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気象現象のこんな話あんな話
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成層圏では何が起こっているか |
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大気の最も下層にあるのが対流圏で、そのさらに上空に形成されて いるのが成層圏である。その成層圏においてオゾン層が、太陽の強 力な紫外線放射から地上の生物を守ってくれている。ではどのよう に。その仕組みはこうなっている。 地上の植物や藻類が作った酸素は対流圏を駆け上って成層圏に達す ると強力な紫外線を浴びて光分解され、O2がO＋Oとなり、近くのO2 と結びついてO3すなわちオゾンとなる。そしてこのオゾンが再び紫 外線によって分解され、O2とOに分かれる。そしてまたOとO2が結び ついて････。こうして成層圏では、オゾンの生産と消費が同時に進 行して平衡状態を作っているのだ。このような成層圏での光分解に 紫外線のほとんどが消費されることで、紫外線は地表に届くことが ない。これがオゾン層が見せる紫外線吸収の仕組みである。 成層圏で紫外線による光化学変化を受けるのは、酸素ばかりではな い。地上の微生物が作り出したメタンは壊れにくいまま成層圏に運 ばれて光分解され、水と炭酸ガスに変わる。この成層圏における水 と炭酸ガスが大気の温度を決めるのに重要な役割を果たしている。 さらには、火山爆発で成層圏まで届いた亜硫酸ガスや、工場や生物 が作り出したもののうち水に溶けにくいために成層圏まで運ばれた 亜硫酸ガスは、光化学反応で硫酸ミストと呼ばれるエアロゾルとな る。地上の光化学スモッグと同じものだ。 硫酸ミストとは、有毒な二酸化硫黄が、大気中において微細な浮遊 粒子の表面をおおっている水の膜に溶け、紫外線による光化学反応 によってさらに毒性の強い三酸化硫黄となったものである。いわば ｢硫酸の霧｣ともいえるものだ。またエアロゾルとは、気体中に固体 や液体、もしくは両者が接合した細滴が分散している状態をいう。 成層圏にあって 地球全体をベールのように覆っている層を｢成層圏 エアロゾル層｣と呼ぶ。このように見てくると成層圏は､紫外線によ る光化学反応工場とさえ感じさせられる｡まるで化学工場のようだ｡ |
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現代と未来の天気予報 |
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現代の天気予報は、最新の科学技術を駆使している。そのひとつは 全世界からの気象データ収集であろう。ではどのようなデータを集 めるのだろうか。しかしその前に、現代天気予報の起源ともいうべ き事柄をあげてみよう。 まず、17世紀初頭にG.ガリレイが温度計を発明し、1643年には弟子 のE.トリチェリが気圧計を発明した。これにより機器を使った気象 観測が始まったのである。そしてO.ゲーリケは気圧が下がると暴風 が来るという経験知を活かし、1660年12月６日、初めて気圧計によ る暴風襲来の予報に成功した。その後、交通や通信の発達によって 各地の気象観測データ収集が可能となり、これをもとにやがて天気 図が作られるようになっていった。 現代における天気予報のためのデータは、衛星から、地上から、船 から、海上から集められる。中でも地上の小規模気象現象を実測す る気象庁の 自動気象観測 システム ｢アメダス(AMeDAS＝Automated Meteorological Data Acquisition System)｣の果たす役割はきわめ て大きいといえるだろう。 全国におよそ1300ヶ所に及ぶ無人観測所を作り、雨量についての情 報は 1.7km四方に１ヶ所、風・気温・日照については21km四方に１ ヶ所ごとに計測している。これだけきめの細かい気象観測ネットワ ークを活用しているのは日本だけだという。これは日本が南北に長 く多彩な天候を作り出す環境にあることを示している。 こうしたさまざまな気象データを用いて、日々の天気予報、中長期 にわたる予報を行う。ことに進路予測などを含んだ台風予報は、被 害を最小限度に食い止めるために大きな役割を果たしている。 またエルニーニョのような一部地域の気象現象が遠い地点の気象に 大きな影響を与えて異常気象を起こすテレ・コネクションと呼ばれ る気象メカニズムの研究も大いに進んでいる。 さらには｢数値予報｣と呼ばれる近年の新しい技術がある。これはニ ューメリカル・プレディクション（numerical prediction＝NP）の 日本語訳で、大気の複雑な振舞いを｢数値シミュレーション｣の技術 を応用して行う気象予測である。1920年頃、最初にこの数値予報実 験を試みたのはイギリスのリチャードソンであった。 彼は､およそ水平200km間隔で垂直５層の格子点を設けて、それぞれ の格子点からの数値による一帯の６時間予報を１ヶ月以上もかけて 手計算で行ったのである。その技術は、いまスーパーコンピュータ の登場で、ピンポイント予測や長期気象傾向予測などに活用されて いる。将来的には、例えば飛行場を対象とした激しい気象現象の短 時間予測もありうるだろう。また汚染物質や火山灰拡散などといっ た気象以外の現象にも、その予測対象は拡大されうるという。 こうした狭いエリアの天候を｢小規模気象現象｣という。雷雨のよう な時間的にも短く平面的にも数十km程度の小規模な気象現象もその うちに入る。これに対し高・低気圧のように数千km以上にも及ぶも のを大規模気象現象とも呼んで区別している。 以上駆け足だが、幅広くて奥の深い気象学のほんの一部に触れてみ た。いまだ見ぬその全貌は、実に興味深い予感に満ちている。折を 改めて、または特定のテーマでその面白さを探り出してみたいと思 う。興味のある方は、是非、下記のデータ示した参考文献や気象庁 をはじめとするホームページを覗いてみていただきたい。ホームペ ージには美しい画像も豊富に揃っている。なお、記事中青文字で記 した部分は｢気象豆事典｣として、別途リンクページを作成してある ので、興味のある方はクリックしてみていただければ幸いである。 |
[データ] ｢気象のはなしI・II｣ 光田寧編著／技報堂出版 ｢やさしい気象教室｣ 島田守家著／東海大学出版会 ｢天気情報の見方｣立平良三著／岩波新書 気象庁・・・・・・・・http://www.kishou.go.jp/ 防災気象情報サービス・http://tenki.or.jp/ 高知大学気象情報頁・・http://weather.is.kochi-u.ac.jp/ |
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