみについての複数の考えを紹介している。

結論的なものとしては、太陽の変動は確かに気候に影響を与えているのだが、今後百年ほどの全地球規模の気候変化の展望に限れば、太陽が過去数百年(Galileoの時代以来)に経験した程度に変動しても、その影響は人為的二酸化炭素増加の影響よりは小さいだろう、という見通しを述べている。ただしその理屈には確実でないところがあり、二酸化炭素よりも太陽が大事だという信念を持っている人を説得できるほどではないだろう。

なお、著者は、全世界平均の変化は大きくなくても、地域別の気候には大きな変化がありうるとする。紫外線による大気の加熱にしても、海面の加熱にしても、あるいは雲を介するプロセスにしても、影響は大気の力学によって広域におよびうる。その場合には、低気圧と高気圧、高温のところと低温のところができ、平均の変化は大きくないが場所ごとの変化は大きいかもしれないのだ。ただし、本書でのその話は、太陽の状態が活発だと地球上のどこが暑くなるというふうに具体的にはならない。今の学問状況で、明確な答えが出ていないのだと思う。さらに研究すれば答えられるのかもしれないが、原因がわずかに違えば遠方の応答は逆符号にさえなるような、応用数学でいうカオス的な状況(天気予報が何日先までできるかの話と詳しく言うと別だが根は同じ)で、将来も答えるのはむずかしいのかもしれない。ともかく、この因果関係について考えられていることをしっかり説明しようとすると、大気の力学、とくにプラネタリー波の伝播の理解が必要で、大学の学部上級の授業教材を想定したと思われる本書の範囲では扱いきれないと判断されたと思う。

ともかく本の順序を追って見てみよう。

第1章は序論で、おもに今の研究に至る前の歴史をたどる。

太陽の変動に関してはながらく黒点が注目されてきた。昔から肉眼での観察があるにはあったが断片的だった。17世紀初め、Galileoたちによって望遠鏡による観察がされてから関心が継続した。18世紀には黒点数の変化が認められ、Herschelは1801年の著作で太陽変動が気象を介して小麦の値段などの社会現象に影響を及ぼしていることを示唆した。19世紀なかばには黒点が約11年周期で変動していることをSchwabeが指摘し、Wolfが定量的に示した。(またGaussたちによって地磁気の変動にも太陽の変動に伴う部分があることが知られた。) そこで、黒点と気象そのほかの現象の周期変動との相関をさぐる研究がさかんになった。しかし1870年代終わりには関係は単純でないという認識に至った。

太陽が出す電磁波のエネルギーは「太陽定数」と呼ばれる量で代表された(最近、英語ではTotal Solar Irradianceを略したTSIへの言いかえが進んでいる)。これは厳密には定数ではないが、実際どのくらい変動するかについて、20世紀の初め以来Smithsonian天文台のAbbottが中心になって観測研究をしたが、地上での観測からの推定で誤差が大きく、変化のシグナルがわからなかった。1970年代から人工衛星観測が始まり【10年ほどたってから】TSIは黒点と同位相で変化していることがわかった。

太陽の変動によって、惑星間磁場が変動し、地球に到達する銀河宇宙線の量が変わり、14Cや10Beの核種の生成量が変わる。1970年代、Eddyが過去数百年の14Cと黒点とを関連づけ、気候との関係も示唆した。

第2章は地球の気候システムの概説。

まず、大気成分、雲、気温(おもに対流圏・成層圏などの鉛直構造)、風、大気による熱輸送、地上気圧分布、海洋の基本的構造について述べる。

次に、変動のモードの話がある。熱帯の大気・海洋の変動はENSOで代表させている。高緯度の大気の変動として、北半球についてはNAO, PNA, AO, NAMを(違う部分に注目したものだとしながらも)一連の現象とみなし、南半球にも類似のSAMがあるとする。熱帯成層圏の変動であるQBOにもふれている。

それから、気候モデル(大循環モデルと単純なモデル)はどんなものかを述べている。

第3章は太陽に関する基本的なこと。

太陽の質量などの基本的な数値に続いて、太陽が出す放射の波長別のエネルギーのスペクトルが示されている。TSIの最近の観測(SORCEプロジェクト)に基づく最善の推定値は1361 W/m²だ。

太陽は、核(core)、放射層、対流層、光球という球殻型構造をもつ。放射層は成層が安定で対流が起こりにくいところだ。

太陽は磁場をもつ。そのしくみは流体ダイナモにちがいないが、詳しいことはまだ解明されていない。

光球にみられる黒点と白斑(faculae、明るいところ)では磁場も複雑に変形している。黒点は磁場が対流をさまたげているところである。

コロナ、太陽風、フレア、コロナ質量放出、太陽が出す高エネルギー粒子(電子など)についても概略を述べている。

第4章は地球に達する太陽放射について。

まず、地球に届く太陽放射の緯度・季節分布。幾何学的に決まるが、万年の時間規模では地球の軌道要素の変化に伴って変化する。

次に話はいったん0次元(全地球平均)になって、放射平衡温度、それと実際の地上気温の違いが温室効果によるという話がある。そして、「気候感度」を、放射強制によって気温がどれだけ変わるかという意味でとらえる。こうとらえれば、強制の原因が太陽放射の変化であっても温室効果の変化であっても感度は大差ないだろうと考えられている。二酸化炭素倍増への定常応答が1.5-4.5 Kと見積もられており、その放射強制が4 W/m²なので、ここの意味での気候感度は 「0.04-1.13 K W^-1 m²」になると書いているが、この0.04は0.4のまちがいだろう。

大気は、太陽放射の一部分を吸収し、一部分を散乱する。(その内容も重要なところだが、大気放射の教材と重なるので、紹介を省略する。)

太陽放射の紫外線は大気中の光化学を通じてオゾン量を変動させる。また、太陽からくる高エネルギーの電子・陽子は、成層圏の窒素・酸素分子を電離させたり解離させたりする。太陽活動が強いと、紫外線が強いことはオゾンをふやすほうに働くが、高エネルギー粒子による大気分子の解離は、NOをふやし、オゾン破壊を進めるほうに働く。

太陽放射は対流圏のOHラジカルなどの大気成分の化学反応にも関与する。

第5章は太陽の変動について。

黒点は約11年の周期で変動していることがわかっており、solar cycleといえばふつうこのことである。黒点周期に伴ってTSIも変動するが、1979年以後の観測による変動幅は±1 W/m²程度だ。黒点数の多いときTSIが大きいのは、黒点の多いときには白斑も多くそちらのほうがTSIに大きくきくからだ。

黒点周期に伴って、太陽からの紫外線、X線はTSIよりもはげしく変動する(黒点が多いときに多い)。太陽風(太陽からの陽子などの荷電粒子の流れ)や地磁気も変動する。地球に達する銀河宇宙線は黒点が多いときのほうが少なくなり、そこで14Cや10Beがつくられる量も少なくなる。

過去には、17世紀後半のMaunder極小期と呼ばれる時期のように連続して黒点が少なかった時期があるが、その時期を含む過去のTSIの推定はむずかしく、研究者によって違った量の変動が推定されている。

なお、「今、太陽はMaunder極小期なみの状態に近づいている」という説をとなえる人がいるが、著者のまわりの専門家はそうなる可能性は低いと見ている。(一例として「その確率は5%」と述べたものがあるそうだ。その根拠は紹介されていないが、専門家としての総合判断にちがいない。)

第6章は、太陽の変動が地上の気候におよぼす影響。

まず1万年の期間の千年規模の変動。Bondほかの2001年の論文から図を引用している。最近1万年あまりの完新世のうちでも、北大西洋の堆積物中の氷山によって運ばれたと考えられる鉱物(気候の指標)と、氷コア中の10Beの供給量(太陽の指標)が、千年の時間規模で同期して振動していることが示されている。(わたしの主観的印象としては、このグラフは対応がよすぎる気がする。10Beの年あたりの供給量を得るのに10Be濃度の測定値のほかに年降雪量が必要なはずで、その見積もりの不確かさから、10Beのデータにも気候が反映されてしまってないだろうか?)

次に百年または千年の期間の数十年規模の変動。気候モデルを使って、観測または復元推定された全球または北半球の地上気温の時系列変化への、太陽、火山エーロゾル、人為温室効果気体、人為エーロゾル、土地利用変化の要因の寄与の分析(attribution)をした研究例を2つ紹介している。

Maunder極小期のTSIが現代より少なかった量は、1～3 W/m²と見積もられている。(6という値を出した研究もあるのだが例外的とみなせそうだ。) これを放射強制に換算すると0.17～0.50 W/m²となり、気候感度を仮に 0.8 K W^-1 m²で代表させると、気温を0.13～0.4 K下げる効果があったことになる。太陽の気候への影響を、放射のエネルギー変化が全地球平均の気温に及ぼす効果にしぼって考えると、Maunder極小期と今との違いでも、21世紀に進行している人為的温室効果強化に比べて、小さいのだ。

ここまでは世界平均の気候の変化の話だが、著者は、地域の気候にはもっと大きな変化があらわれうると言う。しかしその議論は充分詳しくはない。

まず極地方の場合と言いながら、太陽活動がNAOに影響する可能性を論じている。ここの議論はよくわからないが、次の章で述べている成層圏からの因果関係ならばありそうだと思う。(わたしは、極地方に注目するならばNAOよりもAOあるいはNAMという観点のほうがよいのではないかと思う。ただし、過去にさかのぼると観測が大西洋に偏るのでNAOの情報のほうが得られやすいという事情もあるかもしれない。)

熱帯については、太陽放射による海の表面加熱が変わることがENSOに影響する可能性を論じている。わたしの記憶違いでなければHaigh氏が2001年に発表していたのはこの主題の研究だった。しかしきれいな関係は見られていない。海のエネルギー収支を変えるさまざまな要因のうちで太陽変動の影響を取り出すのはむずかしいのだと思う。

第7章は、太陽変動が地球の大気におよぼす影響。

太陽の紫外線の相対変動は、TSIの相対変動よりもずっと大きい。(そして本書によれば、SORCEの観測で、紫外線の変動は従来の見積もりよりも大きいことがわかったのだそうだ。)　紫外線は成層圏のオゾンに吸収されてその場の加熱となる。成層圏の加熱の(南北・鉛直)分布が変われば、温度分布、平均の風の分布も変わる。それによって大気の力学、とくにプラネタリー波と呼ばれる波の伝わりかたが変わり、成層圏だけでなく対流圏の気圧や温度の分布に影響を及ぼしうるのだ。「なんらかの影響がある」ということならばこれは確かな知見と言えるが、具体的にどこにどんな影響があるかはなかなか言えない。そこで本書のこの部分の記述はわかりにくいものになっていると思う。本書よりはGrayほか(2010)のレビュー論文(Haigh氏も共著者)のほうがこの論点についてはしっかり書いていたと思う。また、本書で参照されたこれと別の文献の共著者でもある小寺邦彦(もと気象研究所)、黒田友二(気象研究所)両氏の著作も参考になると思う。

これと別に、銀河宇宙線が、空気分子を電離させることが、雲に影響するという因果関係が提唱されている。こうまとめると共通だが、違う理屈が含まれている。ひとつはイオンが雲粒の形成に影響するという考え、もうひとつは空気の電離が地球をめぐる電流を変動させ雷を伴う雲の活動を変えるというものだ。

第6,7章をまとめて、太陽から地球の気候への因果関係は次のように整理される。

• TSIから
  • 全地球平均のエネルギー収支。1 W/m²で0.1K程度。
  • ENSOなどの地域コントラストに影響? (未解明)
• 紫外線から、成層圏の加熱→大気力学→{極渦、熱帯大循環など}
• 太陽由来の高エネルギー粒子から、大気成分(オゾンなど)に影響
• 銀河宇宙線から (上に述べた2つの道筋)

第8章は「宇宙天気」の話。

これは地上の天気とは直接関係なく、地球周辺の磁場や電離層の変化のことだ。これには明らかに太陽活動の影響が現われる。これが、人工衛星や高いところをとぶ飛行機の機械と人の安全、電波による通信、送電網の安全などにかかわるので、常時監視の対象になり始めた。本書で参照されている「Kamide & Chian 2007」の本の編者でもある上出洋介氏が2011年に出した一般向け解説書『太陽と地球のふしぎな関係』[読書メモ]もこの話題を扱っている。

第9章はまとめ。

第7章でふれたattribution研究の結果、19世紀なかばから20世紀なかばまでの平均温度上昇の10%が太陽起源とされる。(20世紀後半の温度上昇への太陽の寄与は小さいとされる。)

「太陽が温暖化を遅らせてくれる」と期待する人がいるが、著者はそれはあてにならないという。まず、太陽活動が弱まるかどうかは予測困難である。太陽活動の主要な変動モードは約11年周期であり、数年弱くても次の数年にはまた強まる可能性のほうが高いだろう。また太陽が弱いことは温室効果強化を単純に打ち消すのでなく、水循環を変えるので水不足が生じる地域もあるかもしれない。(太陽放射反射を人工的にふやす構想に関連して行なわれた、「太陽定数」を減らした気候モデル実験の結果を参照している。)

「付録」として、「気候記録から太陽に由来するシグナルを抽出する」研究手法の紹介がある。周期性に注目するものとしないものがあるが、いずれにしてもほとんどが統計的方法だ。ただし、「指紋法」と呼ばれるものは物理的気候モデルも使い、モデルに強制を与えて得られた応答のパタンと、観測のパタンの類似性を見るものだ。

文献

• L. J. Gray, J. Beer, M. Geller, J. D. Haigh, M. Lockwood, K. Matthes, U. Cubasch, D. Fleitmann, G. Harrison, L. Hood, J. Luterbacher, G. A. Meehl, D. Shindell, B. van Geel, W. White, 2010: Solar influences on climate. Reviews of Geophysics, 48, RG4001, doi:10.1029/2009RG000282.

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• 楊 煜達 (Yang Yuda), 2006: 清代雲南季風気候与天気災害研究 (上海市社会科学博士文庫)。上海: 復旦大学出版社, 462 pp. ISBN 7-309-05281-1. [ここでは中国語の文字を日本語で使われる漢字で代用して示した。]

Wood (2014) Tamboraの本[読書メモ]で、1815年のタンボラ噴火の影響と思われる中国雲南省の冷夏について読んだあとで、この件に関する文献を持っているのにまだ読んでいなかったことに気づいた。2008年、北京の(気象庁に対応する)中国国家気象局の構内で開かれた会議に参加したおりに、同じ構内にある気象出版社の店で買ったのだ。

わかちがきがないのがつらいが、漢字なので、(そして、わたしは、簡体字にも慣れており、現代中国語の初歩を習って助辞に使われやすい字も知っているので)、拾い読みで、気象などの科学の話題ならば内容がわかる。しかし、社会現象の記述はわたしにはよくわからない。

わたしには今後もこれをきちんと読む時間をとれるかどうかわからないので、拾い読みした段階でメモを書いておく。

本書は上海の復旦大学の博士論文を出版したものだ。著者は雲南で育った人で、雲南大学で歴史学を勉強したあと、2002年から復旦大学の歴史地理研究所の博士研究生(日本流に言えば博士課程の大学院生だろう)になった。Google Scholarで検索してみると(2015-10-28現在)、2014年の論文でも所属は「復旦大学 歴史地理研究中心」となっている。博士課程と同じところの研究職か教員になったらしい。

本文は178ページまでで、本の厚さの半分以上は「付録」となっている。付録には各年の気候指標の階級をどの資料のどんな記述に基づいて決めたかが書かれている。

本文第1章には、この分野の学問状況の展望と、著者がした作業(とくに、データベースを作ったこと)の概略説明がある。

第2章では、過去の気候を知る根拠となる資料が説明されている。この研究ではおもに「雨雪分寸」という形の気象記録を使った。雪は積雪深だが、雨は土にしみこんだ深さで現代の機器観測と対応がつけにくい。しかしともかく定量的な情報がある。ただし、中国の政治的中心に近い地方では毎日の記録があるが、雲南では、月ごとにまとめて報告されたもので、必ずしも全部の日の情報があるわけではない。

第3章から第5章で、各年の気候指標の値を得た手順と結果の概略を述べている。対象期間は1711年から1911年だ。ただし冬の気温は、1721年から1900年で、そのうち1856年以後は乏しい情報から推定したものだ。指標は次のものがある。

• 雲南の雨季(実際の雨)の開始日付(5日きざみ) … 3章、付録1
• 昆明の雨季(5-10月)の降水(階級) … 4章、付録2
• 雲南の乾季(11-4月)の降水(階級) … 5章、付録4
• 昆明地区の冬の気温(降水が雪になる割合に基づく) (階級) … 5章、付録3

観測値のある現代についても同様な指標値を決めており、それを使えば階級から数量を推定することもできそうだが、現代に昔と同じ記述態度の記録が続いているわけではないので要注意だ。数量に読みかえて使おうとするならば、今わたしがしているような拾い読みではなく、著者の思考をていねいに追って検討する必要があるだろう。

第6章で、1815-17年の気象災害を論じている。従来の地方災害歴史で「旱災」とされていることがあるが、調べてみるとこの期間の降水量が少ないわけではない(降水日数は多い)。夏の低温があきらかで、1816年にとくに強かった。(残念ながら夏の気温については長期の時系列の内での位置づけはできていないが)。これはタンボラ山の噴火の影響だという考えとつじつまがあう。

ただし、タンボラに関する情報源としては、Jihong Cole-Dai, Ellen Mosley-Thompson, 秦大河(Qin Dahe)の共著で1999年に科学通報に出た、南極氷コアの研究の話があげられているだけだ。ほかに英語圏からの情報として、Al GoreのEarth in Balanceの中国語版と、Willie Soonが2003年に雑誌に書いた英語の記事があげられているが、いずれも専門的なものではない。著者は、現地歴史資料を詳しく調べることで時間がいっぱいだったのだろうが、中国以外の研究動向を追いかけることはできなかったようだ。なお、Soonの記事をきっかけに、火山だけでなく太陽活動の影響もありそうだという考えを章の結論の補足的に述べている。

第7章では、1905-07年の気象災害を述べている。大まかに言えば、雲南省東半分くらいの地域で、3年続いて、夏にかんばつ、秋に大雨があったようだ。

第8章はまとめ。(論点はいくつもあるが、わたしが重要と思った点を拾った)
雲南の農業は、品種選択や灌漑などによって、気候に適応している。
しかし、春の少雨、年を通じての少雨、夏・秋の低温に対して脆弱性がある。
(雨季開始の早い遅いと、雨季全体の雨量とは、明確な相関が見られず、別々の要因と考える必要がある。)
1815-17年や1905-07年には、天候災害が社会に大きな影響を与えた。

折り返しのあとに目次をつける。中国語のまま、文字を日本語で使われる漢字に置きかえ、わたしの判断でわかちがきをして示した。(「的」は日本語ならば「の」、ただし「対…的」は次に出てくる名詞があらわす作業の対象を示す定型表現、「和」と「与」は「と」にあたる。)
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• 中川 毅(たけし), 2015: 時を刻む湖 — 7万枚の地層に挑んだ科学者たち (岩波科学ライブラリー 242)。岩波書店, 122 pp. ISBN 978-4-00-029642-7.

2012年、「日本の湖が年代目盛りの標準になった」という話が、科学ニュースにしては大きく報道された。日本の科学が世界に貢献したという印象で伝わったかもしれない。ただし、この研究プロジェクトの代表者だった中川氏の当時の所属はイギリスのNewcastle大学であり(その後2014年に立命館大学に移った)、日本の人も加わっているものの、おもにイギリスとドイツで働く人の共同研究だった。(プロジェクトのウェブサイト www.suigetsu.org があるが、今は更新は止まっているようだ。)

環境変遷を考えるには、複数のところでとられた過去の環境証拠を、年代をそろえて見ることが必要になる。地球の歴史の中では新しい最近数万年の自然物(考古遺物を含む)の年代を決めるのによく使われるのは、炭素の放射性同位体 14C だ。ただし、14C原子核は一定の半減期で崩壊していくが、 生成量が一定とは限らない。そこで、いったん生成量を一定と仮定して計算した年代値を、別の標準に基づいて較正する必要がある。標準としては年の数をかぞえられるような記録がよい。木の年輪の記録をつなぎあわせることによって、1万年あまり(本書によれば、12550年前まで)さかのぼることができるが、それ以上さかのぼれる材料はなかなかない。湖やほぼ閉じた湾の堆積物の柱状サンプル(コア)の断面の縞模様が1年に1回の変化を反映しているならば、それで年をかぞえられそうだ。そういう縞模様をスウェーデン語に由来する英語でvarve、日本語では年縞(ねんこう、安田喜憲氏が使いはじめた用語)という。福井県の三方五湖のうちの水月湖は世界にもまれな条件のよい年縞が残されていて、中川氏たちの仕事によって、年輪が使える時期よりも前、約5万年前までの14C年代較正標準の最重要の材料を提供することができたのだ。

本書は、水月湖の年縞による14C年代較正標準ができるまでの研究活動を、当事者のひとりの立場からふりかえって語ったものだ。安田氏も、卒業研究の指導を安田氏から受けた著者も、堆積物から古環境(古気候)の変遷を知りたかった。しかし、その中間段階として必要な年代目盛りが大仕事になった。本書の話題は年代目盛りにしぼられている。

その課題へのとりくみは大きく2段階に分かれる。第1段階の主役は、当時国際日本文化センター(日文研)の安田氏の研究室の助手であった北川浩之氏(現在は名古屋大学教授)だ。北川氏は、1993年に掘られたコアから、すぐれた成果を得たのだが、年代較正の世界標準とされるのに充分な精度とは認められなかった。

第2段階の中心が中川氏だ。2004年にNewcastleに着任したときには、水月湖の堆積物を使って古環境復元推定をする予定だった。しかし年代目盛りの精度が問題だった。そこで、2006年に、コアサンプルを切れ目なくとるところからやりなおし、まず年代目盛りをしっかりさせる研究プロジェクトを始めたのだ。

解くべき問題に注目して見ると、これは同じ課題に対するとりくみの2つの段階に見える。しかし仕事の進めかたはかなり違うと思う。

第1段階の北川氏の仕事は、安田氏のイニシアチブで掘られたコアの解析の一環であったし、14C測定の設備を使わせてもらうためにオランダのGroningen大学と組んでもいるので、共同研究の性格はもちろんある。しかし、基本的には、同位体分析のスペシャリストである(博士課程での業績は年輪の安定同位体による古気候復元推定である)北川氏自身がていねいな(しかし細部にこだわりすぎない)作業をして成果を出したのであり、個人研究に近い性格の仕事だったと思う。

第2段階のプロジェクトは、14C測定はOxford大学、顕微鏡観察で層を数えることはドイツのPotsdam地質学研究所、蛍光X線で層を数えることはウェールズのAberystwyth大学の専門家が担当している。年長の教授・研究室長級の人の理解を得て、その指導下の有能な大学院生やpost-doctoral研究員に働いてもらう必要があった。それができたのはひとつには中川氏に、熱意とともに、まとめ役としての能力が高かったのだと思う。もうひとつには、14C年代決定に関係した研究者のコミュニティが、精度のよい標準をもつことの重要性を共有していて、相互に仕事を奨励するふんいきがあるのだろうと思う。論文は結果が決定的になってからまとめて出すことにし、しかも、層の勘定は複数の作業を並行させてどちらかが最終結果に残らないかもしれないことを承知でかかってもらっている。その条件で働いてもらうのは、研究者各人の業績評価を頻繁に求められるような体制だったらむずかしかったと思う。(今の日本の学術研究評価体制でできるか、とても心配だ)。

なお、解くべき問題のとらえかたも、昔と比べて少し変わったようだ。層の数をかぞえるとき、昔ならば、完全な正確さを達成できなくても、正確に近づくことを理想のように考えがちだった。中川氏のプロジェクトでは、2つの方法でかぞえた結果をつきあわせて検討することはあるが、それでも1年ぶんか2年ぶんか不確かなところは無理に解答をしぼらず、結果には誤差の定量的評価を添えて報告した。そして、他の情報と組み合わせて(ベイズ型統計手法で)、総合的な誤差を減らすことを考えた。

今後は、古環境復元推定の仕事が進むことを期待したい。安田氏は、日文研という職場への期待にこたえたせいもあると思うが、環境と文明の関連に関する思弁に向かいがちだ。中川氏は、安田氏を尊敬しながらも、自然科学としての環境変遷の解明にまとをしぼっているように見える。今後、年代をそろえて比較可能な多地点の環境変遷の記録がそろってきたとき、環境と文明の関連についても、もっと証拠に基づいた議論ができるようになると期待する。

• 川端 裕人, 2015: 天空の約束。集英社, 266 pp. ISBN 978-4-08-771580-4.

2015年9月の新刊。著者がネット上で広報していた。わたしは小説はふだん読まないが、『雲の王』[読書メモ]と同じ世界のできごとをえがいた小説だというので、出版後すぐ買って読んだ。

本のまんなかの3分の1程度をしめる「分教場の子ら、空を奏でる」という章は、「岬の丘の分教場から」という題で、『小説すばる』2014年5月号に出たものだ。この章は、雑誌に出たときに著者のブログで紹介されていた。それからしばらくしてわたしが読もうと思ったときには雑誌が売り切れていて、図書館に行って読んだ。

この短編は、明らかに『二十四の瞳』のモチーフを借りている。ただし、固有名は違うし、おそらく著者は著作権を侵害しないように注意していると思う。それでも関連は明らかなので、『二十四の瞳』の愛読者のうちには、怒る人もいるかもしれない。わたしの感覚は、なつかしさが中心だが、翻案の発想に感心したり苦笑したり、というところだ。著作権とは別の意味で、名作は人々の共有財産であり、「表現」でなく「アイディア」が再利用されるのは、むしろ名作の価値を高めるのだと思う。

そのモチーフには、日本のいなかの風景に加えて、第二次大戦中の世相がある。その上に、『雲の王』で回想として語られた戦時中の話題につながる話が乗る。なお、(『二十四の瞳』にない)怪異譚的なところもあるが、小説の設定である超能力を別とすれば、実は怪異ではなかったという解釈がされている。

今回の単行本では、「分教場」の章の前に、にわかには関連がわからない話を置いて、現在(2015年前後らしい)につなげ、しだいに関連を示していく。

戦争に利用された超能力者たちは、その後、目立たないように生きてきた。ただしそのうちには、いざというときのために超能力の知識を保ってきた人もいた。その人の子孫が、他の超能力者を呼び集めようとしはじめた。「時代が超能力を必要としている」という考えがあるようだ。その理由は地球環境問題に関係するらしいが、この一冊の範囲では具体的にならない。「他の超能力者」たちが、自分が超能力者であることや、過去に超能力者集団に起こったことを認識していく過程がえがかれているのだが、それが作者がえがきたかったことなのだろうか? 続編の構想があって、この一冊はその伏線なのだろうか?

気象学のキーワードは使われているが、『雲の王』に比べれば、気象学そのものの活躍は少ないと感じられ、その意味ではわたしはちょっと残念だった。

気象学の話題としては、「微気候」(人体に接した空気の状態なので、むしろ「生気候」というべきか?)が出てくる。そして、建物の中の気候を快適にし、しかもエネルギー資源を浪費しないような技術を普及させたい、と考えている人が出てくる。その内容(現実世界で可能な技術であっても、フィクションなりにデフォルメされたものであっても)が具体的に述べられると(わたしにとっては)おもしろいのだが、大筋だけで終わってしまうので、ものたりない。続編の構想があるのならば、ここを発展させてほしいと思う。

SF的要素としては、『雲の王』でも出てきた超能力が、この本の「現在」の話で、ヒトの知覚能力の変異で説明できる可能性があることが示唆される。現実世界ではたぶん起こりそうもない変異ではあるが、知られた科学の法則と矛盾するものではないのだ。『雲の王』の話の解釈も、これを前提とするとしないとでは少し違ってくるかもしれない。

しかし、この本の「現在」にも、怪異的なできごとも起きる。やはりこれはファンタジーの世界で、科学的解釈を求めてはいけないのだろうか。あるいは、現実世界でも起こりうる怪異でない現象なのだが、変異した知覚能力をもった人の認知による記述なのでこうなった、というような、合理的説明ができるのだが、まだ伏せられているのだろうか。

• Gillen D’Arcy Wood, 2014: Tambora — The Eruption that Changed the World. Princeton NJ USA: Princeton University Press, 293 pp. ISBN 978-0-691-15054-3.

【2015年夏は、読書はしていたのだが、読書ブログを更新する意欲を失っていた。そのうちに、ウェブサイトのプロバイダがブログで使っているソフトウェアの旧版をもう維持しないというので、新版に移る必要が生じた。その引っ越しが無事できたようなので、記事を書くことも再開しようと思う。】

TamboraはインドネシアのSumbawa島にある火山で、1815年4月10日に大きな噴火をした。それが世界の天候(climateだがこの文脈ではこの用語が適切だろう)に、ひいては人間社会に大きな影響を与えたと言われている。本書はそれを論じたものだ。

【2014年4月、プリンストン大学出版から気候科学関係の本を注文したついでに、出版者のウェブサイトの新刊案内を見たらこれがあったのでついでに注文した。しかし「積んどく」になっていた。2015年10月、いわゆる気候工学(ジオエンジニアリング)の提案のうちの太陽光の反射をふやすために成層圏にエーロゾルを入れる構想について議論をしているうちに、火山噴火の気候への影響についての知識を更新しておく必要を感じたので、読むことにした。】

著者は、外カバーの巻末側の見返しで、次のように紹介されている。

Gillen D’Arcy Wood is professor of English of the University of Illinois, Urbana-Champaign, where he directs the Sustainability Studies Initiative in the Humanities. He has written extensively on the cultural and environmental history of the nineteenth century.

専門は19世紀の環境史・文化史だそうだ。アメリカの大学で「英語の教授」というのはおそらく大学教育の基本としての読み書き能力のトレーニングを職務に含んでいるのだと思うが、Mary ShelleyのFrankensteinやByronの詩などの文学作品をとりあげて創作の背景を論評することも本業のうちのようだ。

自然科学者としては、歴史や文学の人が自然科学の知見をどう受け止めているか気になるのだが、幸い、大気科学に関する誤解はあまり見当たらない。著者は大気科学科のセミナーに出席することもあるそうで、専門家の表現にもなじんでいるようだ。ただし、議論の本筋にとって重要ではないのだが、わたしの職業がら気になったことはあるので、書きとめておく。

• 第4章、82ページに「a northerly poleward flow of tropical air through Bengal」とある。別ブログ記事「西風は東向きの流れ」で述べたように、気象学者の習慣によればnortherlyは北からの流れ、polewardは極に向かう流れであって、ここは北半球なので両者は反対になる。著者は少なくともどちらかの語を気象学者の習慣と違う意味で使っている。
• 第1章、22ページの1815年4月10-11日のできごとの記述の中で、「Driven west by the beginning monsoon, Tambora’s ash cloud consumed Sumbawa and Lombok before descending on Bali, …」とある。Tambora山は南緯8度にあり、熱帯のうちでも赤道域といえる。赤道域で「モンスーン」という表現が何をさすかはむずかしい。地上と(対流圏内でも)上空とは風向が違いうる。ひとまず地上の風向で考えると、1-3月なら南半球の、5-8月ならば北半球の夏のモンスーンで西風がはいりやすいが、4月は西風がはいりにくい。事実として火山灰は西側のLombok, さらにBaliに流されたのだが、西風のはいる季節だったら東に流れたかもしれない、と考えれば、「季節によって風向が変わる」という意味でのモンスーンの影響が見えたとは言える。しかし、その中を細分すると、(「モンスーンの始まり」というのは変で) 南北どちらのモンスーンもない時期だったからこうなったと言える。

著者は、火山灰などの岩石質の火山噴出物も地域の(Tamboraの場合ならば現在のインドネシア一国程度の)天候には影響を与えるものの、全地球規模の天候に影響を与えるのは成層圏に達したエーロゾルであり、そのおもな成分は硫酸である、という、大気科学の知識をふまえている。Robock (2000)のレビュー論文や、Robockのチームがグリーンランドや南極の氷コアのデータから過去の火山噴火で出た硫酸の量を評価したデータ(Gao et al., 2006)を参考文献にあげている。ただ、必ずしも科学者共通認識になっていないRobockの持論を信頼しすぎかもしれないと思うところもある。

ここまではよいのだが、最後まで読んでみると、本書の論調は「Tamboraの噴火が人間社会の歴史を大きく変えた」という仮説を定説のように述べてしまっていて、無理があると思う。なんらかの因果関係があるだろうという指摘ならばもっともなのだが、さまざまな要因のうちでこれが重大だという論証はされていないのだ。著者はこの要因が重大だと信じこんでしまったのだろうか、本という作品の印象を強めるために意図的にそういう論調をとったのだろうか?

わりあい確かなことは、噴火がおきた1815年から1817年ごろまで、そのうちでもとくに噴火の翌年の1816年の北半球の夏に、世界のあちこちで天候が異常な(その前の数十年の変動幅からはみ出す)状態になり、そのうちいくつもの地域で、農業の不作による食料不足が起き、人々の生活を苦しくしたことだ。

因果関係がそう単純でないことの第一は、火山噴火がこの異常天候の原因と言えるかどうかだ。熱帯で大きな噴火があると、全世界の成層圏に硫酸エーロゾルが広がり、地表に達する太陽放射のエネルギーが減るので、全世界的に気候が寒冷なほうに偏る、ということならば、大気科学の知見としてほぼ確立したと言えるだろう。しかし、1816年夏に、ヨーロッパ、北アメリカ東部、中国雲南などでは激しい冷夏が起きたが、北極海は逆に温暖だった。(本書で論じられていない)日本ではとくに異常な夏ではなかった。【[2015-10-26補足] 冬ならば、1816年1月に琉球に雪がふったという記録があるが。】 成層圏にエーロゾルがはいったことをきっかけに、大気の力学によって、気圧の谷・峰のできかたが変わり、雲ができやすい場所も変わったにちがいない。しかし、気圧配置や雲の変化のうちどれだけが火山起源のエーロゾルの影響かを決めることは、1991年のPinatubo噴火のようにエーロゾル量が機器観測されている場合でさえむずかしく、証拠の少ない昔の噴火についてはもっとむずかしい。

第二は、異常天候の帰結として、食料不足と、文学作品に異常天候(エーロゾルによる空の色の変化と、社会の苦しい状況も含む)の反映が見られることをあげるところまではよいと思うが、著者はさらに、感染症の世界的流行、社会制度や国際的勢力関係の変化、気候に関する科学の発展などにも、Tambora噴火からつながる因果連鎖を認めようとする。因果関係がないとするのもむずかしいのだが、歴史には多数の要因が同時に働いていてこれもそのひとつと見るのが妥当だろうと、わたしは思う。

ここから各論について見ていく。第1章は噴火そのものとそれがローカルにもたらした災害について述べている。1815年当時、インドネシアはイギリス占領下にあった。司令官のRafflesは自然・文化の資料をそれまでのオランダ東インド会社よりも積極的に集めた。Sumbawa島はさまざまな民族の王国(のようなもの)に分かれていた。Tambora噴火でTambora王国は滅びたが、Sanggar王は生き残り、その体験談を、Raffles政府が8月に派遣したLieutenantのOwen Phillipsが記録した。(1883年のKrakatau噴火の規模はTamboraよりも小さいのだが、電報がある時代なので世界に話題が広がった。Tamboraの噴火はあまり知られず、ヨーロッパなどの異常天候と関連づけられたのは20世紀後半以後だった。)

第2章では、世界の噴火の歴史の中にTambora噴火の大きさを位置づける。Robockたちの氷コアのデータによれば、最近千年のうちで、Tamboraは1258年の場所不明の噴火(本書ではこう扱われているが、Lavigneほか(2013)によれば、1257年、Sumbawa島の西隣のLombok島のRinjani火山群のSamalas山だという)とならんで最大規模だ。さらに、1809年この約半分の規模の場所不明の噴火があった。これを合わせて、1810年代は成層圏エーロゾルの多い状態が続いた。Tambora噴火以前から寒冷な天候が続いていてもおかしくないのだ。

ここから1815年から数年間の地域別の話になる。ヨーロッパの話は第3, 7, 8章にある。第3章ではShelleyたちが滞在していたスイスを中心に、ヨーロッパ全体の状況。1816年の夏のヨーロッパは、低温、日照不足、多雨(ただし北ヨーロッパは少雨)だった。穀物の不作によってききんが起き、とくにスイスで深刻だった。Shelleyたちは豊かな階級なので直接の食料不足にはならないですんだが、飢餓に苦しむ民衆を見ていたことがFrankensteinの背景にある。ロシアは不作をまぬかれた。中央・西ヨーロッパも、ロシアからの輸入で全面的飢餓は避けられた。

第8章はアイルランドの状況。アイルランドのジャガイモのカビ害によるききんとしては1845-49年のものが有名だが、1816-18年にもあったのだ(記録は乏しいが)。1816年に続いて1817年も(ややましだったが)雨の多い冷夏で、弱っていた人々は病気にかかりやすかった。貧しい人は食料を求めて衣服を売った。少ない毛布に頼ったことでシラミによるチフスが広まりやすかった。農村から都市に人が流れた。地元の聖職者や医者は救済に働いた。しかし当時はイギリスの植民地状態であり、イギリスの豊かな市民はアイルランドの庶民を同じ人間扱いしなかった。政治家は公衆衛生や失業対策の政策をとりはじめたが、まだ強制力がなく、1840年代に深刻なききんをくりかえすことになった。

第7章の場所はふたたびスイスおよびフランスのモンブラン周辺だが、氷河に関する科学の発達につながる話。過去に「氷河時代」があったという考えは、1830年代にAgassizによって広まるのだが、その前の歴史があるのだ。1816年の夏、スイスでは、低温、多降水で、なだれも多く、氷河の前進が「1日で1フィート」「1年で100フィート」のような規模で進んだ。1818年の春、川が氷河によってせきとめられ、それがこわれるとき爆発的洪水が起きるおそれがあった。Valais州の土木技師Venetzが指揮して氷にトンネルを掘り、決壊の規模を小さくした。この仕事にかかわった猟師Perraudinが、過去に巨大な氷河があったという説をとなえた。Venetzはこの考えを進め、否定的だったCharpentierに認めさせるに至った。【この話はおもしろいが、氷河せきとめ湖は異常天候がなくてもできうる。氷の収支が偏った場合のほうができやすいだろうが、氷河の前進でも後退でもよいだろう。】

北アメリカの話は第9章にある。1816-18年の夏、アメリカ合衆国東部では冷夏で、不作だった。とくに1816年の夏は寒く、6月にNew York州で雪あらしがあって子どもが遭難した話が紹介されている。しかし、アパラチア山脈よりも西では、異常低温ではなく、作物はとれた。それで東部もききんには至らなかった。西部(今の中西部)が栄え、農民をひきつけた。

ところが、1818年、ヨーロッパの天候が回復し、アメリカの穀物は、輸出需要が減って、在庫過剰になった。西部の土地バブルがはじけた。そこで1819-22年のアメリカは経済不況、そのうちでも1819-20年は恐慌(Panic)と言われる状況になった。大統領にもなったJeffersonも農場主として借金に苦しんだ。(その後、アメリカは、貨幣制度も、農業も、運輸も発展して、頑健な国になった。)

なお、1816-18年に気象業務の制度化が進んだ。他方、(人口のうちの農民の比率が下がったことなどが理由と考えられるが)民衆の間の天気へのawarenessはしぼんでしまった。

わたしはFleming (1998)のHistorical Perspectives on Climate Change [読書メモ]で出会っていたのだが、当時のアメリカ人には「農業開拓で気候がよくなる」という考えがあり、それを代表するのがJeffersonだった。本書によれば、まずフランスのBuffonが文明の気候決定論を述べ、ヨーロッパは温度が高いので豊かだが、アメリカは気候がよくないので生物も人間も不活発だと主張した。Jeffersonはそれに反対の考えを持っていた。両者が対面して議論した結果がどうなったかは直接残っていないらしいが、開拓によって気候がよくなるという理屈で同意できたのかもしれない。

開拓によって気候がよくなるという信念は、1816年の東部の低温ですぐに否定されたわけではないが、1820年代ごろ、しだいにすたれた。しかし、今もアメリカには(もはや開拓とは関係ないのだが)気候に関する楽観論をいだいている人が多い。

第5章では中国の雲南の状況が扱われている。1815年は清の嘉慶20年。雲南は中華帝国支配に新しくはいったところで、農地の開拓や多毛作化が進み、人口が1750年の3百万人から1820年の2千万人に急増したところだった。1815-17年の夏には、低温・日照不足・北風で米がほとんどとれなかった。(なお前年の1814年はかんばつだった。) 中国には(当時の西洋と違って)公的穀物備蓄の制度があり、小規模な不作には対応できたが、1815-17年の不作には対応できなかった。(部分的に市場経済化が進んでいてそのぶんは備蓄できていなかったせいもある。) 飢える民衆の状況を 李 於陽 (Li Yuyang)という人が詩にしている。【この詩人の名まえの漢字は、ローマ字「Li Yuyang」や漢字「雲南」などを組み合わせてウェブ検索したら、本書の話題を紹介したNew York Timesの記事(Broad, 2015)の中国語版が見つかったのでわかった。ちなみに本書の著者は「伍徳博士」とされている。】

このききんがなんとかおさまった1820年代、雲南では、アヘンの生産が増加し、清朝は統制しようとしたができなかった(地方官僚が従わなかった)。市場経済が発達し、農民は現金になる作物をつくることにせまられた結果だった。(並行して、イギリスとの「アヘン戦争」につながる事態も進んだのだが。) 約1世紀後にインドシナ半島にケシ栽培を広めたのは雲南からの移住者だった。【この件も、ききんがなければ事情が変わっていたかもしれないとは言えるものの、基本的には国内経済体制および国際関係の変化であって、噴火と関係づけて論じるのは無理があると思う。】

第4章はインドの状況。これまでに述べた地域の異常天候は「冷夏」が基本だったが、ここではそうではなく「モンスーンが弱い」というのが基本らしい。インドの多くの地域(中部や西海岸など)では、6月から8月または9月ごろまで、西風が吹き、雨季となる。雨季になる前に、陸面の温度が上がる。海陸の温度差によって、大気下層では海から陸に向かう風がふき、陸上に雨をもたらす。そこで、成層圏エーロゾルによって地表に達する太陽放射が弱められていれば、雨季の前に陸面の温度があがらず、モンスーン循環が発達せず、雨季の雨が少ないという因果関係はありそうだ。ただし、雨季になってしまうと、地表に向かう太陽放射は雲にさえぎられるし、地面は湿って温度があがりくくなるので、海陸の温度差による循環が継続するわけではない。エーロゾルとモンスーンの因果関係は確かにありそうではあるが単純ではないのだ。

本書だけではインドでどんな異常天候が起きたかの全体像がわからない。気象業務の制度化がまだ進んでいなかったので、観測データそのものが少ないとは思うが、気象学や気候学の立場で整理した文献はあるようなので、わたしとしてはそれをさがして見る必要がありそうだ。本書を見る限りで明らかなのは、1816年の夏のモンスーンが「なかった」、つまり雨季であるはずの時期の雨が非常に少なかったことだ。ただし、ベンガル地方で9月に大雨があったという。雨季の終わりの時期であり、またベンガル地方の天候年々変動が他の地方と違うのはよくあることだが、これを含めるとインドのこの年の雨季の雨量は少なかったとは簡単に言えないかもしれない。ともかく1816年のインドの米は不作だった。また、噴火からまもない1815年4月下旬にマドラス地方で異常低温が出たということだが、これは世界に広がる前のまだ岩石片などを含んだ濃い噴煙が通ったのだろう。それから1817年の春にベンガル地方で乾季なのに雨が多かったというのだが、これは噴火と因果関係がもしあるとしても追いかけるのは困難だと思う。

さて本書第4章の話題の中心は感染症 コレラだ。コレラは1830年代にインドから世界に広まった(本書によれば、1829年にロシア、1830-31年に西ヨーロッパ、1832年に北アメリカに広がった)。そして1884年に病原菌がつきとめられるまで、おそろしい病気だった。著者はインドで1817年にコレラが流行したことに注目する。これはJames Jamesonが1820年に出した本に記録されているが、Jamesonはコレラの原因を気候に求める説をとっていた。その後、原因を下水に求める説が有力になり、さらにコレラ菌が発見され、気候説はすたれた。19世紀からコレラの流行が大規模になったのは、近代化が進み、大都市に人口が集中したことや、人の長距離移動が多くなったことも要因にちがいない。しかし、著者は、病原体の存在を前提としたうえで、気候要因も考えるべきだという意見をもつ。コレラ菌の同類はインドでの環境にはありふれているのだが、その多くは病原性が強くはない。菌の変異で病原性の強い個体群ができ、それがふえたのは、わりあい新しいできごとらしい。コレラ菌の生態の検討から、病原性の強い個体群は、土地の乾湿の変化が激しいときにふえやすい、という説があるそうだ(Mercedes PascualやRita Colwellの名まえがあげられている)。1816-17年のベンガルで、弱いモンスーンでまず激しく乾燥し、大雨で水没する、というような変化が、それを促進したのではないか、と著者は論じる。【仮説形成としてはおもしろいが、論証可能かどうか疑問だ。著者は「コレラはclimate change diseaseだ」とまでいうのだが、天候・気候の時間規模がさまざまな変化が区別なしに認識されていると思う。】

第6章は北極海の話。ここではTambora噴火がもたらしたと思われる1816-17年の異常天候は寒冷ではなく、温暖だった。それまでの経験で海氷に覆われていた海域に氷がなく、船が通ることができたのだ。(ただし、相対的に低緯度のカナダのハドソン湾では寒冷だった。) これ自体は、鯨がとれなかったということはあるものの、人間社会にとって望ましいほうへの変化だった。しかし、間接的にまずいことがあった。海があいた状態が長期続くだろうと期待したJohn Barrow提督をはじめとするイギリス海軍が積極的に探検隊を出したところ、1818年以後にはまた氷が広がって航行困難になり、そのうちJohn Franklinの隊は【1847年のことだが】全滅に至ってしまったのだ。【北極圏の自然科学に関心のあるわたしは、Barrowをアラスカの地名として知っていたが、それがどんな人にちなんだものかはここで初めて知った。】

文献

• William J. Broad (著), 董 楠 (譯) (2015): 200年前，那場火山爆發改變了世界. 紐約時報中文網, http://cn.nytstyle.com/living/20150902/t02summer/zh-hant/ (英文2015-08-25、中文2015-09-02).
• Chaochao Gao, Alan Robock and Caspar Ammann, 2008: Volcanic forcing of climate over the past 1500 years: An improved ice core –based index for climate models. Journal of Geophysical Research, 113: D23111. 数値データは http://climate.envsci.rutgers.edu/IVI2/ から公開されている。
• F. Lavigne et al., 2013: Source of the great A.D. 1257 mystery eruption unveiled, Samalas volcano, Rinjani Volcanic Complex, Indonesia. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 110: 16742 – 16747.
• Alan Robock, 2000: Volcanic eruptions and climate. Reviews of Geophysics, 38: 191-219.

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