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気候

248号目次〜気候との新しい付き合い方〜

km

総論

エルニーニョ

4

ブロッキング
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テレコネクション10

空間スケール

特集

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気候とは何か

温暖化
環境変動

総観規模
高低気圧

103

メソスケール
低気圧

102

雷雲

101
100

十年規模変動

モンスーン
変動

重力波
対流雲
乱流

10-1
日

週

月

季節

年

長期予報

十年

近未来予測

時

週間予報

分

東京大学大気海洋研究所/教授

短期予報

KIMOTO Masahide

短時間予報

木本 昌秀

百年

時間スケール

地球は人間にとって住みやすい奇跡の惑星である。人類に好適な気候はどのように成り立っているのか、異常気象などのゆらぎはどのように生ずるのか、あるいは、人間活動による気候変化についてわれわれはどのように考え、適応、対応してゆけばよいのだろうか。

図2

気象現象の時間・空間スケール

で、低緯度から高温の空気、海水が高緯度に、また、数日してジェット気流が南へ蛇行した部分が通過する

め、地球はその表面に毛布をかぶったような形にな

高緯度からは低温の空気、海水が低緯度に移動して時には寒くなる。日本では2010年の春、その前の冬

季節の変化はいつの年でも美しく、花を愛で、新り、毛布の下の地表面は摂氏プラス15度、すなわち、放射エネルギーの不均衡を緩和してくれているのでの数十年に一度という北半球規模の寒冬のなごりと緑を楽しむとき、四季の美しい日本に生まれたこと

東京の4月中旬の平年値程度の誠に住みやすい惑星ある。

南からのエルニーニョの影響で、寒暖の差が大きく、に幸せを感ずる。じめじめとした梅雨ですら、作物になっているのである。宇宙からは、雲の上あたり空気の動きをわれわれは風と呼んでいる。海から関東では4月の遅い降雪のタイ記録、天候不順のたに滋養をもたらし、盛夏の訪れとともに旨いビールがを平均気温－18℃と見ていることになり、先ほどのの水蒸気を含んだ風は、低温の上空へ上昇するとき、め野菜が高騰するなどわれわれの生活にも大きな影飲めることを思えば、一興であろう。

単純計算と矛盾はしない。

雲を作り、雨を降らせる。天気、気象の変化、その長響を与えた。

気候とはかんとう

気候とは、気温や降水量など日々変化する気象要

さらに地球の各地をくわしく見ると、赤道付近の低素の長期間の平均を指す。平均期間の取り方は、話緯度では地面が太陽に正対しているので、受ける太の文脈によって変わりうるが、気象機関が異常気象

陽光エネルギーは、地面が（ほぼ直進してくる）
太陽

地球の気候をさらに多様で興味深いものにしてい異常天候の話が出てきたが、地球上で空気は実にや災害などを調査する場合には、人の一世代、30年光に対して斜めになってしまっている高緯度よりも大るのは、ユーラシアやアメリカなどの大陸の存在が海さまざまな空間、時間規模で変動しており、これが、間を取ることが多い。世界の各地、各季節での30きい。先ほど地球全体の温度を考えたときのように、陸分布を経度方向に大きく変化させているからであ

日々の天気の変化、異常天候、さらに長期の気候変

年平均値を気候値とし、年々でそこからずれた分を地球が宇宙に射出する赤外線だけがこれにつりあうる。同じ緯度でも、大陸の東海岸と西海岸では、気動をもたらしている。コーヒーカップにミルクを注い（平年）偏差と呼んでいる。日本だけでなく、世界のとすると、赤道は実際より灼熱、極域は現状にまして候はかなり違う。東京とほぼ同じ緯度にあるロサン

でかき混ぜると複雑な（だが美しい）模様が見える

各地で平年の季節変化は顕著であるが、年々の偏極寒となってしまう。

ゼルスで、平年気温が14〜23℃に収まり、年間降水量が、衛星の写真でも見られるように、地球の大気も期平均としての気候は、このような太陽エネルギーの地球内での再配分過程として生じている。

さまざまなスケールでの気候のゆらぎ

ちぢ差、ゆらぎもまた大きく、30年に一度あるかないか

この緯度による不均衡を多少なりとも緩和して、よが380mm程度であるのに比して、東京では、それぞ千々に乱れている。流体力学でいうところの乱流での大きな偏差を記録したときには、異常気象と呼ばり住みやすい星たらしめているのが、大気や海洋のれ5〜27℃、1,470mmであることだけでも様子はおある。手が付けられないほどに乱れておれば、統計れている。

運動である。これらは地球上を動くことができるの分かり頂けよう。一般に、大陸東岸は寒暖差が大き的な記述しか成り立たないのであるが、幸い、先にく、降水量も多いが、西岸は温和で雨も少ない。大述べたような放射の緯度分布、大陸規模の強制要因

陸と海の分布により、低緯度と高緯度の寒暖の境目などがあるので、秩序だった部分も多く、したがって、も経度方向に大きく蛇行しているからである。ちな

天気予報や、気候学といった学問の余地もあるのでみに、地球規模でのこの高低緯度の寒暖差の大きいある。

気候のなりたち
地球の平均気温は、太陽から受ける放射エネルギ
ーと地球がその温度に応じて宇宙へ射出する放射エジェット気流ネルギーのつりあいの結果決まっている。万物は、冷ところには、そのしるしとして上空をジェット気流が吹ジェット気流が流れているような中緯度では、ジェその温度に応じた波長帯の電磁波を射出するが、太いている。寒暖差に伴う気圧の差につりあうよう風ット気流の流体力学不安定により、日々の天気変化を陽光は高温であるので波長が短く、相対的に低温なが吹くからである。

もたらす高低気圧波が生じることはよく知られてお暖

地球はより波長の長い赤外線を射出している。
このつりあいを単純に計算すると、地球の平均温

太陽放射度は、摂氏マイナス18度、ということになるのだが、地球放射

大気中にわずかに含まれる二酸化炭素や水蒸気が赤外波長域の放射を吸収、射出する性質を持つた008

Civil Engineering Consultant

VOL.248 July 2010

図1

太陽放射
（赤）
、地球放射
（黒）と地球の気候

日本上空は、世界中でもジェット気流のもっとも強り、一週間程度なら天気予報は可能である。あらゆい場所であり、春や秋は、移動性高低気圧に伴うジる予測の常で、先にゆくほど予測誤差は大きくなってェット気流の細かい蛇行の通過とともに天気がほぼゆくが、ある日ある町の天気予報が意味をなさなくな周期的に変化する。ジェット気流が北へ蛇行している一カ月やそれ以上先でも、一週間以上の天気変化

る部分に日本が覆われれば相対的に暖かくなるが、の平均としての「天候」の変動なら、ゆっくり変化する
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VOL.248 July 2010009

図3 1カ月予報で予測誤差が広がる例（黒実線は観測値、色は少しずつ異なった初期値から予報した値；気象庁HP資料）

明日の天気もろくに分からないのに、今後百年の経験してきた。氷河期と現在のような寒氷期の温度温暖化がわかるのかといったご指摘を耳にすること差は10℃に達する。しかし、100年で数度というようがある。もっともな部分もあるが、明日の株価の話なべらぼうな速度の変化はおそらく初めてであり、
そと、次の彗星が近づく時期をごっちゃにしているようの速度は、生態系（や人類社会）の自然適応を困難になところがある。百年先の温暖化予測のときは、あするものである。

る日ある町の天気の話でなく、大陸規模の平均気候

一方で、定量的な適応、緩和策の立案には、現在の現在値からの変化が議論されているはずである。の予測精度は不十分であろう。平均気温の上昇幅に日本の天候の一カ月予報は難しいが、エルニーニョも大きな誤差幅がつくが、異常気象や豪雨などの極現象が半年後に起こるかどうかは、近年よく当たる

端な気象現象の起こり方にどのような地域でどのよようになってきた。

うな変化が起こりうるのか、現在の予測は満足な答

少し横道にそれてしまったが、天気、気候は色々えを与えていない。気温や降水量の（ゆらぎの部分な時間スケールでゆらいでいる、変動しているといも含めた）変化が社会の各方面で具体的にどのよう海洋の影響などを加味して多少の予測可能成分はうことを強調したかった。これらのゆらぎは、気候な影響を及ぼすかの評価（影響評価）も気象要素のあると考えられる。このような長期予報の分野は、防を形成する、大気、海洋、陸面、雪氷などからなる気予測以上に重要である。

災の観点からも、また、学問的な観点からも挑戦し候システムに本来的な、自然の変動である。なにしがいのある分野である。

ろ自由度の大きなシステムであるため、複数の過程

図5 世界の平均気温の予測（IPCC, 2007）

やや手前味噌になってしまうが、30年前にはエルニーニョの予測など夢であった。季節予報も統計と気象や気候の一つの大きな特徴は、時間なら数十が定常にバランスすることなどありえず、常に大まか秒から数百年以上、空間的にも数mから地球の大きな気候平均値のまわりをゆらぎ続けているのであ温暖化を引き起こしつつあることが、問題になって化するなど研究テーマにすらなっていなかった。しさにあたる数万kmまで、広い時空間領域にさまざる。30年に一度以下の低頻度現象が異常気象と呼いる。産業革命以後、とくに20世紀後半以降の化石かし、いまでは、コンピュータ上の気候モデルがこれまな特徴的な現象が生じ、それに応じた気象や天候ばれることは先に述べたが、異常気象がときどき生燃料燃焼や森林伐採による大気中への二酸化炭素らの課題に次々と挑戦しつつある。もちろん、この進のさまざまなスケールのゆらぎが生じることである。

ずるのが平常であるのが地球の気候である。

等の温室効果ガス放出が陸上生態系や海洋による歩は、コンピュータの高速化だけでなく、観測的研究自然の吸収能力をはるかに上回っているため、大気にも裏付けられたものである。近年では、大気、海中濃度が数十年以上の時間スケールで増加し続け洋の動きだけでなく、大気汚染物質や化学成分の反ているのである。

応、海中、土中の炭素などの行方も含めた統合地球

移動性高低気圧に伴う明日明後日の天気予報はまあまあ当たるのに、ゲリラ豪雨と呼ばれるような局人為要因による気候変化経験にもとづいたもので、温暖化して台風がどう変

地的短時間豪雨の予測が難しいことは、後者に伴うさて、これまでに述べたような自然のゆらぎです

個々の積乱雲スケールの観測と予測が極めて困難だ

ら、豪雨、洪水、干ばつや寒波、熱波など、人間社会現在までの研究知見をまとめた気候変動に関する環境モデルが動き始めた。われわれも、2013年に予からである。したがって、天気予報、気候変動予測とにとって有用な予測はなかなかおぼつかないのであ

政府間パネル（IPCC）の報告書によれば、今後20年定される次期IPCC報告書へ貢献すべく、炭素循環、いっても、予測の時間スケールによって対象となる気るが、近年はこれに加えて、人間活動そのものが気間全球平均で0.4℃程度の温暖化は避けがたく、抜自然変動も含めた近未来予測、豪雨、台風など極端象現象は異なってくる。

候の数十年〜数百年にわたる長期変化、具体的には本的な排出緩和策が取られなければ、気温上昇は現象の予測をターゲットとして新しい予測計算を鋭加速する。温暖化に伴い大気中の水蒸気量も増え意行っているところである。

るため、日本の梅雨期や台風など雨の降る時期・場

このような進歩を背景として2009年には、1979年

所では降雨強度の増加が懸念される。海面水位のと1990年以来3回目の世界気候会議が開かれ、気候上昇や、農水産業への影響、熱帯性伝染病の北上な予測科学の推進と予測情報の社会・経済・政策へのど、予測に大きな不確実性はあるものの、全人類的活用推進が議論された。気候予測も天気予報並みな適応と緩和策の即時実施が求められているところに社会への貢献を意識できるレベルに近づきつつである。

あるということであろう。

われわれは、複雑な気候システムの変動のメカニ
ズムの理解からはほど遠いのではあるが、現時点での科学的知見に照らして、人為要因による地球温暖幸いなことに、地球温暖化といっても日本から四化への対策を遅らせてよいと考える要素は無いとい季がなくなるほど劇的な変化ではないし、人類の知える。ことに、大量の温室効果ガスをすでに排出し恵は、かならず有効な緩和策、技術を産み出せるもてしまっており、排出量の減少傾向の開始が確認でのと信じている。しかし、気候は変化しつつある。

きていない現状では、ある程度の温暖化に対する適われわれの自然に対する意識も、社会や役所や企業応策の実施は世界の、そして社会の各方面で喫緊でのあり方も、価値観も国際政治も、すべていままでのあると考えられる。

ままではうまくないであろう。必要以上に怖れず、し確かに地質学的な数千年〜数十万年以上の時間
図4 気候システムの模式図

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変化する気候、そして人間社会かし、侮らず、変化に対応してゆかねばなるまい。

スケールでは、地球はかつて数度以上の気候変動を
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