堤 之智 (2018) 気象学と気象予報の発達史

  • 之智 [ゆきとも], 2018: 気象学と気象予報の発達史。丸善出版, 330 pp. ISBN 978-4-621-30335-1.

2018年10月に出た本。A5判横書きのペーパーバック。題名のとおり、気象学と気象の予報が発達してきた歴史の本だ。著者は気象庁で研究と現業の両方にわたってつとめ、本書が出たときは気象研究所の研究部長のひとりだった。わたしは Cox 著『嵐の正体にせまった科学者たち[読書メモ]の訳者として知っていた。

わたしにとっては読むところがたくさんある本だが、とりあえず、気候モデルのところ(10-7節)を見て、(真鍋淑郎さんの名まえなどちょっとした誤植はあったが) わたしが知っていることが書いてある (その件でのわたしの知識を変更する必要がない) ことを確認しただけで、本を見うしなっていた。2021年3月に掘り出した。まだとおして読む時間がないが、書きぬいた目次を見なおして、どんな本なのかの概略のメモをつくっておく。

最近にいたる話題もあることはあるが、おもな話題は1970年ごろまでの気象学と気象事業の進展である。気象学のはじまりを、西洋近代科学 (とくに天文学・物理学) のはじまりと一体のものととらえる。したがってその前史としては、古代ギリシャや西洋中世の自然哲学のなかで気象をどうあつかってきたかを簡単にふれている。その後も西洋の話題が多いが、日本のことも、明治期の気象の観測と予報のはじまりを中心にあつかい、その前の江戸時代のうちにはじめられていた観測にもふれている。19世紀からしだいに発達してきた国際協力事業、とくに国際地球観測年(IGY)、世界気象監視 (WWW)についてものべている。GARP (Global Atmospheric Research Program) については実施当時の日本での定訳であった「地球大気開発計画」として紹介している。

気象のうちで、対流圏の、温帯(中緯度)の、水平スケール 千 km の桁 (気象学用語でいう「総観規模」) の現象についての、観測、力学的理論、予測に重点をおいている。成層圏の発見 (8-4-3節)、Hadley による熱帯の大気大循環の理論 (3-4-3節)やエルニーニョ・南方振動 (11-5-3節)、レーダーによる観測 (10-1-3節)の話題はあるが、そのさきの成層圏、熱帯、メソスケール (水平スケール 十~百 kmの桁)の話題はとぼしい。この本の分量を前提とすると、気象学の発達を論じるうえで本書が選択した題材は欠かせないと思うので、そのほかを省略したのはもっともだと思う。そこはこれからどなたかが書いてくださることを期待したい。

折りかえしのあとに くわしい目次をつける。

== 目次 ==
はじめに
目次
1. 古代ギリシャ自然哲学における気象学
– 1-1 古代ギリシャ人による自然哲学と気象
– – 1-1-1 古代ギリシャ人による気象の観察と考察
– – 1-1-2 アリストテレスによる宇宙像
– – 1-1-3 アリストテレスの『気象論』
– [コラム] ヒポクラテスの生気象
– 1-2 プトレマイオスによる天文学と占星学の始まり
– 1-3 キリスト教による自然哲学の否定
2. ルネサンスによる古代ギリシャ自然哲学のほころび
– 2-1 占星学と占星気象学の普及
– – 2-1-1 古代ギリシャ文献の流入
– – 2-1-2 古代ギリシャ哲学の復活
– – 2-1-3 占星気象学の普及
– 2-2 中世の技術の発展
– – 2-2-1 暦の問題
– – 2-2-2 惑星運動の予測
– – 2-2-3 印刷技術などの発達とその影響
– 2-3 アリストテレスの気象論などの古代ギリシャ自然哲学のほころび
– – 2-3-1 熱帯の横断と新世界
– – 2-3-2 彗星や新星の出現と古代ギリシャの宇宙観
3. 科学革命の中での気象学
– 3-1 近代天文学への転機と気象学との関連
– – 3-1-1 コペルニクスによる太陽中心説
– – 3-1-2 ティコ・ブラーエの占星気象学と天体観測
– – 3-1-3 占星気象学者ケプラーによるケプラーの法則の発見
– – 3-1-4 近代科学の父ガリレオ・ガリレイと風の考え方
– 3-2 科学的な考え方への転換
– – 3-2-1 フランシス・ベーコンの自然科学に対する考え方
– – 3-2-2 デカルトいよる機械論哲学
– – 3-2-3 デカルトの『気象学』
– – 3-2-4 ニュートン力学の誕生
– 3-3 学会の誕生と気象観測
– – 3-3-1 学会が生まれた背景
– – 3-3-2 ヨーロッパ大陸での学会
– – 3-3-3 イギリスの王立学会とフック
– – 3-3-4 医学や農業への気象データの利用
– – 3-3-5 気象を専門とする学会による気象観測網の誕生
– 3-4 地球規模での大気の流れへの関心
– – 3-4-1 広域で定常的に吹く風の発見
– – 3-4-2 ハレーによる貿易風の説明
– – 3-4-3 ハドレーによる大気循環の説明
– 3-5 ニュートン力学の大気への適用
– – 3-5-1 初期の風の力学理論
– – 3-5-2 ラプラスの潮汐方程式
– 3-6 総観気象学の夜明け前
– – 3-6-1 ウィリアム・ダンピア
– – 3-6-2 ベンジャミン・フランクリン
– – – 1) 嵐が移動することの発見
– – – 2) 雷の研究と避雷針の発明
– – – 3) 熱対流と竜巻に関する考察
– – – 4) 火山噴火と季節変動への洞察
– – 3-6-3 ヘンリー・ピディントン
4. 気象測定器などの発展
– 4-1 トリチェリによる真空の発見
– 4-2 気圧計の発達
– 4-3 温度計の発達とその目盛りの変遷
– 4-4 風力計・風速計
– [コラム] ビューフォート風力階級
– 4-5 さまざまな湿度測定の発達
– – 4-5-1 吸湿湿度計
– – 4-5-2 凝結湿度計
– – 4-5-3 乾湿計
– 4-6 雨量計
– 4-7 メテオログラフ (気象自動記録装置)
– 4-8 測高公式の発見
– 4-9 雲形の定義
5. 気候のための観測網の設立と力学の大気循環へ[の]適用
– 5-1 気候学の発展
– – 5-1-1 アレクサンダー・フォン・フンボルトについて
– – 5-1-2 気候図の発明
– 5-2 各国での組織的気象観測網の整備
– – 5-2-1 ベルギーとオランダの気象観測網の整備
– – 5-2-2 ロシアでの気象観測網の整備
– – 5-2-3 ドイツでの気象観測網の整備
– – 5-2-4 アメリカでの気象観測網の整備
– 5-3 地球規模での大気循環の解明への取り組み
– – 5-3-1 コリオリ力と地球規模の大気循環の理解
– – 5-3-2 大気循環の定式化
6. 嵐の解明と気象警報の始まり
– 6-1 嵐の解明
– – 6-1-1 初めての総観天気図
– – 6-1-2 風の法則の発見
– – 6-1-3 水蒸気に関する法則の発見
– – 6-1-4 気象学への熱力学の導入
– – 6-1-5 嵐の構造についての発見
– – 6-1-6 アメリカ暴風雨論争
– – 6-1-7 初めての精密な天気図
– – 6-1-8 異なる気流の接触という考え方の出現
– 6-2 電信の発明と各国での暴風警報体制の確立
– – 6-2-1 電信の発明
– – 6-2-2 ヘンリーによる電信を使った気象観測網の誕生
– – 6-2-3 ルヴェリエによるフランスでの天気図の発行
– – 6-2-4 フィッツロイによるイギリスでの暴風警報と天気予報
– – 6-2-5 アッベによるアメリカでの国家気象機関の設立
7. 近代日本での気象観測と暴風警報
– 7-1 江戸時代日本での気象観測
– – 7-1-1 江戸中期の気象と測定器
– – 7-1-2 日本での暦問題
– – 7-1-3 江戸後期の気象観測
– [コラム] 蚕当計の開発
– 7-2 明治政府による気象観測の開始
– 7-3 暴風警報に向けた体制の確立
– – 7-3-1 気象をめぐる当時の状況
– – 7-3-2 クニッピングと地理局への雇用
– – 7-3-3 暴風警報のための諸準備
– – 7-3-4 初めての天気図の作成
– 7-4 暴風警報と天気予報の発表
– – 7-4-1 初めての暴風警報
– – 7-4-2 天気予報の開始
– – 7-4-3 気象事業の安定のための組織の整理
– – 7-4-4 天気予報の伝達
8. 19世紀末の気象学の発展と気象予測の行き詰まり
– 8-1 気象熱力学の定式化
– – 8-1-1 気温減率の定式化の試み
– – 8-1-2 気温減率の完成
– – 8-1-3 フェーンの解明
– 8-2 低気圧の研究
– – 8-2-1 気象熱力学を使った低気圧モデルの発達
– – 8-2-2 力学による低気圧モデルの発達
– – 8-2-3 気圧分布と天候のパターン
– – 8-2-4 低気圧の上部構造の推定
– – 8-2-5 異なる気流の接触という考え方の復活
– 8-3 地球規模の大気循環研究のその後
– 8-4 高層大気の気象観測
– – 8-4-1 有人気球による大気観測
– – 8-4-2 気球による高層気象観測
– – 8-4-3 成層圏の発見
– [コラム] 成層圏オゾンの発見
– 8-5 ヘルムホルツの渦度とケルビンの循環定理
– 8-6 嵐のエネルギー源論争
– 8-7 傾向方程式とマルグレスの式
– 8-8 気象予測技術の行き詰まり
– – 8-8-1 気象学におけるベーコン主義の破綻
– – 8-8-2 当時の気象予測技術
– – 8-8-3 状況の打破に向けて
9. 気象予測の科学化と気象学のベルゲン学派
– 9-1 ヴィルヘルム・ビヤクネスによる気象学の改革
– – 9-1-1 ヴィルヘルム・ビヤクネスと物理学
– – 9-1-2 ビヤクネスの循環定理
– – 9-1-3 ビヤクネスの気象学への転向
– – 9-1-4 気象予測の科学化という目標
– – 9-1-5 航空の発展と気象学
– – 9-1-6 ライプチヒ学派の設立
– – 9-1-7 第一次世界大戦の気象学と収束線
– 9-2 ベルゲン学派の気象学
– – 9-2-1 ノルウェーの危機とヴィルヘルム・ビヤクネス
– – 9-2-2 前線の発見
– – 9-2-3 寒帯前線論
– – 9-2-4 ベルゲンへの留学生
– – 9-2-5 前線の閉塞と低気圧の一生
– – 9-2-6 気団解析の始まり
– – 9-2-7 降雨過程の解明
– – 9-2-8 ヴィルヘルム・ビヤクネスのその後
– [コラム] 気象学のウィーン学派
– 9-3 リチャードソンによる数値計算の試み
– – 9-3-1 予報工場という夢
– – 9-3-2 戦場下での数値計算
– – 9-3-3 失敗の原因
– 9-4 高層大気への関心
– – 9-4-1 日本の高層気象観測
– – 9-4-2 高層気象台でのジェット気流の発見
– – 9-4-3 世界でのラジオゾンデ観測の発達
– 9-5 高層の波と気象予測
– – 9-5-1 ロスビーとアメリカでの航空予報の開始
– – 9-5-2 ヤコブ・ビヤクネスによる高層大気の波の解析
– – 9-5-3 ロスビー波の定式化
– – 9-5-4 ロスビー波と天気予報
– 9-6 ロスビーの業績
– – 9-6-1 若い頃の経験
– – 9-6-2 さまざまな解析手法の開発
– – 9-6-3 組織の卓越した運営やその活性化能力
10. 数値予報と気象科学の発達
– 10-1 第二次世界大戦の気象学への影響
– – 10-1-1 戦争中の予報
– – 10-1-2 高層気象観測の拡大
– – 10-1-3 レーダーの気象学への利用
– 10-2 数値予報の試み
– – 10-2-1 気象計算の機械化
– – 10-2-2 電子計算機 (デジタルコンピュータ) の出現
– – 10-2-3 数値予報への胎動
– 10-3 傾圧不安定理論と準地衡風モデル
– – 10-3-1 ジュール・チャーニー
– – 10-3-2 傾圧不安定理論の確立
– – 10-3-3 数値予報の課題
– – 10-3-4 準地衡風近似とその利点
– 10-4 実験的な数値予測の成功
– – 10-4-1 当初の数値予測計画
– – 10-4-2 順圧モデルを使った初めての数値計算
– – 10-4-3 傾圧モデルによる数値計算の試み
– 10-5 数値予報の現業運用化
– – 10-5-1 現業運用化までの道のり
– – 10-5-2 現業運用での数値予報の開始
– – 10-5-3 現業予報のための数値モデルの改良
– – 10-5-4 客観解析手法の発展
– – 10-5-5 プリミティブモデルの採用と初期値化
– – 10-5-6 プリミティブモデルの発達
– 10-6 日本での数値予報の開始
– [コラム] 日本の気象学者の海外での活躍
– 10-7 気候科学の発展
– – 10-7-1 回転水槽 (洗い桶) 実験
– – 10-7-2 大循環モデルの発明
– – 10-7-3 気候モデルへの発展
– – 10-7-4 地球システムモデルと気候の将来予測
– 10-8 カオスの発見
11. 国際協力による気象学の発展
– 11-1 国際気象機関の設立
– 11-2 第1回国際極観測年 (1882~1883年)の開催
– 11-3 第2回国際極観測年 (1932~1933年)の開催
– 11-4 WMOの発足
– 11-5 国際地球観測年の開催
– – 11-5-1 IGYの準備
– – 11-5-2 IGYと南極観測
– – 11-5-3 エルニーニョと南方振動の発見
– 11-6 世界気象監視プログラム
– – 11-6-1 気象衛星の発達
– – 11-6-2 世界気象監視プログラムと地球大気開発計画
索引

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