「科学」2010年9月号、特集「雲」

「科学」(岩波書店) 2010年9月号 (80巻9号)
[特集] 雲: 豊饒なる非線形科学の世界

特集には含まれないが同じ号にあった伊東真知子氏の文章の副題に「『素人向け』でない『一般向け』の研究紹介とは」ということばがあった。この特集の性格はそういうものになっていると思う。「科学」という雑誌の記事の大部分がそうなのかもしれない。(もうひとつ、科学のありかたや科学者の仕事態度を論じる、という性格のものも、この号にも伊東氏の文章を含めて複数あるが。)

各記事について少しずつ論点を紹介したり感想を述べたりしてみる。話題のつごうで順序を入れかえることもある。

*木村 龍治: 雲のメカニズム
総論。博物学的認識から雲の分類ができた。(Hambrynの本[読書ノート]を文献にあげているが著者名・出版社名の誤植は残念)。しかしそれは地上から可視光で見える雲の形の分類にすぎない。雲の形の多くはむしろ大気の流れが可視化されたものなのだ; ただし、鉛直に発達する積雲(対流圏の上端に達する積乱雲を含む)は、雲自体の働きが形を作っていると見るべきだ、というのが著者の観点だ。
*吉崎 正憲: 集中豪雨はなぜ起こる? — 積乱雲とメソ対流系
誤解なく説明しようとしたら教科書的説明になったようだ。ただし対流に関する条件つき不安定の件はすでに教科書になっているが、積乱雲が自己破滅的であることや、メソスケール対流システムがどのように維持されているかについて、このように整理された説明はまだあまりないと思う。大学の気象学の授業を担当する予定だがこの分野が苦手なわたしとしては、とてもありがたい。ただし、事例が日本の梅雨期の大雨であり、世界のうちでは中緯度でしかも温暖湿潤な部分に限られた一般論かもしれない。
*近藤 豊: 真珠母雲はなぜできる?
水蒸気が微量成分にすぎない成層圏で雲ができるのがなぜか、またそれがオゾン破壊にどのような役割を果たしているかの理解は、成熟したと言えるそうだ。
*菊地 勝弘: 南極点基地で「見えない雲」を可視化する
雲として見えないのに氷晶が降ってくる晴天降水(ダイヤモンドダスト)の観測に、アメリカの研究者と関心の先が一致したおかげで成功した話。
*菊地 勝弘: 雪の結晶の成長に関わる雲粒の役割
中谷ダイアグラムとその後の発展に関する研究史の要約。
*高橋 劭(つとむ): 雷の鳴る雲・鳴らない雲
インドネシアやオーストラリア北岸を含む多島域では雷が多いが、西太平洋では雨が多くても雷は少ない。室内実験で雲の中の電荷分離の構造を知り、ビデオゾンデで降水粒子を観測した結果、雷の多くなる条件は、対流圏上層でできる氷晶と下層でできる雨滴の凍結氷の両方が多い場合だと考えられている。
*高薮 縁(ゆかり): 宇宙から観る雲と雨 — 衛星による観測データを用いて気候の仕組みを理解する
1997年[2010-12-04自分の誤字を発見し訂正した]に打ち上げられ今も観測が続いているTRMM衛星によって(もちろん他の知見も総合して)わかったこと。太平洋上には積乱雲がなくてもそれほど背が高くない積雲で雨がたくさん降り大気が加熱されているところがある。(かつてハワイの現場で高橋劭氏が研究した現象が面的ひろがりをもってくる。)
*佐藤 正樹: 雲のシミュレーションの何が問題か — 全球気象モデルによる雲の階層構造シミュレーション
雲をふくむ大気のふるまいの数値シミュレーションのトップダウン型正攻法。全球大気力学モデルの格子は(積雲集団の統計量ではなく)個別の積雲をなんとか表現できるところまで細かくなった。雲粒は統計量として表現される。これは短い解説で、別記事で紹介した地学雑誌記事のほうが詳しい。
*島 伸一郎、草野 完也: 超水滴法の挑戦 — 雲微物理過程のシミュレーション
雲粒のスケールからのボトムアップ型モデル構築。粒子シミュレーションとは聞いていたのだがようやく趣旨が理解できた。巨大な雲粒を考えるのではなく、モデルの水滴が実際の同様な多数の水滴を代表すると考えるのだ。水滴が併合すると多重度(モデルの水滴がいくつの現実の水滴を代表するか)が変わる。
*三好 建正: 雲のデータ同化
大気の状態を定量的に知るために、理論に基づく数値モデルに観測データを取りこむデータ同化という方法がある。ところが現在利用可能な同化技法([淡路ほか(2009)の読書ノート]参照)はみな対象のシステムを線形近似するところがある。明らかに非線形な雲の情報をどう同化するかはたいへんな挑戦課題だ。
*佐藤 文隆: 青空に雲に地球に、もっと物理を
理論物理学者である著者は、相対論に関する理論を検証するために大気中の雲を検出装置として使うという発想から気象に関心をもった。光に関する科学的な知識がよく知られていないことを憂えている。文献として柴田清孝(1999)『光の気象学』(朝倉書店)には気づかれなかったのだろうか。
*倉嶋 厚: 明治の文豪とかなしい雲・地下室の雲
もと予報官・気象キャスターの述懐。わたしにはよくわからない文学の話なのだが、John Ruskinの名前は近ごろ別の文脈で見たので気になった。気候モデルとデータに関する科学史の本A Vast Machine (Edwards, 2010)[読書ノート]の題名はRuskinの表現からとられているのだ。倉嶋氏が漱石や寺田寅彦を引用している話の流れからすると、Ruskinは美術に対する評価をする際にも雲に対する自然科学的理解を持ち出したようだ。Edwards氏のほうは、社会評論家としてのRuskinが1839年に当時の気象学会あるいはそれが代表する人々の活動を論じて、世界の天気に関する知識を得る巨大な機械を作ろうとしていると言ったのをとりあげ、それは今かなり実現したと言っているのだ(Edwards, 2004)。

なお、各記事に関連する写真などの画像はカラーページにまとめられている。さらに次のような画像のほうを主とする記事もある。
*山田 圭一: 雲の形と色
*伊知地 国夫: 雲のアナロジー — ミルクのシャンデリア

文献

  • Paul N. Edwards, 2004: “A vast machine”: standards as social technology. Science, 304, 827 – 828. 本文

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