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極域気象学は、地球の極域の大気を研究する学問です。地表温度の逆転現象は極域特有の現象であり、カタバティック風現象を引き起こします。極域の鉛直温度構造は、中緯度気候や熱帯気候よりも複雑になる傾向があります。
歴史
始まり
極地気象データの収集は、1893年にフリチョフ・ナンセンが北極探検を行った際に始まりました。この探検の目的の一つは、詳細な気象観測と初期の海洋学観測を行うことでした。ナンセンの船「フラム号」で行われた観測結果は、ヴァルフリッド・エクマンによって摩擦による表面流の旋回理論（エクマン螺旋）の発展に役立てられました。 [1]
冷戦
冷戦は極地気象学の進歩の触媒として機能した。米国とカナダの北の国境沿いに配備された気球観測機器は、大気のプロファイリングに使用された。北米の防空軍は、北極圏のプロファイルを作成するために、気球に搭載された観測機器を頻繁に使用した。米国が防衛手段として用いていた原子力潜水艦には、上方観測ソナーが搭載されていた。これらのデータは後に機密解除され、1958年から1979年までのデータは、1980年代から現在に至るまでの氷の薄化を評価するための基準となった。[1]ロシアも1937年から1991年までの非常に正確なデータを提供した。
現在
今日では、海底地図作成と測定は大幅に減少しています。氷の厚さを測定する古典的な方法の一つは、氷に穴を開けて採取した氷を分析することです。極地の気象条件を測定・追跡するための、より複雑な方法や装置も数多く存在します。これらには、氷塊収支ブイ、氷下ブイからの上方観測ソナー、衛星などが含まれます。地球温暖化により、極地気象学への関心が高まっています。これは、地球上の雪と氷の大部分が極地にあり、これらの地域が雪氷表面のアルベドフィードバック効果の影響を最も受けやすいと予想されるためです。したがって、大気中の二酸化炭素濃度の上昇が地球温暖化の原因となる場合、極地は地球上の他の地域よりも急速に温暖化するはずです。[2]
興味のあるトピック
大気と海氷/海洋の相互作用
大気、氷、海洋の相互作用は大気境界層に限定されており、大気境界層は主に地表特性の影響を受けます。極地では、海氷の粗さと海氷密接度が地表温度分布に大きな影響を与えます。風速と風向、気温、風の接触位置なども要因となります。[3]海氷と風はどちらも大気境界層に大きな影響を与え、極地の状況測定によく用いられます。
極地の雲と降水
極地における水循環の大気部分は、次のような点で重要な役割を果たしている。[3]
- 極地の氷塊のバランスは降水量と不可分に結びついている。
- 雲は放射伝達を変化させ、
- 潜熱の放出により空気の温度が変化し、循環が起こります。
二酸化炭素とメタン
二酸化炭素（CO2 ）は、海氷の融解に影響を与えるため、極地気象学において特に注目されています。人間の活動は、石油、石炭、天然ガスの燃焼によって大気中に二酸化炭素を放出しています。二酸化炭素1キログラムの排出ごとに、北極の海氷は12キログラム消失しています。これは二酸化炭素の加熱力を浮き彫りにしており、石油、石炭、天然ガスの燃焼時に放出されたエネルギーの10万倍ものエネルギーを気候に注入しています。[4]北極の白氷は現在、近年で最も低い水準にあり、吸収を増加させています。ケンブリッジ大学のピーター・ワダムズは、2012年のBBCの記事で、太陽光線の吸収は「人間が約20年間にわたって排出したCO2に相当する」影響を及ぼしていると計算しました。彼は、北極の氷冠は「消滅に向かっている」と述べています。[5]
強力な温室効果ガスであるメタンは、地球温暖化によって北半球の広大な永久凍土および不連続永久凍土が後退するにつれて、大きな正のフィードバック効果をもたらします。永久凍土が後退するにつれて、より多くの地域がメタンを排出するようになります。北部の湿地帯からのメタン排出量の推定値は、以下の理由により大きく異なります 。
- 異なる湿地帯間および湿地帯内でのメタン排出量の大きな変動
- 様々な土壌タイプにおけるこれらのフラックスに関する知識は非常に限られており、
- シベリアのような巨大な沼地のような広大な地域に関する代表的なデータが不足している。[6]
近年の進歩により、センサーは自然放出面からの乱流メタンフラックスを直接測定できるようになりました。また、高速応答メタンセンサーは、アルフレッド・ウェゲナー研究所のPolar 5のような研究用航空機にも搭載可能です。
参考文献
- ^ ab ウェザリー、ジョン・W.「極地気象学と気候」（PDF）。寒冷地科学技術。生命維持システム百科事典。
- ^ Guest, Peter (2005). 「気候変動 - 序論」. 海軍大学院 - 気象学部. 2001年1月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年1月10日閲覧。
- ^ ab Wacker, U. 「極地気象学」アルフレッド・ウェゲナー研究所。2007年2月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年1月10日閲覧。
- ^ 「北極の『死のスパイラル』に気候科学者は衝撃と不安」バンクーバー・オブザーバー、2012年9月19日。 2014年4月6日閲覧。
- ^ Watts, Susan (2012年9月6日). 「BBCニュース - 北極の氷の融解は「20年分のCO2排出量に相当する」」 Bbc.co.uk . 2014年4月6日閲覧。
- ^ 「アルフレッド・ウェゲナー研究所 メタン」Awi.de。2014年4月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年4月6日閲覧。
外部リンク
- オハイオ州立大学の極地気象学
- ワイオミング大学の極地気象学
- 海軍大学院の極地気象学
- アメリカ気象学会極地気象海洋学委員会
