植田 宏昭 (2012) 気候システム論

  • 植田 宏昭, 2012: 気候システム論 — グローバルモンスーンから読み解く気候変動。 筑波大学出版会 (発売:丸善出版), 235 pp. ISBN 978-4-904074-21-3.

同じ題名の教材ウェブページ群[気候システム論]を作っている者としては、それとの関係を述べておく必要がありそうだ。

わたしの教材は気候に関する話題に初めてふれる学生向けのもので、ここ数年は理科系の学部2年生向けの授業で使っている。植田さんの本はそれよりも上級向けで、初級の気象学(小倉義光「一般気象学[読書ノート]、浅井冨雄ほか「基礎気象学[読書ノート]など)の勉強をひととおりすませた人向けだと思う。初級と違って次の段階の教科書はあまり多くの部数売れるものではないと思うが、大学として奨励する方針があって出版会の企画にとりあげられたのだろう。このような流れが続いてほしいものだ。

内容も意外なほど重なりが少ない。わたしの授業が気候の基本場(おおざっぱに言えば平均場、ただし移動する温帯低気圧を考慮することは必要)の理解をめざしているのに対して、植田さんの本は気候の変動、とくにENSO(エルニーニョ・南方振動)に代表されるその年々変動の構造の理解に重点があるのだ。各節の表題に英語を示しているように、世界に通じる話題ではあるのだが、世界にもこのような観点で整理した本はあまりないような気がする。

著者が基本的に気象学者であることを知っている人にとっては意外なことに、前半ではおもに海洋のほうに重点を置いて大気と海洋の力学の概念が説明される。ENSOやそれと微妙な関係にあるインド洋ダイポール現象の理解のために必要な概念を優先したのだ。海洋の深層循環にはふれていない。

第3章の「モンスーン気候力学」が著者の特徴のあるところだ。3.1節ではモンスーンの基本として、日周期の海陸風と同様に海陸の加熱差によって駆動される循環という見かたと、大気中の熱源への応答として起こる循環という見かた(ここでの熱源は大気のうち乾燥大気のもつ静的エネルギーが加えられるところであり、主として積雲対流に伴って水蒸気が凝結するところだ)、3.2節では観測データに基づいた熱源の実態を述べる。それから、モンスーンの始まり・終わりなどの季節進行を、場所による違いやジャンプ型の変化にも注目し、大気と海洋表層や陸面との相互作用の観点で説明しようとつとめる。3.3節では年々変動を扱い、おもにENSOとモンスーン変動の連関、それから日本の天候の年々変動と熱帯・亜熱帯のモンスーンの連関を論じる。

3.4節は、それまでに書ききれなかった話題に簡単にふれたという感じのところで、まず(地球温暖化の基本について読者はすでに勉強していると想定して)温暖化に伴うモンスーンの変化についての研究成果を紹介している。話はとんで、古気候について、地球の軌道要素変化に伴う日射量変化の基本を述べ、それに関連するシミュレーション研究を紹介している。またとんで、日変化(昼・夜の交代に伴う積雲対流などの変化)について観測データに基づいて論じている。

序論の1.1節に、Weart 「温暖化の発見とは何か[読書ノート]からの引用として、「20世紀前半の気候学は気温や降水量などを測候所で記録し、統計を編集する単調な仕事で、良くも悪くも安定した学問」だったと書かれている。この認識にはわたしは必ずしも賛成しないのだが、訳者の立場で文章を修正するわけにもいかず、訳注をつけるほど異論に自信がなかった。北アメリカの気候学の状況としてはそのとおりだったのかもしれない。しかしヨーロッパでは地球の軌道要素変化に伴う日射量変化を計算したミランコビッチの仕事があり、しかもそれはケッペンとR.ガイガーが編者の気候学教本Handbuch der Klimatologieの第1巻(1930年出版)に採用されている。その内容は福井英一郎(1938)「気候学」 の中でも重視されている。気候を物理的要因によって定量的に説明しようという動きはあったのだ。ただし、同じ時代の気象学は温帯の毎日の天気の変化を記述することに重点があったので、それとの接点は乏しかったかもしれない。

折り返しのあとに、目次(章・節の構成)を示す。

目次
はじめに
1.気候学と海洋学
– 1.1 気候学と気候システム学
– 1.2 力学フレームワークの概観
– 1.3 海洋と大気大循環の見方
– – 1.3.1 海洋混合層と温度躍層
– – 1.3.2 海面高度と海水温
– – 1.3.3 速度ポテンシャルと流線関数
– – 1.3.4 対流活動の空間構造
2. 気候研究に必要な海洋力学
– 2.1 エル・ニーニョ現象
– – 2.1.1 大気海洋結合系の概観
– – 2.1.2 直接・間接影響
– – 2.1.3 3種類の振動理論
– 2.2 風によって駆動される表層循環
– – 2.2.1 エクマン輸送
– – 2.2.2 スヴェルドラップ輸送
– – 2.2.3 スヴェルドラップ輸送の応用例
– – – (a) 充填・放出振動子理論
– – – (b) 西岸境界流
– 2.3 海洋波動
– – 2.3.1 ケルビン波
– – 2.3.2 ロスビー波
– 2.4 大気海洋結合系
– – 2.4.1 遅延振動子
– – 2.4.2 エル・ニーニョの予測と季節内振動
– – – (a) 周期
– – – (b) 季節内振動
– – 2.4.3 WESフィードバックとITCZの北偏
– 2.5 インド洋での大気海洋相互作用
– – 2.5.1 インド洋ダイポールモード
– – 2.5.2 赤道モンスーンとENSOの結合
– – 2.5.3 インド洋のコンデンサー効果
3. モンスーン気候力学
– 3.1 古典的な概念と新たな解釈
– – 3.1.1 巨大海陸風循環説
– – 3.1.2 大気の熱源応答
– – 3.1.3 熱源の特定 — Q1・Q2法 —
– – – (a) 熱力学方程式と水蒸気保存則
– – – (b) 積雲対流による鉛直渦熱輸送
– 3.2 季節変化
– – 3.2.1 地域特性の差異
– – 3.2.2 大気海洋相互作用
– – – (a) 7月中旬の対流ジャンプと海面水温
– – – (b) 海面水温を変化させる要因
– – – (c) 広域モンスーンの開始
– – – (d) 大気海洋陸面結合系としての季節進行
– 3.3 年々変動
– – 3.3.1 ENSO-モンスーン論の進展
– – 3.3.2 日本の夏季天候の支配要因
– – – (a) 定常ロスビー波
– – – (b) 太平洋高気圧
– – 3.3.3 日本の冬季積雪変動
– 3.4 様々な時間スケールの変動
– – 3.4.1 温暖化予測
– – – (a) 夏季モンスーン
– – – (b) 盛夏期に至る季節変化と梅雨前線
– – – (c) 冬季モンスーン
– – 3.4.2 古気候研究からのアプローチ
– – – (a) 地球軌道要素と日射量変動
– – – (b) 過去の温暖期と寒冷期
– – 3.4.3 日変化
おわりに
Appendix
和文索引
英文索引

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