図解入門 最新 気象学のキホンがよーくわかる本[第2版]

概 要

物理や数式が苦手な人にも気象学が簡単にわかる気象学の入門書の第2版です。気象学というと、物理や数学の理論が絡み難解なイメージがありますが、気象学は日常生活に深く関わる身近な知識であり、日々の経験から直感的に考えることができる分野でもあります。本書では、気象学の入門の入門というコンセプトに従って、従来の書籍では知っていることが前提で書かれていた基礎的な理論についても、ていねいすぎるくらいページ数を割いてじっくり解説しています。「雨や雪はどうやって降るの?」「エルニーニョってどういう意味?」「大気の状態が不安定になるのはなぜ?」など物理や数式が苦手な人でも気象学が簡単にわかるようになります。

著者 岩槻秀明
価格 本体2200円(税別)
ISBN 978-4-7980-3511-6
発売日 2012/9/20
判型 A5
色数 2色
ページ数 428
CD/DVD
対象読者 入門
シリーズ 図解入門
表紙イメージ
購入 アマゾンで購入する
楽天で購入する

※リンク先によっては、販売ページが用意されていないことがあります。あらかじめご了承ください。

新しいウィンドウで開く 書籍購入のご案内

サポート

サポート情報は以下からご参照下さい。

サポート情報へのリンク

目次

第1章 太陽と地球

1-1 太陽の概要とエネルギー源

太陽のパワーはどこからくるのか

●太陽の構造

●太陽の大きさと地球からの距離

●太陽のエネルギー源

●太陽内のエネルギーの伝達

1-2 太陽系の惑星

太陽の周りを回る星たち

●太陽系の惑星

●地球型惑星と木星型惑星

●地球型惑星の種類と特徴

●木星型惑星の種類と特徴

●太陽系を構成する天体

1-3 地球のまわりをまわる月

地球の唯一の衛星

●月の大きさと地球からの距離

●月の表面の環境

●月の自転と公転

第2章 大気の鉛直構造

2-1 地球大気の構造

空はどこまで続いているのか

●大気組成からみる地球大気の構造

【コラム】地球に酸素があるのはなぜか?

●気温分布からみる大気の構造

【コラム】地球大気のできるまで

2-2 対流圏と成層圏

天気の変化はどこで起こるのか

●対流圏内の気温変化

【コラム】気温減率6.5℃/kmの算出方法

●対流圏の特徴

●対流圏と成層圏の境目

●成層圏の気温変化

●成層圏の特徴

2-3 オゾン層とオゾンホール

オゾン層はなぜ必要なのか

●オゾン層

●オゾン層はどうやってできるのか

●オゾンの循環

●オゾンの役目と紫外線

【コラム】紫外線の種類とUVカット商品

●オゾンホール

●オゾン層破壊のメカニズム

●極域成層圏雲とオゾンホール

2-4 中間圏・熱圏・外気圏

オゾン層の上から宇宙空間の境目まで

●成層圏界面

●中間圏

【コラム】極大と極小

●絶対温度の考え方

●熱圏の世界

●電離層

●デリンジャー現象

【コラム】太陽風とバン・アレン帯

●熱圏で見られる夜光雲とオーロラ

●外気圏の世界

【コラム】脱出速度の算出方法

第3章 熱力学の考え方の基礎

3-1 熱力学に入る前に

基本的な用語の確認をする

●熱力学の世界へ

●空気の正体とは

【コラム】原子と分子

●気体の体積

●気体の温度

●気体の圧力

●空気塊という考え方

3-2 ボイル・シャルルの法則と状態方程式

気体の体積・圧力・温度の関係を探る

●ボイルの法則

●ボイルの法則の数式表現

●シャルルの法則

●シャルルの法則の数式表現

●ボイル・シャルルの法則

●アボガドロの定数と物質量

●アボガドロの法則

●そして、気体の状態方程式へ

3-3 静力学平衡と非静力学平衡

なぜ空気は空中にとどまっていられるのか

●鉛直方向・水平方向

●静力学平衡の状態

●鉛直方向の気圧傾度力

●静力学平衡の式

●積乱雲と非静力学モデル

3-4 熱力学の第一法則

気体を加熱したときのエネルギー関係

●力学的エネルギーと仕事

●内部エネルギー

●熱力学の第一法則

●比熱

●定容比熱と定圧比熱

【コラム】1K上昇と1℃上昇

3-5 乾燥断熱変化

乾燥空気を圧縮・膨張させたときの温度変化

●断熱変化

●断熱圧縮

●断熱膨張

●乾燥断熱減率

3-6 水の相変化

なぜ氷を温めると融けるのか

●物質の三態

●水の三態と状態変化

●状態変化とエネルギー

●潜熱と顕熱

【コラム】潜熱の吸収と打ち水、湯冷め

3-7 湿潤断熱変化

雲はどのようにしてできるのか

●飽和と凝結

●湿潤空気の断熱変化

●雲の発生メカニズム

【コラム】雲を作る実験

●乾燥断熱線と湿潤断熱線

●実際の大気の断熱変化

3-8 温位

高度の異なる2つの空気塊の暖かさを比較

●空気塊A,Bを比較する

●温位という単位の導入

【コラム】温位を計算してみる

●温位の保存

●温位と温度の関係

3-9 相当温位と湿舌

大雨になる可能性について調べてみる

●相当温位

【コラム】相当温位の計算

●温位と相当温位の関係

●相当温位の読み方

3-10 フェーン現象

風が山を吹き降りるときの気温変化

●山越えの風とは

●空気塊の下降と断熱圧縮

●山越えの風の気温変化

●フェーン現象

【コラム】湿ったフェーンと乾いたフェーン

第4章 水蒸気量の表現方法

4-1 水蒸気圧

水蒸気の圧力を数値化する

●ドルトンの分圧の法則

●水蒸気圧と水蒸気量の関係

●飽和水蒸気圧と温度の関係

●気液平衡

【コラム】テテンの実験式

4-2 混合比と比湿

水蒸気と空気の質量の比率

●混合比

●比湿

●飽和した空気の混合比と比湿

●混合比と水蒸気量などの関係

【コラム】混合比と水蒸気圧の関係

4-3 相対湿度

一番身近な水蒸気の表現方法

●相対湿度とは

●相対湿度の計算式

●相対湿度の応用

●絶対湿度と実効湿度

【コラム】湿度0%の世界

4-4 露点温度と湿数

なぜ結露ができるのか

●結露とはどんな現象か

●結露の成因と露点温度

●湿数という概念

●天気予報現場での湿数

4-5 湿度の測定

乾湿計による湿度の測定法

●乾湿計

●乾湿計から湿度を算出

●湿球が凍っている場合

●湿度の測定機器のいろいろ

4-6 可降水量

大気中の水蒸気がすべて雨になったら?

●可降水量の考え方

【コラム】密度と比容

第5章 雷雲の発生しやすさを調べる

5-1 積乱雲と積雲対流

夏の入道雲はどうやってできるのか

●対流

●空気の対流と積乱雲

●積雲対流

●アルキメデスの原理と浮力

5-2 「大気の安定度」の基本的考え方

大気が不安定とはどんな状態を指すのか

●大気の安定・不安定とは

●気温分布と安定度

●空気塊が上昇し続ける条件

●状態曲線と安定度

5-3 乾燥大気の安定度

大気の安定度を判定する(その1)

●乾燥大気における空気塊の上昇

●絶対不安定のパターン

●絶対安定のパターン

●中立のパターン

●まとめ

【コラム】雲が対流圏界面を突破できない理由

5-4 湿潤大気の安定度

大気の安定度を判定する(その2)

●湿潤大気における空気塊の上昇

●湿潤断熱線と乾燥断熱線の関係

●絶対不安定

●絶対安定

●条件付不安定

5-5 対流不安定

相当温位でみる大気の安定度

●対流不安定

●対流不安定で雷雲が発達する理由

5-6 エマグラム

大気の安定度を調べるための天気図

●エマグラムの概略

●気温と露点、湿数の分布

●エマグラムの目盛り

5-7 エマグラムにみる積雲対流

雲の発生高度を知る

●持ち上げ凝結高度(LCL)

【コラム】対流凝結高度(CCL)

●自由対流高度(LFC)と中立浮力高度(LNB)

【コラム】エントレーメント

5-8 ショワルター安定指数

雷雨の起こりやすさを知る(その1)

●ショワルター安定指数の求めかた

●ショワルター安定指数の符号

●エマグラム上におけるSSI

5-9 CAPEとCIN

雷雨の起こりやすさを知る(その2)

●CAPEとCIN

●対流抑制(CIN)

●対流有効位置エネルギー(CAPE)

●レイテント不安定

5-10 逆転層

高度とともに気温の高くなる層

●逆転層とは

●接地逆転層

●移流逆転層

●沈降性逆転層

【コラム】日本の最高気温40.9℃

第6章 降水過程

6-1 エアロゾル

空気中に浮かぶ微粒子のいろいろ

●エアロゾルはどこからくるのか

【コラム】黄砂

●エアロゾルの大きさ

●雲の発生に関係するエアロゾル

6-2 水滴の生成と凝結核

雲ができるのに凝結核が必要な理由

●過飽和

【コラム】過飽和度

●水滴の生成と表面張力

●凝結核の役目

【コラム】飽和水蒸気量と水滴

6-3 暖かい雲の降水過程

熱帯地方における雨

●「暖かい雲」と「冷たい雲」

●暖かい雲の生成?拡散過程

【コラム】スコール

●暖かい雨?併合過程

●雨粒の終末速度

●終末速度の計算方法

●雨粒はどこまで大きくなれるのか

6-4 冷たい雲の降水過程(1)

日本付近での雲のできかた

●過冷却の水滴

【コラム】着氷

●氷晶のできる様子

●氷晶の自己増殖作用

6-5 冷たい雲の降水過程(2)

日本付近での雨、雪のメカニズム

●雨と雪

【コラム】冬季太平洋側の雨雪判別

●雪の結晶のできかた

●ぼたん雪

●あられのできかた

●ひょう

6-6 雲の分類

空に浮かぶ雲にもそれぞれ名前がある

●雲の分類の歴史

●雲の分類法

●10種雲形

●上層雲

●中層雲

●下層雲

●対流雲

6-7 霧の種類と成因

霧はどうやって発生するのか

●「霧」と「もや」

【コラム】霧による災害と注意報

●放射霧

●移流霧

●蒸気霧

●前線霧

●上昇霧

【コラム】霧虹

6-8 天気のいろいろ

天気にはどのような種類があるのか

●晴れとくもりの境目

●雨と雪

●氷の降る現象

●見通しの悪くなる現象

第7章 大気における放射

7-1 太陽放射の波長域

太陽エネルギーの正体はなにか

●太陽放射と天気の変化

●電磁波とは

●太陽エネルギーの正体

●太陽エネルギーの強さ

7-2 自転軸の傾きと太陽放射

なぜ夏は暑く冬は寒いのか

●地面へ降り注ぐ太陽エネルギー

【コラム】三角比

●太陽の差し込む角度とエネルギーの強さ

●地軸の傾きと自転・公転

●季節の変化と地球の公転

【コラム】近日点と遠日点

7-3 黒体放射と諸法則

「放射」に関する基礎知識

●物体に色が付いてみえる理由

●黒体とは

●黒体放射とキルヒホッフの法則

●ステファン・ボルツマンの法則

【コラム】黒体放射の概念と気象衛星

【コラム】プランクの法則

7-4 地球放射と太陽放射

なぜ朝の冷え込みは起こるのか

●ウィーンの変位則

●地球放射と太陽放射

●太陽放射と地球放射の強さの関係

●放射冷却

7-5 アルベド

なぜ雪はなかなか融けないのか

●アルベド

●アルベドの数値

【コラム】根開き

7-6 散乱

なぜ空は青く雲は白いのか

●散乱とは

●空が青い理由

●雲が白い理由

【コラム】白い雲と灰色の雲

●虹

7-7 大気の層によるエネルギーの減衰

大気に入射した放射エネルギーのゆくえ

●大気に降り注いだ太陽エネルギー

●大気の層が太陽エネルギーを弱める過程

【コラム】距離の逆2乗則による減衰

7-8 大気光象

虹やハロなどの光の現象

●主な大気光象の種類と原因

●虹の種類

●彩雲と光環

●ハロの種類と出現位置

●夜間の大気光象

7-9 温室効果ガス

なぜCO2は悪者にされるのか

●大気による太陽放射の吸収

●大気による地球放射の吸収

7-10 放射エネルギーの収支バランス

太陽放射と地球放射のバランスについて

●放射収支

●具体的な放射収支のバランス

●水蒸気による熱輸送

●放射対流平衡

第8章 大気力学

8-1 大気力学の基礎知識

大気の動きを考えるのに必要な概念

●気圧

●ベクトルとスカラー

●力のベクトル

●力の合成と分解

●風の成分分解とz座標系

●力のつりあい

8-2 等圧線と地上天気図

地上天気図に引かれた線はなにか

●地上天気図

●地上天気図に書かれている記号

●等圧線

8-3 等高度線と高層天気図

高層天気図の線は等圧線ではない

●高層天気図

●p座標系と等高度線

●等高度線と等圧線の対応

●層厚

8-4 高気圧と低気圧

高気圧や低気圧とはなにか

●高気圧と風の流れ

●温暖高気圧と寒冷高気圧

●低気圧と風の流れ

●リッジとトラフ

●ボイス・バロットの法則

8-5 気圧傾度と気圧傾度力

風はどうやって発生するのか

●風はどうして吹くのか

●風が強く吹く条件

8-6 地球の自転とコリオリ力

地球の自転が風に与える影響

●コリオリ力

●コリオリ力の「向き」

●コリオリ力の大きさ

8-7 地衡風

上空における風の吹き方

●上空の風の流れ

●地衡風

●地衡風の数式表現

●高層天気図での地衡風算出

8-8 傾度風

台風や発達した低気圧での風の吹き方

●遠心力

●高気圧性と低気圧性

●傾度風

●傾度風の数式表現

【コラム】竜巻と旋衡風

8-9 摩擦力の影響

地上付近の風の流れ

●摩擦力による風向・風速の変化

●大気境界層

●乱渦とエネルギー輸送

8-10 温度風

地衡風の高度による変化

●鉛直シアと温度風

●温度風の関係

8-11 発散と収束

風が散らばる場所、風が集まる場所

●発散

●収束

●収束・発散と上昇気流・下降気流

●方向発散と速度発散

8-12 渦度

風の回転成分

●正渦度と負渦度

●渦度と天気図

●強風軸と渦度ゼロ線

●絶対渦度

●惑星渦度

●絶対渦度の保存則

8-13 温度移流

暖かい風と冷たい風

●温度移流のパターン

●温度移流の計算

第9章 大規模な大気運動

9-1 大気運動のスケール概念

気象現象の規模を把握する

●水平スケール

●時間スケール

●水平スケールと時間スケールの関係

9-2 地球規模の南北方向の風の流れ

赤道付近が暑くなりすぎない理由

●地球の熱収支

●南北方向の熱輸送

●大気の循環による熱輸送

●フェレル循環

【コラム】成層圏の南北循環

●海洋による熱輸送

●潜熱による熱輸送

9-3 地球規模の東西方向の風の流れ

偏西風・貿易風

●貿易風と熱帯収束帯

【コラム】馬の緯度

●偏西風

●ジェット気流

9-4 日本付近の季節風

なぜ冬には北風が吹くのか

●季節風

●夏の季節風

●冬の季節風

9-5 プラネタリー波と傾圧不安定波

天気の周期変化が起きる原因

●偏西風の波動

●傾圧大気と順圧大気

9-6 温帯低気圧

日本付近での雨の主因

●天気図上の温帯低気圧

●温帯低気圧の構造モデル

●温帯低気圧の中で雨が降る場所

●温帯低気圧の一生

9-7 日本付近の気団と性質

夏の空気と冬の空気

●気団

●気団の発源地

●気団の分類

●日本付近に影響を与える気団

9-8 前線の種類と仕組み

「前線」とはなにか

●前線とは

●温暖前線

●寒冷前線

●閉塞前線

●停滞前線

【コラム】フロントジェネシスとフロントリシス

第10章 中小規模の大気運動

10-1 冬季の日本海側の雪

日本海側の雪はどのようにして降るのか

●冬型の気圧配置

●気団の変質

●ベナール型対流

●ロール状対流

●収束雲

●カルマン渦

10-2 雷雨

夏の夕立や激しい雷雨

●雷雲の一生

●気団性雷雨

●マルチセル型雷雨

【コラム】スーパーセル型雷雨

10-3 集中豪雨

集中豪雨をもたらす雲とはなにか

●クラウドクラスター

●テーパリングクラウド

●地形効果による集中豪雨

10-4 海陸風

海岸地帯での風の流れ

●海陸風循環

【コラム】環八雲

10-5 局地風のいろいろ

地形によるさまざまな風

●山風と谷風

●山岳波とローター

●だし

●おろし

●ビル風

【コラム】舞台風

10-6 寒気を伴った低気圧

寒冷渦とポーラーロー

●寒気を伴った低気圧

●ポーラーローとコンマ型雲

10-7 台風

台風のしくみと特徴

●熱帯低気圧と台風

●台風の大きさと強さ

●台風の雲の構造

●台風内の風の流れ

●暖気核と温低化

●台風の進行方向

●可航半円と危険半円

10-8 CISK

台風の発達メカニズム

●台風のエネルギー源

●台風の暴風はどのように形成されるのか

第11章 日本の気候

11-1 気候という考えかた

天気・天候・気候は何がちがうのか

●天気と天候、気候のちがい

●気候の三大要素

●気温と気候因子

●風と気候因子

●降水量と気候因子

【コラム】世界と日本の気温の記録

11-2 気候分類の考えかた

気候の種類とその傾向を知る

●ケッペンの気候区分

【コラム】ケッペンの気候区分と植生

●ケッペンの気候区分と日本列島

●日本の気候のおおまかな特徴

●日本海側と太平洋側の気候のちがい

●標高による気候のちがい

11-3 気候変動とその要因

気候に影響を与えるさまざまな要因

●気候変動の要因

●太陽活動と気候変動

●火山の噴火と気候変動

●エルニーニョとラニーニャ

●地球温暖化問題

資料

●重要な用語とポイントのまとめ

●よく使う単位とその変換について

●気象学における重要な数式

●覚えておくと便利な定数や数値

PR

秀和システム