• 廣田 勇, 1983: 地球をめぐる風 — 私の気象物語 (中公新書 687)。中央公論社, 206 pp.

1983年に出た縦書きの新書本。出版当時、大学院生だったわたしはすぐ買って読んだおぼえがある。2023年になって、同じ著者の『気象解析学』[読書メモ] を (学生にすすめようと思って) ひっぱりだしたついでに、この本のことも思いだした。

(このブログ記事では、人の敬称は、便宜上「さん」に統一する。)

本書は気象に関する読みものである。ただし、天気予報をつうじて多くの人になじみのある話題は (あるにはあるが) すくない。おもな対象は、多くの人にはあまり知られていない、成層圏にふく風だ。最後の第10章には、火星や金星の風の話もある。

成層圏の気象には、1950～60年代に、2つのちょっと奇妙な現象の発見があり、その原因が謎となっていた。ひとつは北半球高緯度の冬の「突然昇温」、もうひとつは赤道上の「準2年振動」 (東風と西風が、1年おきよりもやや長い周期でいれかわること) だ (第1章)。1970年前後に、突然昇温は、東京大学での著者の先輩である 松野 太郎さんによって (第7章)、準2年振動は Richard (Dick) Lindzen さんと James (Jim) Holton さんによって (第8章)、理論的に解明された。著者はこの人たちといっしょに議論をしてきたなかまなのだ。ただし、上に名まえをあげた人たちが数学を応用した理論をたてる役割をしていたのに対して、著者は観測事実にもとづいて現実におきた現象を解析し理論と対比する役割をしてきた。やはり東京大学での先輩である柳井 迪雄 [みちお] さんや、Holton さんの同僚の J. M. (Mike) Wallace さんもそうだ。

この人たちの研究で重要な概念は「波」だ。突然昇温も、準2年振動も、対流圏から上につたわっていく波によってつくられることがわかったのだ。大気の運動のうちには、定常的な流れとみなせるものもあることはある。対流圏の熱帯の貿易風をふくむハドレー循環 (第2章) がそうだ。しかし対流圏でも温帯の大気循環では波が主役なのだ (第5章)。大気のなかでおきる波には、時空間規模も因果関係もさまざまなものがある。そのうち「ロスビー波・プラネタリー波」(この2つの概念は同じではないがかさなりがある) は第6章で説明されている。「重力波」は、日常に「波」とよばれる水面の波と同様な、重力を復元力とする波だ。第4章のあたまに古今和歌集の 紀 貫之 の歌「水なき空に 浪ぞ立ちける」が引用されているが、これは大気中の重力波だろう (と、理論家の 瓜生 道也 さんが指摘したそうだ)。そのうちには「内部重力波」という鉛直につたわりうるものがある。第8章にでてくる赤道域の大規模な波のうちには「混合ロスビー重力波」がある。1960年代に、松野さんが理論で定式化し、同時に、しかし独立に、柳井さんと丸山 健人さんが観測データのうちに見つけていた。

大気中の波にまつわる謎と、著者の知る人によるその解決の物語は、もうひとつある (第9章)。海の潮汐はおもに月と太陽の重力によっておこる。大気にも (まず地上気圧に) 力学的には同様な現象がみつかったが、こちらは海の潮汐の周期ではなく、ぴったり半日周期でおこるので、おもな原因は太陽放射の日変化と考えられる。しかしそれならば、1日周期の変化が (高層大気ではみられるのだが、地上気圧では) ほとんど見られないのが謎だった。潮汐についてはLaplace の理論があった。振動数をあたえると、Laplace の式で海の深さにあたるもの (「等価深度」) が得られる。1960年代、電離層の研究者であり大学の計算機センターにつとめていた 加藤 進さんは、この問題を数値計算でとこうとして、等価深度が負になる解に気づいた。それまでの人はその解は非現実的だと思っていたが、等価深度が正の解は鉛直構造が正弦波であり鉛直に伝搬する波に対応するのに対して、それが負の解は鉛直構造が指数関数型の減衰になり鉛直に伝搬しない。1日周期は後者なのだった。(Lindzen さんも独立に同じ結論を得ていた。)

わたしにとっては、当時 助教授だった松野さんの講義やゼミ中の会話で断片的に聞いていたいろいろなことがらが、これを読んでつながってきたのだった。

廣田さんが一般向けに書いたものは、その後 1999年に気象学会の理事長になってからは、気象学会機関誌『天気』に出たものや、成山堂書店から出た本になったものがあるが、本書が最初だったと思う。

折りかえしのあとに目次をつける。

== 目次 ==
目次
序章 風をみたひと
– 詩人の目
– 風にまつわる言葉
– 天気と風
– 風の大きさ
– ひろがりと長さ
– 法則と個性
– 地球の風、惑星の風
第1章 素朴な大発見
– ベルリン現象
– 対流圏と成層圏
– シェルハークとベルリン天気図
– 突然昇温の謎
– 赤道の風
– 奇妙な周期 26カ月
– 赤道西風の謎
– 氷山の一角
第2章 貿易風をめぐって
– 大航海時代
– 天文学者ハレー
– 偉大なるハドレー
– 大胆な仮定
– 巨大な対流
– 地球の自転
– 理解とは何か
– ヘルムホルツと渦
第3章 回転と渦
– フーコーの振り子
– コリオリの力
– バイス・バロットの法則
– 天気図と風
– さまざまな渦
– 大きな渦
第4章 波の発見
– 嵐と低気圧
– 低気圧のとらえ方
– かたち、なりたち、はたらき
– ノルウェー学派と低気圧
– 波とは何か
– いろいろな波
– 波の動き
– 波としての低気圧
第5章 ジェット・ストリームと波
– ジェット気流の発見
– 偏西風帯
– 均一化と集中化
– ロスビーとシカゴ学派
– 波の中の渦
– 観測の充実
– 波のなりたち
– ゴールデン・ボーイ
– 悲劇の人イーディ
– 正野重方教授
第6章 地球の波、惑星の波
– ロスビー波
– 地球はまるい
– ベータ効果
– 不思議な異方性
– 動く波、動かない波
– プラネタリー波
– 大陸と海洋の効果
– 成層圏の風
– よみがえるハドレー
– 成層圏の波
第7章 突然昇温を追って
– さまざまな仮説
– 波の伝播
– 波の解明
– 波のはたらき
– 解き明かされた謎
– ヒート・ポンプ
– 残された問題
第8章 赤道に吹く風
– 熱帯気象
– 赤道波の発見
– 自由振動
– 存在と実在
– 柳の下のドジョウ
– 大きなシーソー
– 六カ月周期
– トコヤのカンバン
– たどり来て未だ山麓
第9章 潮の満ちひき
– 月と太陽
– ラプラスの方程式
– 大気の潮汐
– 共鳴説
– マイナスの深さ
– 潮汐と風
– お釈迦様の手ひら
第10章 未知への憧憬
– ふたつの道
– 惑星の探索
– 火星の姿
– 火星の風
– 金星の風
– ギラーシュ=松田理論
– 統一理論の夢
– 地球への回帰
あとがき
研究史年表
参考文献一覧
索引