山岸 米二郎 (2011) 気象学入門

  • 山岸 米二郎, 2011: 気象学入門 — 天気図からわかる気象の仕組み。オーム社, 234 pp. ISBN 978-4-274-20989-5.

2011年にでた A5判横書きのペーパーバック。わたしは2012年で買った。当時は非常勤だったが大学で気象学をおしえるたちばだったので、気象学の教科書をいろいろ買ったのだが、これは教材につかわないことにしたのであまりよく読んでいなかった。2025年に「総観気象学」の授業を担当することになったので、参考に紹介できるようにしておこうと思ってひっぱりだし、とりあえず目次のぬき書きをした。

気象学の教科書である。話題を中緯度の総観規模現象 (水平スケール 1000 kmのけたの現象) とメソスケール現象 (水平スケール 10 km から 100 km のけたの現象) にしぼっている。前半の力学と熱力学の基礎では数式をつかっている。ただし理論式ならば偏微分をつかうところを有限差分 (Δu/Δx などの形) でしめしているところがおおい。後半は図が多く、そのうちには予報実務でもつかわれるような実際の天気図もおおい。入門書としてはちょっとむずかしいとおもうが、入門書のつぎにもうすこしきちんと勉強したい人にむいているだろうと思う。

章だてはつぎのようになっている。
1. 序章: 天気を調べる
2. 気温の鉛直分布と大気の成層
3. 大気の運動と天気図
4. 運動の法則の簡単な応用
5. 雲と降水 (1) 空気塊の断熱変化と浮力
6. 雲と降水 (2) 水蒸気の特性と湿潤大気
7. 雲と降水 (3) 大気の静的安定度と対流雲
8. 雲と降水 (4) 雲と降水の生成
9. 地表付近の気象
10. 放射と大気の運動
11. 中緯度気団と総観規模擾乱
12. 台風
13. 中・小規模現象

著者は、気象庁にながくつとめた人で、1936年うまれなのでたぶん1996年に定年退職していて、研究職の経歴もあるのだが、数値予報課で天気予報のための数値予報モデル (という計算機プログラム) の開発にあたっていた時期が長い。それは、数値予報モデルの空間分解能がだんだん細かくなっていって、総観規模だけでなくメソスケールのうちの大きいほうの現象 (たとえば梅雨前線上の低気圧) を表現できるようになったが、個別の積雲をあつかうことはまだむずかしい時代だたt。著者はそのなかでモデルの改良につとめてきたが、それはそのスケールの現象の理解をふかめることでもあった。その経験知が、本書と、(わたしはまだ読んでいないのだが) 『日本付近の低気圧のいろいろ』にこめられていると思う。

文献

  • 山岸 米二郎, 2012: 『日本付近の低気圧のいろいろ』 (シリーズ 新しい気象技術と気象学 2)。東京堂出版。ISBN 978-4-490-20757-6 。(わたしはまだ読んでいない。)

折りかえしのあとに目次をつける。

===== 目次 =====
[口絵]
はしがき
目次
1. 序章: 天気を調べる
– 1-1 天気図
– – [1] 地上天気図
– – [2] 高層天気図
– 1-2 レーダー画像と気象衛星画像
– 1-3 天気図の観察と診断
– [Column 1] 前線通過時の気象変化
2. 気温の鉛直分布と大気の成層
– 2-1 大気は成層している
– 2-2 熱の伝わり方と気温分布
– [Column 2] エネルギー
– 2-3 大気の組成
– 2-4 高度と気圧の関係
– – [1] 理想気体
– – [2] 静力学平衡
– – [3] 海面気圧と等圧面高度
– – [4] 密度と気温の鉛直分布
– 2-5 気圧傾度力
– 2-6 天気図と気圧傾度力
– – [1] 地上天気図
– – [2] 高層天気図
3. 大気の運動と天気図
– 3-1 ニュートンの運動の法則と物体の運動
– – [1] ベクトルと座標系
– – [2] ニュートンの運動の法則
– – [3] 時間変化の二つの表し方
– – [4] 自由落下運動
– – [Column 3] 運動エネルギーと位置エネルギー
– – [5] 等速円運動
– – [6] 遠心力
– 3-2 高層天気図の風と運動の法則
– 3-3 地球自転の影響 (1) — 遠心力
– 3-4 地球自転の影響 (2) — コリオリの力
– – [1] 地球座標系での運動と慣性系での運動
– – [2] 緯度円平面内の運動
– – – (a) 速さ v で北向きに運動する場合
– – – (b) 緯度円に沿って等速 u で東向きに運動する場合
– – [3] 地球座標系の平面内の運動
– – [4] 水平運動とコリオリの力
– – [5] 空気塊の運動方程式
– 3-5 コリオリの力と天気図の風
4. 運動の法則の簡単な応用
– 4-1 大気運動の基本的形態
– – [1] 自然座標系
– – [Column 4] 自然座標系
– – – (1) 流れの曲率 (曲率半径) と運動
– – – (2) 定常な流れと自然座標系
– – [2] 地衡風
– – [3] 傾度風
– – [4] 旋衡風
– 4-2 地衡風の高度変化
– – [1] 層厚
– – – (a) 層厚と気温
– – – (b) 層厚と等圧面高度
– – [2] 温度風
– – [3] 温度風と気温変化
– 4-3 傾圧大気と順圧大気
– 4-4 高層天気図と温度風
– – [1] 地上天気図と高層天気図の関係
– – [2] 温度風と上層の風
– – – (a) 等温線と風向
– – – (b) 風向の高度変化と温度移流
– 4-5 大気運動の基本概念
– – [1] 移流
– – [2] 発散と収束
– – – (a) 連続の式
– – – (b) p系の連続の式
– – – (c) 水平発散・収束と気柱の収縮・伸長
– – – (d) 地衡風の発散・収束
– – – (e) 大規模運動の鉛直速度
– – [3] 地衡風の誤差
– – [4] 循環と渦度
– – – (a) 循環と渦度の関係
– – – (b) 絶対渦度と相対渦度
– – – (c) 天気図と渦度分布
– – [5] 渦度の時間変化 (1)
– – – (a) 相対渦度と惑星渦度の変換 (絶対渦度の保存)
– – – (b) 収束・発散による渦度の変化
– – [6] 渦度の時間変化 (2)
– – – (a) 高・低気圧の発生
– – – (b) 地上天気図と収束・発散
– – [7] 渦と波
5. 雲と降水 (1) 空気塊の断熱変化と浮力
– 5-1 いろいろな雲
– 5-2 積乱雲の姿
– 5-3 積乱雲を発達させる力
– 5-4 乾燥空気塊の気温変化
– – [1] 熱力学第一法則
– – [2] 乾燥空気の断熱変化
6. 雲と降水 (2) 水蒸気の特性と湿潤大気
– 6-1 水の相変化と飽和水蒸気圧
– – [1] 分圧
– – [2] 潜熱
– – [3] 飽和水蒸気圧
– 6-2 湿潤大気
– – [1] 湿潤大気中の水蒸気量
– – [2] 湿潤大気の状態方程式
– – – (a) 仮温度
– – – (b) 飽和混合比
– – – (c) 気温と仮温度の差
– – [3] 飽和断熱 (気温) 減率
– 6-3 熱力学図と熱力学的温度および水蒸気量の指標
– – [1] 熱力学図
– – – (a) エマグラム
– – – (b) エマグラムと空気塊の特性
– – [2] 露点温度と相対湿度
– – [3] 持ち上げ凝結高度
– – [4] 湿球温位と相当温位
– – – (a) 湿球温位
– – – (b) 相当温位
– – [5] 湿球温度と相当温度
7. 雲と降水 (3) 大気の静的安定度と対流雲
– 7-1 静的安定度
– – [1] 絶対不安定
– – [2] 絶対安定
– – [3] 条件付き不安定
– 7-2 静的安定度の変化
– 7-3 対流雲と静的安定度
– – [1] 対流不安定
– – [2] 潜在不安定
– – – (a) 自由対流高度
– – – (b) 対流有効位置エネルギーと対流抑止
– 7-4 地表面加熱による対流雲の発生
– – [1] 日射加熱と対流雲の発生
– – [2] 海上への寒気の吹き出し
– – [3] 対流雲のタイプ
– 7-5 相当温位分布と対流
– – [1] 潜在 (対流) 不安定成層の実例
– – [2] 相当温位の季節変化
– – [3] 集中豪雨と相当温位分布
8. 雲と降水 (4) 雲と降水の生成
– 8-1 雲粒の形成
– – [1] 不純物のない大気中の凝結
– – [2] 凝結核の働き
– 8-2 雨滴の形成
– – [1] 水滴の終端落下速度
– – [2] 雲粒の成長
– – [3] 衝突併合過程による水滴の成長
– – [4] 氷晶過程による氷粒子の成長
– – – (a) 氷晶核
– – – (b) 氷晶の成長
– – [5] 降水の開始
– 8-3 相対湿度の増加過程と飽和
– – [1] 気温の低下
– – – (a) 断熱的気圧低下による気温低下
– – – (b) 定圧的非断熱気温低下
– – [2] 水蒸気の補給
– – [3] 鉛直混合
9. 地表付近の気象
– 9-1 気温の日変化
– 9-2 大気境界層
– – [1] 乱流と大気境界層
– – [2] 乱流と鉛直混合
– – [3] 大気境界層の構造
– – – (a) 乱渦
– – – (b) 接地境界層
– – – (c) 混合層
– – – (d) 放射冷却
– 9-3 機会的乱渦と混合層
– – [1] 強風による混合層の形成
– – [2] 混合層の実例
– 9-4 地表面摩擦
– – [1] 地表面摩擦と地上風
– – [2] 地表面摩擦と運動エネルギー
– – [3] エクマンスパイラル
– – [4] 摩擦収束
– 9-5 霧と低層の雲
– – [1] 放射霧
– – [2] 移流霧
– – [3] 蒸発霧
– – – (a) 蒸気霧
– – – (b) 前線霧
– – [4] 滑昇霧
– – [5] 層雲と層積雲
– – [6] やませ
10. 放射と大気の運動
– 10-1 太陽放射の季節変化
– 10-2 黒体放射
– 10-3 太陽放射と地球放射
– – [1] 放射の吸収
– – [2] 放射の散乱
– – – (a) レイリー散乱
– – – (b) ミー散乱
– – [3] 地表面の反射
– 10-4 エネルギー収支と大気の運動
– – [1] 地球-大気系のエネルギー収支
– – [2] エネルギーの上向き輸送
– – [3] エネルギーの南北輸送
– – [4] エネルギー輸送と大気大循環
– – – (a) 熱帯収束帯
– – – (b) ハドレー循環域
– – – (c) 擾乱による渦輸送域
– – – (d) 高緯度の循環域
– 10-5 モンスーン (季節風)
– – [1] モンスーンの地域分布
– – [2] モンスーンの原理
– – [3] アジアモンスーン
– 10-6 気団
– – [1] 天気の診断と気団
– – [2] 気団とは
– – [3] 立体的気団分類
– – [4] 気団とジェット気流の変動
– – [5] 気団変質
11. 中緯度気団と総観規模擾乱
– 11-1 長波と短波
– 11-2 短波と低気圧
– – [1] トラフと低気圧のライフサイクル
– – – (a) トラフの発達と熱輸送
– – – (b) トラフ、低気圧の発達と前線の形態変化
– – [2] トラフと低気圧の自励的発達
– – [3] 運動エネルギーと渦度の増加
– – – (a) 運動エネルギーの生成
– – – (b) 渦度の増大
– – [4] 擾乱の発達と有効位置エネルギー
– – [5] 低気圧のライフサイクルの概念モデル
– 11-3 前線
– – [1] 前線の定義
– – [2] 変形場と前線帯
– – – (a) 変形場と前線の形成
– – – (b) 地表摩擦と前線
– – – (c) 前線の移動に相対的な風
– – – (d) 低気圧の発達と変形場
– 11-4 前線帯周辺の鉛直流
– – [1] 寒冷前線帯の立体構造と鉛直流の分布
– – – (a) 寒冷前線帯の立体構造
– – – (b) 鉛直流の分布
– – [2] 低気圧近傍の雲と降水の分布
– 11-5 鉛直運動の生成機構
– – [1] 温度風平衡と二次循環
– – – (a) 二次循環の生成
– – – (b) 二次循環と低気圧の発生
– – – (c) 鉛直流の三つのタイプ
– – [2] 二次循環と前線
– – – (a) 自励的前線強化
– – – (b) 渦度と前線の形態
– – – (c) 摩擦収束と前線
– – [Column 5] 前線(帯) の特徴
– – – (1) 前線帯の鉛直構造
– – – (2) ウィンド・プロファイラー観測に現れる寒冷前線面
– – – (3) 前線付近の等圧線の形状
– – – (4) 前線帯の構造の時間変化
– 11-6 寒冷渦 (寒冷低気圧、切離低気圧)
– 11-7 日本付近の気団と前線
– – [1] 低気圧の発生域の季節変化
– – [2] 南岸低気圧
– – [3] 日本付近の前線帯
12. 台風
– 12-1 熱帯低気圧と台風
– 12-2 熱帯低気圧の特徴
– – [1] 発生域と移動
– – [2] 雲と降水域
– – [3] 中心気圧
– – [4] 風と気圧の分布
– – [5] ライフサイクル
– 12-3 熱帯低気圧の構造
– – [1] 気温の鉛直分布 — 温暖核構造
– – [2] 風の鉛直分布
– 12-4 熱帯低気圧の発達
– – [1] 温暖核構造の生成
– – [2] 目の壁雲の生成と風速分布
– – [3] 海面からの顕熱補給と水蒸気の蒸発
– – [4] 自励的発達
– 12-5 雲と運動の鉛直分布
– – [1] 目の外側の運動
– – [2] 目の中の下降流
– 12-6 台風の移動
– – [1] 台風の移動経路
– – [2] 台風の移動と気象
13. 中・小規模現象
– 13-1 大気現象の規模と分類
– 13-2 中・小規模現象の概観
– 13-3 強制的に生成される擾乱
– – [1] 地表面加熱の影響
– – – (a) 海陸風
– – – (b) 斜面風と山谷風
– – – (c) 中部山岳地帯の熱的低気圧
– – [2] 地形の力学的影響 — 局地強風
– – – (a) おろしとフェーン
– – – (b) 斜面下降強風
– – – (c) やまじ風
– – [Column 6] 斜面下降強風の発生機構
– – [3] 地形の影響と関東地方の局地不連続線
– – – (a) 局地不連続線 (1)
– – – (b) 局地不連続線 (2)
– 13-4 静的不安定性により生成される現象
– – [1] ベナール型対流と雲列
– – – (a) ベナール型対流
– – – (b) ロール状対流
– – [2] 積乱雲のライフサイクル
– – [3] 雷雨のタイプ
– – – (a) 単一セル雷雨と多重セル雷雨
– – – (b) 多重セルライフの組織化
– – – (c) スーパーセル雷雨 (スーパーセルストーム)
– – [Column 7] メソサイクロン
– – – (1) 渦度の大きさ
– – – (2) メソ現象と渦度生成
– – – (3) 傾け項
– – [4] 竜巻
– – – (a) 竜巻の構造
– – – (b) 竜巻の強さ
– – – (c) 竜巻の発生機構
– – – (d) 竜巻の発生環境
– 13-5 メソスケール対流系
– – [1] 梅雨期のメソ対流系
– – – (a) メソ対流系
– – – (b) メソ対流系の生成機構
– – [2] 線状雷雨とガストフロント
– – – (a) 線状雷雨と発生機構
– – – (b) ガストフロントと気象経過
– – – (c) 線状雷雨の移動
– – [3] 寒気内低気圧
– – – (a) 日本海の寒気内低気圧
– – – (b) 寒気内低気圧の発生機構
付録 1.
– – 天気図に使う記号の説明
– – – 1. 地上天気図
– – – 2. 高層天気図
– – – 3. 天気図解析記号
付録 2.
– – [1] 気象でよく使う単位
– – [2] 気象でよくつかわれる定数
– – – 1. 普遍定数
– – – 2. 地球に関する定数
– – – 3. 乾燥空気に関する定数
– – – 4. 水に関する定数
文献
索引
===== ここまで =====

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