Gerald R. North (2020) The Rise of Climate Science

  • Gerald R. North, 2020: The Rise of Climate Science — A Memoir (Kathy and Ed Cox Jr. books on conservation leadership). Collage Station TX USA: Texas A&M University Press, 306 pp. ISBN 978-1-62349-867-2. 出版者サイトのこの本のページ https://www.tamupress.com/book/9781623498672/

2020年の新刊。本自体には発行月日が見あたらないが、版元ウェブサイトによれば (14月10日はありえないので) 10月14日だ。わたしは2020年5月ごろ近刊情報をみた。そこでは、8月出版予定となっていたと思う。わたしにとってはいろいろ縁のある人の著書なので、10月はじめに日本の洋書通信販売で注文可能になってすぐ注文したら、11月19日にとどいた。

常勤職を引退して非常勤の名誉教授となっている学者の、自伝あるいは回顧録のような本だ。環境保全に功績のあった人についての本のシリーズを出すという趣旨で大学出版会に寄付があって、その一冊として出版されたらしい。

気候への物理的アプローチの発達を、当事者の目から知ることができるという点では、Manabe & Broccoli (2020) Beyond Global Warming [読書メモ]と同様なのだが、Manabe & Broccoli の本が気候科学の知識内容の教材としても有用なのに対して、本書はそうでもない。今後数十年の気候変化 (地球温暖化)のみとおしについての知識提供(第13章)はあるが、IPCC第5次評価報告書(2013-14年)の要点と、テキサス住民むけの補足だけで、その論拠についての議論はあまりない。

ソ連を訪問したときの経験など、興味深いエピソードはいろいろある。大学の学科経営についての経験も、科学アカデミーの下の委員長として報告をまとめた経験も、たまたまうまくいった面もあるので、かならずしも手本にはならないと思うが、それに関心のある人には参考になるかもしれない。

著者が気候を専門とするようになったきっかけは、1974年にサバティカルでNCARに1年間滞在したことだった。本書はだいたい時系列順にかかれているのだが、NCARでの経験は特別に序章でとりあげられている。【そのおおすじはわたしはまえに著者から直接きいていて、別ブログの[2012-11-23 各専門は、それを副専門にする人のための研修の場を]の記事で例にあげた。ただ、そのときは思いちがいをしていたところがあって、きょう訂正した。】

著者は1938年にTennessee州に生まれ、自宅からかよえたUniversity of Tennessee (Knoxville)に入学した。はじめは化学を専攻したが化学がすきになれず(その大学の先生のおしえかたがあわなかったようだが)、物理に専門をかえた。学生でありながら Oak Ridge 国立研究所で研究体験ができる制度があった。熱核融合の研究室で、その実験に関連する理論計算のコンピュータ プログラミングを(女性の技術者が担当していた仕事を分担する形で)した。

Univ. of Wisconsin の大学院、Penn State Univ.でのpost-doc研究員をへて、University of Missouri – St. Louis の物理の教員になった。これは Univ. of Missouri – Columbia とは同じ経営体の下ではあるが別のちいさな大学だった。著者たち若い物理教員たちは、物理の教育の幅をひろげるために勉強した。著者がNCARで研修しようと思ったのもそういう動機だった。

そのころ、NCARは、気象学から気候の科学に対象をひろげようとしているところだった。そして、ソ連のMikhail I. Budyko と アメリカのWilliam D. Sellers が、それぞれ、南北1次元エネルギー収支気候モデルによって、地球の気候は、複数の安定状態とその間の不安定状態をもち、激変する可能性のあるシステムだ、と論じていたことが話題になっていた。BudykoもSellersも、おもに、地表面(地面や海面)のエネルギー収支の各項について、観測データをつなぎあわせながら、全世界の分布をしめしてきた人だ。地表面のエネルギー収支を大きく変える要因として、雪氷(積雪・氷河・海氷)がある。雪氷の存在する条件は温度によって変化する。だから雪氷は気候にとって正のフィードバックをもたらしうる。

ところが、Budykoのモデルは直観的すぎるところ、Sellersのモデルはこの議論のためには必要以上に複雑なところがあって、そこから研究をすすめる道具としてはうまくなかった。Northは、物理数学(物理学でひろくつかわれる数学)の観点で、モデルをつくりなおし、システムの安定・不安定の議論ができるようにした。

わたしは 1983 年に東大に滞在中の真鍋淑郎さんの講義のなかでBudyko-Sellers型モデルの話をきいた。そこで参考文献にあげられていたのが、North, Cahalan, Coakley (1981)のレビュー論文、当時最近の研究例として紹介されたのが、North, Mengel, Short (1983)の水平2次元モデルの論文だった。わたしが教えるたちばになって、それを教材につかった。阿部・増田 (1993)の第2節「エネルギー収支モデルと雪氷アルベドフィードバック」は、おもに、真鍋さんの講義とNorthさんの著作の議論の要点を再現しようとしたものなのだ。

Northさんは、1978年に、MarylandにあるNASAのGoddard Space Flight CenterのLaboratory for Atmospheres にうつった。【当時は … Atmospheric Sciences で GLAS、のちに Atmospheres で GLA になったはずだが、本書では、Atmospheres, GLASという形でとおしている。】 所長は David Atlas だった。当時そこには、気象をふくむ地球科学の理学的研究者はすくなかったが、Milton (本書では Milt) Halemの modeling branch には、アメリカ全国で知られた気象力学や気候モデルの研究者たちが出入りしていて、専任にくわわった人もいた。また、マイクロ波リモートセンシングの研究室では、地球観測に役だつ技術研究がされていた。

著者はそこで、エネルギー収支気候モデルと、それによる氷期などの古気候についての理論的考察を、自分のプログラミング能力ではできなかった2次元モデルにひろげることができた。地質の証拠にもとづく古気候研究についての勉強にでかけたり、ソ連に行ってBudykoをふくむ研究者と議論したり、氷河を見学したりもした。

NASAの研究所だから、人工衛星ミッションにもかかわることになる。1984年にNASA内で地球観測の衛星ミッションの提案公募があった。マイクロ波リモートセンシング研究者の Otto Thiele, Tom Wilheit とともに、雨をはかる提案をつくった。それは日本の宇宙開発事業団(当時)・電波研究所(当時)と共同のTropical Rainfall Measuring Missionになった。【NASAの事業のうちでの地球観測の位置の変遷については、Conway (2014)が論じている。TRMMについての日本側からの概説は、寺門 和夫 (2015) 『宇宙から見た雨 — 熱帯降雨観測衛星TRMM物語[読書メモ]にある。わたしのかかわりもその読書メモに書いた。アメリカ側でTRMMの自然科学的知見を得る研究の代表者になったのは Joanne Simpson だった。Sarah Dry (2019, 日本語版2020) Waters of the World (『地球を支配する水の力』) [英語版の読書メモ][日本語版読書メモ]に出てくる。】

NASAは国の役所なので、研究職でも年長になると、管理職的業務がふえてくる。Northさんは、それをさけて大学にもどることにし、1986年(らしいのだが本書を見たかぎりではよくわからなかった)に Texas A&M (TAMU) の気象学科にくわわった。当時のTAMUの気象学科は、すぐれた学者がいたのだが、空軍軍人の学士レベルの技術研修をひきうけていたせいもあって、教育業務に追われ、研究や大学院教育がうまくいっていなかった。Northさんは、まず自分よりもうわての Ed Zipser を学科長にむかえ、1995年から8年間は自分で学科長をつとめ、研究と大学院教育がまわるように改造していった。学科名も Meteorology から Atmospheric Sciences にかえた。

Northさん自身のグループの研究としては、一方ではTRMM関連の仕事をつづけた。また、統計学の授業を担当しなければならなくなったことや、気象の授業を聴講にきていた数学の若手の客員教員【Sam Shin-Poo Shenとなっているが、2019年に出たClimate Mathematics [読書メモ]という教科書の著者のSamuel P. Shenと同じ人にちがいない】と共同研究できたことなどをきっかけに、気象・気候に関する統計の研究をした。経験的直交関数(EOF)のサンプリング誤差に関する研究をし、広く知られた。TRMMのサンプリングの研究もした。大学院生や若手だった共同研究者には、アジア系の名まえが多い。出身は韓国、香港、中国本土など多様だ。日本出身者としては、TAMUの海洋学で博士をとってpost-docになっていた中本 正一朗 さんの名まえが Sho Nakamoto として出てくるが、いっしょにやった研究の内容 (衛星観測の誤差に関するもの)の話題だけで、人物に関する話題はなかった。

古気候の研究もつづけた。地質学出身の Tom Crowley を(当初はNASAなどから研究費をもらう受け皿としてつくった会社の人として、のちにはTAMUの教員として)むかえて、いっしょに本 (Crowley & North 1981 Paleoclimatology, Oxford U.P.)を書いた(おもに書いたのはCrowleyで、Northは気象学の概念との調整を担当した)。

学科長の任期をおえたあと、2014年までは教授にとどまったが、研究活動のはばは縮小した。しかし、さまざまな組織運営の役員としての仕事をたのまれた。

2006年に、科学アカデミー (NAS)会長のCiceroneから電話がかかってきた。(会長本人からだったのは、学者としてのCiceroneの専門にわりあい近い分野の話題だったせいもあると思うが。) 最近千年間の気候変動の実態に関する、いわゆる「ホッケースティック曲線」についての議論について、科学の観点からのレビューをする委員会の委員長をしてほしいということだった。アカデミー会員で委員会にくわわった J. M. (Mike) Wallace と Robert (Bob) Dickinson、おそらく Wallace による人選だったにちがいない。【たしかに、大気の力学に基づくデータ解析が専門の Wallace よりも、古気候と統計で実績のある North のほうがこの問題を整理する仕事にふさわしい。】【ところで、本書序章によれば、Wallaceは、著者と同じ時期にサバティカルでNCARに滞在し、(本書には文献情報がないが) のちに Wallace & Hobbs (1977, 2006) Atmospheric Science — An Introductory Survey となる本の原稿を書いていた。著者はその原稿を読ませてもらって、気象学に早くなじむことができたのだった。】

著者は、温暖化懐疑論者として知られる人のうちから、科学的な話が通じそうな人として、John Christy をえらび、くわわってもらった。統計学者にも、堆積物や年輪や氷河や数値モデルによって古気候を研究している人にもくわわってもらった。そして、その年の6月の国会でのヒアリングにまにあうように報告書 (NRC, 2006)をまとめた。短期間で書かれたものだから、わりあい簡単な内容ではあるが、「ホッケースティック曲線」とよばれた Mann ほかの研究だけを論じるのではなく、それをふくむ問題領域の(当時の)学術知識をレビューするものになっている。

【いわゆる「ホッケースティック曲線」の件についてのわたしの認識は、[2018-04-06 「ホッケースティック曲線」をめぐる話題の整理][2010-02-27 ホッケースティック幻想、反ホッケースティック幻想][2005-07-12 (その後たびたび部分的改訂) ホッケースティック論争]のページに書いた。】

文献 (上の本文中から読書メモにリンクしたものは省略した)

  • 阿部 彩子, 増田 耕一, 1993: 氷床と気候感度 — モデルによる研究のレビュー。 気象研究ノート, 177号, 183 — 222. [著者(増田)によるHTML版]
  • Erik M. Conway, 2014: Bringing NASA back to Earth: A search for relevance during the Cold War. Science and Technology in the Global Cold War (Naomi Oreskes & John Krige eds., The MIT Press), Chapter 8. [読書メモ]
  • National Research Council (NRC), 2006: Surface Temperature Reconstructions for the Last 2,000 Years. Washington DC: National Academy Press, 180 pp. NRCの中のBoard on Atmospheric Sciences and Climateのもとにつくられた Committee on Surface Temperature Reconstructions for the Last 2,000 Years の報告書。https://www.nap.edu/catalog/11676/ に PDFファイルがある。
  • G. R. North, R.F. Cahalan and J.A. Coakley Jr., 1981: Energy balance climate models. Reviews of Geophysics and Space Physics, 19, 91 – 121. doi: 10.1029/RG019i001p00091
  • G. R. North, J.G. Mengel and D.A. Short, 1983: Simple energy balance model resolving the seasons and the continents: Application to the astronomical theory of the ice ages. Journal of Geophysical Research, 88: 6576 – 6586. doi: 10.1029/JC088iC11p06576

折りかえしのあとに くわしい目次をつける。

== 目次 ==
Contents
Foreword /Andrew Sansom (series editor)
Introduction
– Boulder and the National Center for Atmospheric Research
– NCAR
Chapter 1. Appalachian Origins
– Early Life and Family
– World War II
– Latchkey Kid
– Adolescence
– High School
Chapter 2. University and Oak Ridge Days
– University of Tennessee
– Co-op Student at Oak Ridge
– Married Life
– Losing the Taste for Chemistry
– Transision to Physics
– Direct Current Experiments
– DCX-2 and the Physicists
– My First Publications
Chapter 3. The Love of Physics and More
– Graduate School
– Postdoc at Philadelphia
– Physics Professor
– Politics
Chapter 4. Woods Hole and Paleoclimatology
– Woods Hole
– Paleoclimatology
– Paleoclimate Data
– Cores from the Sea Floor
– Paleoclimate Findings
– Earth’s Orbital Changes
Chapter 5. Tashkent and Glaciers
– Getting to Abramov Glacier
– Glacier Science
– Samarkand
– Return to St. Louis
Chapter 6. Leningrad Summer, 1977
– Summer in Leningrad
– The Key
– Another USSR Trip: Tbilisi
Chapter 7. Camelot: NASA / Goddard Laboratory for Atmospheres
– Dave Atlas’s Laboratory
– Earth-observing Satellites
– Moving In
– Building and Diversifying GLAS
Chapter 8. Adventures of a Government Scientist
– Adnustments
– Our “Home Run” Paper in Statistics
– Two-Dimensional Climate Model of Planet Earth
– The Sun and Climate
– An Adventure in Leningrad
– Peat Bogs and Pottery
– More USSR Encounters
– Marriage and Beginning a New family
Chapter 9. Traveling Salesman for Tropical rainfall Measuring Mission
– Otto Thiele
– Tom Wilheit
– Tropical Rainfall Measuring Mission
– Study Scientist
– Japanese partners
– TRMM and Climate Science
Chapter 10. Return to Academe: Last Stop
– Leaing Camelot
– Global Positioning Satellite Proposals
– Big Science in America
– Progress in Climate Science
– Estimating Climate Parameters
– Playing with General Circulation Models
– Detecting Faint Climate Signals
Chapter 11. Texas A&M University and Academics
– Why Texas A&M?
– Texas A&M and Meteorology
– Beginnings of a “New” Department
– Distinguished Professors
– Department Head and Hiring
– Department Acheievements
– Brief Self-Study
– Consulting Experience
– Trends in Academia
Chapter 12. Geezer Gigs
– Endowed Chair
– Call from Ralph Cicerone
– The Committee and Its Work
– Congressional Testimony
– Solar Effects Committee
– A Fox News Interview
– National Committees
Chapter 13. The Future Climate
– Statements on Climate Change
– Editing
– Thermodynamics Book
– TIAS Faculty Advisory Committee
– TAMU Press Faculty Advisory Commitee
– A Book Club
– Climate Projections
– IPCC Assessment Report Five (AR5) Summary
– – Projections
– – Global Avarage Temperature
– – Sea Level Rise
– – Ocean Acidification
– – Permafrost Melting
– – Poleward Amplification
– – More Continental Heating
– – The Mid-Latitudes and the Subtropics
– – Tropics
– – The Cryosphere
– – El Niño Southern Oscillation and Other Oscillations
– – Unknown Feedbacks
– – Wild Fires and Precipitation
– – Texas Climate and Its Future
– – Geo-Engineering
– Summary
Chapter 14. Summing Up
Acknowledgments
Annotated Bibliography
– Books and Articles about USSR, Russia
– Memoirs, Biographics, and References about Writing
– Books about Folk History and Opinion
– Science Biographies and Other Science References
– GRN’s Most Cited Papers (Science Citation Index)
Index

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