TSUKUBA FUTURE #132：気候の現在、過去、未来を理解する
生命環境系 岡島 悟 准教授
日本列岛が位置する北半球の中纬度地域では、移动性の高気圧と低気圧によって天気の変化の多くが引き起こされています。冈岛さんはその中でも、季节ごとの违いに注目して研究に取り组んできました。その一つが、春先によく発生する「南岸低気圧」です。
解析データをディスプレーに映す冈岛さん
本州の南岸を西から东に进む「南岸低気圧」は、人口が集中する太平洋侧に大雪や大雨を时としてもたらすことが知られています。2014年2月には2度もやってきて、関东甲信地方はいずれも大雪となりました。特に2度目は甲府市で114センチ、前桥市で73センチなど、各地で観测记録を更新しました。
南岸低気圧に伴って雪が降るかどうかの予报は难しいとされていますが、冈岛さんたちが挑んだのは、そもそも春先に南岸低気圧がよく発生するのはなぜなのか、という根本的なメカニズムの解明でした。そして、気温や风向、风速など过去数十年にわたる地球全体の大気データをコンピューターで解析し、南岸低気圧が発生する际の気象パターンを抽出することに成功したのです。
では、そのメカニズムを、顺を追って绍介しましょう。
春を迎えるユーラシア大陆上の大気は冬よりも暖かくなり、上空を吹く西风（偏西风）に沿ってその下流（东侧）も暖かくなります。すると、地上付近では低気圧性の流れ（上昇気流）が生じ、华南（中国南部）から东シナ海の上空で西风ジェット気流が强まります。それに伴って、东シナ海周辺で低気圧が発生しやすくなります。东シナ海上で発生した低気圧には南から水蒸気が流入し、発达しながら本州南岸にやってくるのです。
南岸低気圧のような、移动性の高気圧と低気圧の活动に関するメカニズムの解明に贡献したのが、冈岛さんが东京大大学院生だった时に开発した「曲率ベースのオイラー统计分解（颁鲍叠贰顿）」をはじめとする、移动性の高気圧と低気圧を抽出する手法です。
先ほども触れたように、北半球の中纬度地域の上空では偏西风が吹いています。これまでは、偏西风と个々の低気圧や高気圧の周りを回る风を区别して解析することが难しかったのですが、颁鲍叠贰顿を用いることで、解析が可能になったのです。冈岛さんたちは、冬季に北西太平洋で急激に発达する「爆弾低気圧」の発生が近年増えているのは、东シナ海上の大気の温暖化と多湿化が原因であることも、これらの手法を使って突き止めました。
図 |
冈岛さんたちが明らかにした、南岸低気圧が春先によく発生するメカニズム |
春になるとユーラシア大陆上で大気がより加热され（➀：橙色）、対流圏注1）中层の偏西风（➁：薄い太矢印）に沿ったその下流侧で対流圏中层が暖かくなる（➂：赤色）。暖められた大気は膨张して軽くなるため、大陆上の対流圏下层の気圧が低くなり、反时计回りの低気圧性の风の流れ（➃：薄红色矢印）を诱起する。その结果、中国南部（华南）～东シナ海の対流圏下层で西风ジェット気流が発达し（➄：灰色の细矢印及び黒线）、东シナ海周辺で大気の前线（➅：紫线）がより多く発生するようになる。すると、大気の前线に沿って东シナ海周辺で低気圧（➆：赤丸尝マーク）が発生しやすくなり、南からの水蒸気の流入（➇：紺色破线）と降水（➈：灰色の云マーク）を伴いながら発达?东进し、本州南岸に达する。このような课程で、春先に南岸低気圧の発生频度がピークを迎える。
注1） |
対流圏 |
地上から高さ10词16办尘までの大気の层のこと。大気の対流が活発で、上空ほど気温が低くなる。ジェット気流など大気の运动や、云の形成や降雨など日々の気象の変化が生じる场所である。 |
冈岛さんは「季节予报や地球温暖化の地域影响の予测精度の向上にもつながるはずだ」と自らの研究を评価します。过去の気候から现在の気候の成り立ちを知ることが、将来予测にもつながっていくのです。今后は、海水温の変化と気候変动との関係などについても、研究を进める予定です。
冈岛さんの気分転换法の一つがおしゃべり。人と话すことで、自然に考えがまとまることがあるし、コミュニケーション力も高まるという。学生たちにも、周囲とのコミュニケーションは大切だと话している。
冈岛さんは幼いころから天気図を见るのが好きで、14歳の时に気象予报士试験に合格しました。「なぜ天気図が好きになったのか覚えていないのですが、小学生のころは、よく図书馆で気象の本を読んでいました」といいます。ただ、そのまま一直线に気候?気象の研究者の道に进んだわけではありません。生命科学などにも関心があり、大学の1、2年生の时は幅広い分野を学ぶことを心がけたそうです。そうした中で「物事を俯瞰的に见て考える研究の面白さに気が付いた」と言います。例えば、南岸低気圧が春先に多いメカニズムには、ユーラシア大陆での大気の加热やジェット気流の発达など、さまざまなプレーヤーが関わっています。日々の天気予报よりも长い时间间隔と大きなスケールで、そうしたプレーヤーの関りを俯瞰的に読み解く、理学的なアプローチに冈岛さんは魅力を感じているのです。
授业する冈岛さん
ちなみに、学生时代はボウリング部に所属し、主将も务めました。ベストスコアは290点。ボウリングでは、レーン上のオイルの状态が、投球につれて刻々と変化します。「その状况を踏まえて、球を投げる轨道を考えるのが楽しかった」とか。研究の面白味を知ることにも通じるものがあったのではないでしょうか。
昨年12月の筑波大着任后は、过去2000年间の古気候をコンピューターシミュレーションで復元する研究も始めました。福井県の水月湖とグアテマラのペテシュバトゥン湖の湖底に縞状に堆积した地层（年縞堆积物）を採取し、过去7万年间の気候がどのように変动してきたのかなどを调べる大型学术研究プロジェクトの研究协力者としての仕事です。人类史のスケールで、気候変动の过去、现在、未来を知ることにつながることでしょう。
（文責：広報局 サイエンスコミュニケーター）
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