• 稲津 將 [まさる], 2022: 気象学の教科書 (気象ブックス 047)。成山堂書店, 203 pp. ISBN 978-4-425-55461-4.

【読書ブログの更新が2か月以上とどこおってしまった。このところ、きちんと読みおえた本があまりないのだが、このブログには、目次をチェックしたぐらいの段階でも、メモを出していくことにする。】

本書は2022年2月末の新刊、A5判横書きのペーパーバック。「気象ブックス」というシリーズは、ながらく四六判縦書きのペーパーバックで読みものの本を出してきているが、藤部 文昭 (2014) 『統計からみた気象の世界』 [読書メモ] からA5判になった。内容も、そのころから、気象について勉強したい人のための教材という性格がいくらか強まったと思う。そして本書は題名のとおり、気象学の入門教科書である。

7つの章からなる。

第1章は「光」。太陽光だけでなく地表面や大気自体が出す赤外線をふくむ放射の伝達。

第2章は「水」。大気中の水蒸気、水の相変化、雲粒の形成と降水。

第3章は「熱」と題されていて、熱力学の話もいくらかあるのだが、おもに鉛直の乾燥対流・湿潤対流 (水の相変化をふくむ対流) に対する成層の安定性のはなし。

第4章は「風」。おもに、天気図でみることができる規模の風と「地衡風」という理屈について。すこし、海陸風の話題、風による物質輸送(移流・拡散)の話題。

第5章は「渦」。温帯低気圧、熱帯低気圧、ハドレー循環などをふくむ。

第6章は「対流」。第3章で出てきた対流の話題は鉛直に空気が入れかわることだけだったが、どのような形で空気が入れかわっているのか。それに雲がどのようにともなうか。ベナール型対流、積雲対流、「スーパーセル」や「線状降水帯」の話題もふくむ。

第7章は「予報」。(いまの日本での) 天気予報はどのような作業によってだされているか、だされた情報をどのように見るのがよいか。すこし、気候変化についてもふれている。

約200ページでこれだけの題材をカバーするのはたいしたものだと思う。

数式をつかって議論をすすめるわけではないが、数式をさけた本でもない。数式をすこしだけふくんだ本だ。専門外むけの入門教育のためにはもっともな判断だと思う。

しかし、最小限としてえらばれただろう数式を、わたしからみると、残念なところがある。物理量どうしの関係をあらわす式で、物理量を、文字変数として表現するかわりに、数値を書きこんでしまったところがある。数値と単位をあわせて物理量になっていればよいのだが、数値だけで単位が書かれていないことがある。たとえば、4ページの(1.5)式にある「5.67×10^-8」は、ステファン・ボルツマンの定数をSI単位であらわした数値なのだが、無次元ではないので、「W m^-2 K^-4」という単位を書かないと等式としてはただしくない。「物理量の単位はつねに SI単位とする」と約束すれば省略しても数値はあうが、気象学のデータを入れていくときには hPa や ℃ などをさけられないのでこの約束どおりにはいかないのだ。

また、これは批判ではないのだが、専門でいえば気象力学に属する話題が出てくるのにもかかわらず、運動方程式を正面からあつかっていない。第3章で静水圧平衡、第4章で地衡風平衡をあつかっているが、いずれも、「運動方程式で加速度の項が無視できるばあい」といういいかたではなく、はじめから力のつりあいとして導入している。このページ数でこれだけの材料をあつかうのには、このような導入のしかたが適切なのかもしれない。それぞれのつりあいがどのような条件で有効なのかを理解するためには、運動方程式にたちもどって項の大きさを評価するべきだが、それはもうすこし専門的な教科書 (巻末の「本書の先に」にあげられているうちでは田中の本と小倉の本) で勉強することをすすめるべきなのだろう。

巻末の「本書の先に」にあげられた、もうすこし専門的な教科書を、ここにも紹介しておく。

• 浅野 正二, 2010: 大気放射学の基礎 [読書メモ]
• 水野 量, 2000: 雲と雨の気象学 [読書メモ]
• 田中 博, 2017: 地球大気の科学 [読書メモ]
• 近藤 純正, 2000: 地表面に近い大気の科学 [(簡単な) 読書ノート] [目次書きぬき]
• 小倉 義光, 2000: 総観気象学入門
• 浅井 冨雄, 1983: 大気対流の科学
• 時岡 達志、山岬 正紀、佐藤 信夫, 1993: 気象の数値シミュレーション [読書ノート]

折りかえしのあとに くわしい目次をつける。

== 目次 ==
巻頭カラー図
はじめに
本書の構成
目次
第1章 光
– 1.1 光と電磁波
– – (1) 電波・光・放射線
– – (2) 太陽からの光
– – (3) 地球が出す赤外線
– – (4) 太陽放射と地球放射
– – (5) 大気と空気
– 1.2 散乱
– – (1) 衝突する光
– – (2) 青い空
– – (3) 白い雲
– – (4) 七色の虹
– – [コラム 1] 阿弥陀如来
– – (5) 太陽高度
– – [コラム 2] 直達日射と全天日射
– 1.3 反射と吸収
– – (1) 反射と吸収
– – (2) オゾンによる紫外線の吸収
– – (3) 水や水蒸気による赤外線の吸収
– – (4) 二酸化炭素やオゾンによる赤外線の吸収
– 1.4 放射平衡
– – (1) 地球のエネルギーバランス
– – (2) 温室効果
– – (3) 対流圏と成層圏の気温
– – [コラム 3] 金星と火星の運命
– 1.5 気象衛星
– – (1) たった60年の出来事
– – (2) 可視画像・赤外画像・水蒸気画像
– – [コラム 4] 十種雲形
第2章 水
– 2.1 水蒸気の飽和
– – (1) 水、氷、水蒸気
– – (2) 水蒸気の飽和
– – [コラム 5] 洗濯物を干す方法
– – (3) 海上に偏在する水蒸気
– – (4) 地上に偏在する水蒸気
– 2.2 雲
– – (1) 雲になりたくない
– – (2) 海のしぶきと磯の香り
– 2.3 雨
– – (1) 雲粒は落ちにくいが、雨粒は落ちる
– – (2) 雨粒への道
– – (3) 雨の蒸発
– 2.4 雪
– – (1) 暖かい雨と冷たい雨
– – (2) ダイヤモンドダスト
– – (3) 雪結晶
– – [コラム 6] 雪結晶の撮影
– – (4) 雪片と霰
– – (5) 雪の昇華と融解
– – [コラム 7] ホワイトアウト・ブラックアウト
– 2.5 降水と雲の観測
– – (1) 雨量計
– – [コラム 8] 雪を掘る観測
– – (2) 気象レーダー
– – – ((1)) レーダーによる探知
– – – ((2)) 降水強度の推定
– – – ((3)) 気象レーダーの弱点
– – – ((4)) 気象レーダーの発展
– – (3) ライダー
– – [コラム 9] 宇宙からのレーダー・ライダー観測
第3章 熱
– 3.1 気圧と気温
– – (1) 空気塊 [くうきかい]
– – (2) 状態方程式
– – (3) 水蒸気と乾燥空気
– – (4) 静力学平衡
– – (5) 気圧の海面更正
– – [コラム 10] 気象骨董市 (1) 水銀気圧計
– 3.2 乾燥空気の安定性
– – (1) 乾燥断熱過程
– – (2) 温位
– – (3) 等温位大気と乾燥断熱減率
– – [コラム 11] 気象骨董市 (2) 百葉箱
– – (4) 安定成層
– – (5) 不安定成層
– 3.3 湿潤空気の安定性
– – (1) 飽和水蒸気圧と飽和混合比
– – (2) 湿潤断熱減率と飽和相当温位
– 3.4 断熱図
– – (1) 断熱図
– – (2) 持ち上げ凝結高度と相当温位
– – (3) 熱力学的フェーン
– – [コラム 12] ヒートアイランド・クールアイランド
– 3.5 パーセル法による対流の診断
– – (1) 気球による高層気象観測
– – (2) 潜在不安定とエネルギー
第4章 風
– 4.1 陸と海
– – (1) 気圧傾度力
– – (2) 海陸風
– – [コラム 13] 六甲おろし
– – (3) モンスーン
– – (4) 熱帯の気候
– – [コラム 14] 世界大紀行 (1) 緑のサハラ
– 4.2 天気図の風
– – (1) コリオリの力
– – – ((1)) 地球とともにまわる
– – – ((2)) 地球の上に立つということ
– – – ((3)) 回転円盤で動く物体
– – – ((4)) コリオリの力
– – (2) 地衡風平衡
– – – ((1)) 地衡風の向き
– – – ((2)) 地衡風の強さ
– – (3) 地上付近の風
– – – ((1)) 接地境界層の風
– – – ((2)) 大気境界層の風
– 4.3 上空の風
– – (1) 高層天気図
– – (2) 温度風の関係
– – [コラム 15] 世界大紀行 (2) ジェット気流に乗って
– 4.4 物質の輸送
– – (1) 移流
– – (2) 拡散
– – (3) 沈着
– 4.5 風の観測
– – (1) ラジオゾンデによる観測
– – (2) 地上風による観測
– – (3) 電波による遠隔観測
第5章 渦
– 5.1 水平風と鉛直風
– – (1) 発散と鉛直風
– – (2) 渦度
– – (3) 渦位
– – (4) 温度移流
– – (5) 風の変形と Qベクトル
– – [コラム 16] 霧の摩周湖
– 5.2 ハドレー循環とロスビー波
– – (1) 放射エネルギーの南北差
– – (2) ハドレー循環
– – [コラム 17] 十二支の方角
– – (3) 貿易風と偏西風
– – (4) ロスビー波
– – [コラム 18] 世界大紀行 (3) 最北の不凍港 ハンメルフェスト
– 5.3 温帯低気圧と前線
– – (1) 天気図解析
– – (2) 前線の解析
– – (3) 傾圧不安定
– – [コラム 19] 世界大紀行 (4) 吠える40度、狂う50度、叫ぶ60度
– 5.4 台風
– – (1) 衛星画像解析
– – (2) 傾度風平衡
– – (3) 台風の経路
– – [コラム 20] 富士山レーダーと台風観測
– 5.5 寒冷渦とポーラーロー
– – (1) 寒冷渦
– – (2) ポーラーロー
– – [コラム 21] 成層圏の渦
第6章 対流
– 6.1 大気境界層内の対流
– – (1) 開・閉細胞対流
– – (2) 筋状雲とロール状対流
– – (3) サーマルとプルーム
– 6.2 積乱雲を伴う対流
– – (1) 暖気塊実験
– – (2) 単一の対流セル
– – (3) 多重対流セル
– – [コラム 22] 雷
– – (4) スーパーセル
– – [コラム 23] 飛行機事故とダウンバースト
– 6.3 メソ対流系
– – (1) スコールライン
– – (2) 線状降水帯
– 6.4 日本の夏
– – (1) 梅雨前線
– – (2) オホーツク海高気圧
– – (3) 梅雨明け
– – [コラム 24] 世界大紀行 (5) ウンカ、海を渡る
第7章 予報
– 7.1 気象予測
– – (1) 時間変化の計算
– – (2) 全球モデルと領域モデル
– – [コラム 25] 世界大紀行 (6) 数値不安定の地、巡礼
– – (3) 観測データの同化
– – (4) アンサンブル予報
– 7.2 気象情報の伝達
– – (1) ガイダンス
– – (2) 予報用語
– – (3) 予報の当否の検証
– – – ((1)) 数値で表される気象予測の評価
– – – ((2)) 確率予測の評価
– – – ((3)) 二値情報の予測評価
– – (4) 民間事業者による天気予報
– – (5) 気象災害の防止
– 7.3 季節予測
– – (1) 季節予測
– – (2) 大気と海洋の関係
– – [コラム 26] 季節内予測
– 7.4 気候変動
– – (1) 産業革命後の変化
– – (2) 地球温暖化予測
– – (3) 地球温暖化の影響と対策
– – [コラム 27] 世界大紀行 (7) 水没国家の危機
付録 A 単位の話
– – (1) 大きな単位、小さな単位
– – (2) 気温の単位
– – (3) エネルギー・熱量の単位
– – (4) 気圧の単位
– – (5) 風向と風速
付録 B 定数と変数一覧
– – (1) 定数一覧
– – (2) 変数一覧
本書の先に
参考文献
索引