- 小倉 義光, 1968: 大気の科学 — 新しい気象の考え方 (NHKブックス 76)。日本放送出版協会, 221 pp.
わたしのところにある本は、薄黄色の表紙の四六判縦書きのペーパーバックで、奥付によれば、1974年の「第9刷」で、題名につづけて「改装本」とある。もとは透明のプラスチックのカバーがかかっていたはずだ。NHKブックスはこの装丁ででていた時期が長いのだが、これよりまえの初期には、ひとまわりちいさい B6判で、(わたしの記憶にあるかぎりで) すくなくとも背表紙は白い紙の外カバーがかかっていた。本書はこの初期の装丁で出てから、いま見ている形に「改装」されたのだ。なお、NHKブックスの装丁は、1990年代に、薄黄色の紙カバーをへて、白を基調とした紙カバーにかわった。
奥づけの上の著者紹介によれば、著者は1922年うまれ、1944年に東京大学 理学部 地球物理学科 卒。「現在」(1968年当時という意味だとおもう) 東京大学 海洋研究所 教授。このあと、アメリカ合衆国のイリノイ大学にうつった。
この本は「わたしをつくった本」のひとつだ。この本にかかれていたことが、わたしのかんがえかたの一部になってしまったので、なにをこの本からまなんだのかを分離してのべるのがむずかしくなっている。わたしが読んだ気象学の本は、最初が、高橋 浩一郎、渡辺 次雄 (1951) 『天気の変化』 [読書メモ]、つぎがラジオ気象通報をきいて天気図をかく実用書 (想定読者は漁船員だったかもしれない)で、この本が (全体を読んだ本のうちでは) 3冊めだったとおもう。わたしは本書にかかれたような内容を気象学だとおもった。1973年からのあたらしい高校学習指導要領のもとでの『地学 I』『地学 II』の 東京書籍からでた教科書の 気象の部分の議論のしかたも本書とにていた (温帯低気圧の発達のしくみについては、本書「低気圧の…」の章にでてくるノルウェー学派の前線波動論と、「天気の変化…」の章の温帯低気圧の節に出てくる傾圧不安定論とが、(専門用語ぬきで) それぞれでてきて、関連がよくわからないという難点はあったが。) 教科書が手もとにのこっていないので著者名を確認していないのだが、小倉さん自身か、本書の論旨に賛同する人が執筆者にはいっていたのだとおもう。また、1980年に大学院に入学してからまなんだ専門の気象学も、よくにた発想にもとづいていた。本書はいわば1980年代の気象学をさきどりしていたのだ。あとからふりかえってみると、わたしがもし本書ではなく本書と同じころに出版されたほかの気象学入門書を読んでいたとしたら、入門書の古い気象学と大学院の新しい気象学のあいだにギャップを感じただろうとおもう。わたしは運よく最新の気象学の潮流にのることができたのだ。(そのかわり、1960-70年代に専門教育をうけた気象学者ならば知っていて当然のことを知らないのだが。)
ただし、ふりかえってみると、本書の表現や知識内容には、時代を感じさせるところがある。4つめの章の表題に「熱経済」ということばがでてくる。「経済」ということばはおそらく収入と支出の議論をさしていて1960年代にはいろいろな文脈でつかわれたのだとおもう。いまでも「熱収支」とはいう。エネルギー保存の法則にもとづく地球のエネルギーの収入と支出の議論なのだが、その文脈では運動エネルギーが重要でないのでエネルギー収支を熱量の収支といっているのだ。また、とくに「台風」の章で気づくのだが、エネルギーの単位にはエルグ (erg) がつかわれている。1980年代以後の本ではジュール (J) をつかう。
「大気を監視する目」のなかででてくる極軌道の現業用気象衛星「エッサ」(ESSA) の名まえは、わたしは子どものころテレビの天気予報できいたことがある (衛星から観測された雲画像は毎回ではなくときどきつかわれた)。それが「ノア」 (NOAA) にかわったのはアメリカの役所の再編成のせいだが、本書 (初刷) が出たあとだったのだ。また、静止軌道の現業用気象衛星はまだなく、ATS という応用技術衛星でそのセンサーの実験がされていた。国際共同研究事業 Global Atmospheric Research Program (GARP、すなおに訳せば「全球大気研究計画」) は計画をたてていた段階で、日本語名は「地球大気開発計画」とされていた (これはわたしから見ると変な名まえで、役所や政治家にやる気になってもらうため表現をゆがめたとおもわれるのだが)。「1973年ごろに第1回の全地球的な気象観測を行なう計画」とあるが、実際には1979年におこなわれた。(わたしはその観測のデータがでてきたところで大学院に入学したのだった。)
最初にもどって全体の概略をのべる。
「大気のすがた」の章では、大気を上下方向に大きく対流圏と成層圏とにわけ、高さに対する気圧の分布のおおすじをのべたあと、対流圏の大気大循環と大気にはたらく力について概説する。そのなかで「ジェット気流」ということばがわりあい強調されている。章のおわりのほうでは、成層圏の、高緯度の「突然昇温」と熱帯の「準二年振動」のふたつの現象の話題がある。
「低気圧の実体を求めて」の章では、20世紀なかばまでの気象学の発達を、温帯にあらしをもたらす「温帯低気圧」がどのようにわかってきたかにしぼって紹介する。つづきはつぎの「天気の変化を計算する」の章の話題になる。
「天気の変化を計算する」の章では、天気予報のために、大気がしたがう物理法則にもとづいた数値モデルをつくりそれによってシミュレーションをおこなう、「数値予報」という技術について、1922年のRichardsonの著作から本書執筆時点までの発展をおいながら紹介している。その背景として、計算機の発達、観測技術 (とくにラジオゾンデ)、理論の発達 (傾圧不安定論など) もかかせない。
「大気の熱経済」は、地球のエネルギー収支である。基本的には、太陽放射を吸収することと、地球自身が赤外線を宇宙に出すことでなりたっていることからはじめて、そのうちわけの話になる。温室効果の話題の節の表題は「温室が暖かいわけ」となっている。(いまからみると大気の性質の話としてはよいのだが温室の性質の話としてはうまくない。) 地表面での大気と陸や海との熱のやりとりの話、水蒸気にともなう潜熱の話もある。
「地球をめぐる風 — 大気の大循環」の章では、大気大循環をいくつかの観点でみる。大気はエネルギーを低緯度から高緯度にはこんでいるという観点、南北・鉛直循環という観点もある。とくに、低緯度と高緯度の温度差があたえられたとき、その温度差を解消しようとする循環はどんな形をとるかという問題に対して、地球の自転が遅いばあいと速いばあいでちがった形が生じ、低緯度と中高緯度の循環に対応することが、回転水槽実験を参考としながら論じられる。また、数値モデルによる大循環のシミュレーションのことが、おもしろいものとして語られる。
「大気を監視する目」の章では、いろいろな気象観測技術、とくに人工衛星をつかう技術が紹介される。そして、それを活用して大気の理解をふかめる GARP と、天気予報を改良する世界気象監視 (WWW) が企画されていることが紹介される。
「台風」の章では、台風の概説、台風のもつエネルギーの数量評価などにつづいて、台風の発達するしくみの話がある。ただし、「条件つき不安定」の説明はあるのだが「第二種条件つき不安定」はもちだしていない。しかし、台風を表現する数値シミュレーションによって発達の因果関係をさぐる研究の具体例がしめされている。台風が発生する背景として、偏東風波動と、熱帯収束帯 (ITCZ) にもふれている。章の最後に熱帯海上の観測の強化を提言しているが、本全体のむすびはない。
折りかえしのあとに目次をつける。
===== 目次 =====
まえがき
目次
大気のすがた
– 対流圏と成層圏
– 気圧と高さ
– 貿易風と偏西風
– ジェット気流
– 梅雨とジェット気流
– 大規模な運動とコリオリの力
– 地上風
– ジェット気流と前線
– 成層圏の突然昇温
– 熱帯成層圏の風は約1年ごとに変わる
低気圧の実体を求めて
– 「あらしの本質は人智のおよぶところにあらず」
– フランクリンの疑問
– 最初のてがかり
– 温帯低気圧は二つの気流からなる
– ノルウェー学派の見た低気圧の一生
天気の変化を計算する
– 明日の天気
– リチャードソンの夢
– 大空を探る
– 偏西風の波動
– 温帯低気圧の発達のしくみ
– 温帯低気圧のエネルギー源
– 高速電子計算機登場す
– 最初の数値予報
– モデルの改良
– 気象庁電子計算機室
– 天気予報はなぜ当たらないか
大気の熱経済
– 万物をはぐくむ太陽
– 気象衛星がとる夜間の雲の写真
– 「地球は青かった ….」
– 太陽光線のゆくえ
– 温室が暖かいわけ
– 大気と地面との熱のやりとり
– 水蒸気にひそむ熱
地球をめぐる風 — 大気の大循環
– 世界の空はひとつ
– 赤道から極へ輸送される熱
– 南北鉛直断面内の三つの循環
– 大気大循環の新しい観点
– 大気大循環の模型実験
– 計算機による大気大循環の再現
– 大気大循環のシミュレーションの発展
– 数値実験のおもしろさ
大気を監視する目
– 宇宙からの気象観測
– 実験用気象衛星ニンバス
– 現業用気象衛星エッサ
– 応用技術衛星 (ATS)
– 水平探測気球
– 地球大気開発計画と世界気象監視
– 気象ロケット
台風
– おそるべき台風
– 対流をともなった巨大な渦巻
– 台風のもつ莫大なエネルギー
– 水蒸気が台風をやしなう
– らせん状の雲とホット・タワー
– 台風の移動
– 大気の安定・不安定
– 一触即発の熱帯大気
– 第一回攻撃の失敗
– その反省と再挙
– 台風発達のしくみ
– 偏東風の波動
– 台風の発生
– 熱帯収束帯
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