Mark Denny (2017 / 保坂 直紀 訳 2018) 気象と気候のとらえ方 [Making Sense of Weather and Climate]

  • Mark Denny, 2017: Making Sense of Weather and Climate: The Science Behind the Forecasts. Columbia University Press.
  • Mark Denny 著, 保坂 直紀 訳, 2018: 気象と気候のとらえ方 — きまぐれな大気の物理を読み解く。丸善出版, 322 pp. ISBN 978-4-621-30320-7. [わたしはこの版を読んだ。]

日本語版は2018年7月の新刊。英語版は前の年に出ていたのだが、わたしは気づかなかった。

訳者まえがきにあるように、気象の入門書はたくさんあるが、数式を使って気象の物理に踏みこむものと、理屈をとばして結論的な知識だけを列挙したものが多い。本書はその中間で、数式は使わないが、読者が気象のしくみを理解できることをめざした本だ。(ただし、物理・化学の基礎から説明するほどの紙面はないから、とくに第8章のはじめのほうではいくつかの基礎的なことがらを「証明なしに納得してほしい」として持ちこんでいる。このような理屈の飛躍を意識しているところが本書の著者の特徴なのだと思う。)

気象と気候にわたる本は気象の話からはじめることが多いと思うが、本書は気候、ただし地球全体をひとまとめに見た巨視的な気候からはじめている。日本の高校の現行および次期の「地学基礎」の話題のたてかたに近いと思う。わたしの気候システム論(大学の科目名ではなく自分でつけた表現)の話題とも近い。わたしの授業で教科書としようと思うといろいろ不満が出てくるのだが、学生にあらかじめこの本を読んでもらってわたしが質問に答えたり補足したりするという形の授業は可能かもしれない。北アメリカの読者向けにかかれた本だから、日本で授業するならば日本の季節ごとの天気の特徴を補足する必要はある。

全部で10章からなる。

第4章までが巨視的な気候の話だ。

第1章は光や赤外線を含む電磁波の放射によるエネルギー伝達の基礎。第2章でそれを地球に適用する。太陽から地球に届く放射エネルギーは、緯度・季節・一日のうちの時刻によって変わる。そしてそれを吸収するか反射するかの割合は地表面と雲の状態によって変わる。ここで、太陽から地球に届く放射の量が万年の時間スケールで変化する、いわゆるミランコビッチ・サイクルの話が簡単にはいる。水循環の話も簡単にはいる。それから第2章の残りで海洋の循環、第3章で大気の放射散乱・吸収・射出(の現状)と大気の大循環を概観する。大循環ではハドレー循環のほかにフェレル循環と極循環にもふれているが、温帯の循環の特徴の説明はむしろジェット気流に注目したものになっている。

第4章では、まず、温室効果のしくみを空間0次元のエネルギー収支モデルを使っていくらか定量的に論じる。また、雪氷アルベドフィードバックがあるために気候が多重平衡や履歴現象をもちうることを南北1次元モデルを使って論じる。火山噴火の影響の話もあるが、短い文章のうちに地球史上のむかしのことや最近のことを行き来している。そして、気候モデル(天気の数値予報モデルもほぼ同じ)と、それによる過去の気候の再現や、未来の気候の予測型シミュレーションの話がある。(気候モデルの中のプロセスの説明がほとんどないのは、気象の話がまだだから、やむをえないだろう。)

第5章は、気象の観測データが、どのように観測、通信、保存されているかという話だ。観測のうちわけは、観測機器がどこに置かれるかで、地上、海、上空、人工衛星と分けている。たとえば、地上におかれたレーダーから電波を出して上空の雨粒の情報を得るのは「地上」のグループにはいっている。気象データは気候の目的にも使われるが、その場合に要求される観測データの品質は天気予報の場合とはちがってくるという件にも少しだがふれている。

第6章は統計の話と(応用数学用語としての)「カオス」の話。これをいっしょにしたのは、天気予報について、決定論的な予測には限界があるが、確率的な予測ならばもうすこしさきに進める、という話につながるからだ。

第7章は雲と降水(雨や雪)の話。放射収支に対する雲の役割からはじまり、雲粒ができること(ここの説明は簡単すぎると思うが)、雲の分類、霧、降水、激しい雷雨の話が続く。

第8章は「天気のしくみ」。大気にはどんな力がはたらいているか。気温の鉛直分布が対流に対して安定か不安定か。ただし対流には水の凝結がおこる場合とおこらない場合がある。渦については「角運動量の保存」をおさえたうえで、竜巻と台風を見ていく。それから温帯低気圧の話になるのだが、温帯低気圧という概念を説明しないでその内部構造である前線の話になってしまう。

第9章は「極端な気象」。災害をもたらす原因になりそうな気象現象をとりあげる。高温(熱波)、干ばつ、低温(寒波)、洪水、暴風雨、強風。そして、地球温暖化のせいで極端現象がふえているかどうかの「アトリビューション」という考えかたに簡単にふれている。

第10章はおもに、いまどきの天気予報がどのような技術をつかっておこなわれているか、どんな表現がくふうされているか、という話。そのあと最後に、気象や気候を改変する技術の話。気象改変としては人工降雨を紹介し、それは「いずれ降ってくる雨のタイミングをすこし早めているにすぎない」という批判にもふれている。気候改変の話は簡単だが、長期的影響が見通せないという心配をも伝えている。

訳語は、訳者が海洋物理学を専攻した人なので当然ながら、よく選ばれている。

ただし、第4章、84ページの「背面放射」は奇妙な気がした。英語のback radiationの訳にちがいないのだが、このbackは背面というよりも、地表からの上向き放射に対する「帰り」だと思う。ただし日本語の定訳は思いあたらない。「下向き放射」か「大気放射」のような表現をしていると思う。

ボックス8.3、194-195ページと本文196ページの「シヌーク」は、「フェーン」と同じ現象のアメリカでの呼びかたとされているので、(これでいけないわけではないが)本書の翻訳方針ならば「フェーン」にしたほうがよいと思った。巻末の用語集には「フェーン」のほうの項目がたてられている。

これは技術の件だが、ボックス10.1、254ページの「天気予報相互表示システム」は変だ。参考文献のRuth (2002)の表題になっているInteractive Forecast Preparation ならば、「対話型天気予報材料作成(システム)」といったところだと思う。(ただし、この「対話」は人間と機械の相互作用。)

参考文献は、専門の論文からしろうと向けの解説までさまざまだ。本書の文献リストは英語版のままだが、ここにわたしが気づいた範囲で日本語版のある本の情報をあげておく。(ただし、わたしの判断として、Dyerの本、Hansenの本は初学者にはお勧めしない。)

また、わたしが英語の本を読んだ読書メモをあげておく。

折り返しのあとにくわしい目次をつける。

== 目次 ==
訳者まえがき
お話を始めるまえに
謝辞
目次
序章 これからお話ししたいこと
第1章 熱を感じて
– 地球は太陽に照らされている
– [ボックス 1.1] 電磁放射
– 生き生きとしたこの地球は太陽のおかげ
– 黒体放射
– 温室効果
– 熱の移動
第2章 空と海のもとで
– 地球表面の放射と特性
– [ボックス 2.1] 物体の「白さ」
– [ボックス 2.2] 炭素循環
– 公転軌道がもたらすゆるやかな影響
– 水の循環
– 海洋大循環: 海洋が熱を運ぶ
– – 海は層をなしている
– – 塩分
– 地球規模のコンベアー・ベルト
– エルニーニョと南方振動
第3章 わたしたちの空気
– 成分と構造
– [ボックス 3.1] 潜熱
– 吸収と放射
– 対流圏でおきている大気の循環
– – 低気圧と高気圧
– – ハドレー循環
– – その他の循環
– – ジェット気流
第4章 変化する地球
– 地球を温室にたとえると
– 地球のエネルギーバランスモデル
– 雪玉地球
– すべてが変わる
– 大循環モデル
– – 未来への小さな一歩
– – 天気の数値予報
– – 気候モデルの進化
– – モデルの正確さ
– – 過去と未来の気候変化
– 気候と気象の未来
第5章 データを集める
– データ収集の進歩
– 地表付近の気象データ
– 海面のデータ
– 大気のデータ
– 宇宙からデータを集める
– データの保存と転送
第6章 統計的にいえば….
– 統計学は、確率的には身の回りのどこにでもある
– 測定にともなう誤差
– 初期条件とカオス
– 「でたらめさ」とカオスに囲まれた気象予測
第7章 ここでまとめて雲と雨と雪の話をしよう
– 雲は決定的に重要だ
– 雲を分類する
– 霧
– [ボックス 7.1] 視程
– 降水現象
– 激しい雷雨
– [ボックス 7.2] スーパーセル
第8章 天気のしくみ
– ここまでのお話
– [ボックス 8.1] 海風
– いろいろな力
– [ボックス 8.2] コリオリの力
– いろいろな気温減率
– [ボックス 8.3] シヌーク
– この世に静穏なものなんてありはしない、君は自分の歌を大声で叫べ
– 渦に飛びこむ
– じん[塵]旋風
– 竜巻
– 台風
– 大切な前線の話
第9章 極端な気象 — これが新しい「ふつう」の姿なのか
– 熱を感じて
– 干ばつ
– 寒波から逃げろ
– 水、水、水、…
– 暴風雨
– 不幸の風
– 地球温暖化のせいなのか
– [ボックス 9.1] ブロッキング
第10章 天気予報の世界
– 予報はどんどん進歩している
– 気象産業
– [ボックス 10.1] 天気予報相互表示システム
– 天気予報の顔
– 気候を変える
「きょうのお天気」は、これでおしまい
付録
– – 太陽からの電磁放射
– – ガラス板でふたをされた花壇の計算
– – 大気層が薄い場合のエネルギー収支
– – 地球のエネルギー収支
– – 水滴が浮かんだ大気の視程
– – あられやひょうの大きさ
用語集
注釈
参考文献
索引

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