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入試で狙われそうな今月の理科トピックス(火星大接近、異常気象)

今月は、“火星大接近”と“異常気象”について取り上げてみましょう。

<火星大接近>

火星探査に関する話題が、米国NASAを筆頭に、実施中のもの、計画中の有人探査計画など多いなか、7月25日に火星探査衛星“マーズ・エクスプレス”のデータ分析結果から、火星の地下1.5kmの極寒の氷床下に巨大な湖があると、欧州宇宙機関ESAの研究者から発表がありました。そのようなタイミングで、15年振りに火星との大接近が7月31日にあったので、多くの方が赤く輝く火星を肉眼や望遠鏡で見たことでしょう。

『なぜ明るさが変動するの?』

火星は太陽と地球の距離の約1.5倍の距離で太陽を公転しています。軌道の平均距離で言えば、最も離れるのは地球から見て火星が太陽の裏側になる時で、約37500万km、最も近づくのは太陽、地球、火星が一直線に並ぶ時で、約7500万kmとなり、約5倍距離が変わるからです。実際今年1月1日の距離は29307万kmで、明るさは+1.5等級、7月31日になると距離は5759万kmで-2.8等級まで明るくなり、見かけの大きさも約5倍になりました。南東の空の火星が南西に見える木星より明るい事に気が付きましたか?

『なぜ大接近や小接近があるの?』

火星は太陽の周りを687日で公転し、地球はほぼ2年と50日毎に火星に“最接近”しています。ところが地球を含め惑星は太陽を中心に楕円軌道を回っていますので、火星と地球は十数年に1回、火星の近日点(太陽と火星の距離が最も近くなる時)あたりで地球が火星に近づく“大接近”をしています。一方、小接近は火星の遠日点あたりで地球が最接近する場合を言います。
地球はほぼ円軌道ですが、それでも近日点距離14,710 万km、遠日点距離15,210 万km、と約500万kmの差が有ります。火星は近日点距離 20,660万km、遠日点距離 24,923万kmと太陽からの距離に4263万kmの差が有ります。そこで計算上の最も近い大接近は、地球の遠日点と火星の近日点の日時が最接近に重なる日に起こり、その時の距離は5450万kmとなります。
国立天文台によりますと、6万年ぶりと騒がれた2003年の大接近(5575万km)の時より地球と火星が接近するのは2287年に起こり、地球と火星の距離は5,569万kmだそうです。残念ながら、私達はこのクラスの大接近は見られそうもありませんね。
でも安心してください。6000万kmを切る今回程度の大接近は17年後の2035年9月に見られるそうです。

<異常気象>

東京都内で初の40℃を超える気温を観測した7月23日、観測史上最高気温41.1℃を熊谷市で記録した。東日本は平均気温が1946年の統計取得開始以来初となる、平年を2.8度上回る最も暑い7月となりました。連日、“猛暑日”、“熱中症警戒”、“命に危険が及ぶ暑さ”などと放送されていますね。

『暑さ指数WBGTとは?』

連日呼びかけられている熱中症予防情報。その判断基準となっているのが“暑さ指数 WBGT”。
暑さ指数とは、人間の体調に影響の大きい“気温”“湿度”“輻射熱(ふくしゃねつ)”の3つを取り入れた温度の指標で、1954年にアメリカで提案されました。輻射熱とは周囲の地面、建物などから出ている熱のことです。
熱中症の危険度を判断する数値として、環境省が平成18年から情報を提供していて、“乾球温度計”、“湿球温度計”、“黒球温度計”を使って計算されます。厳密には風速も関係するそうです。
黒球温度計とは真っ黒な球の中に温度計を入れたもので、周囲から出ている熱線を計測します。

『猛暑の原因は?』

気象庁などによると、7月の記録的猛暑の原因は、フィリピン沖からの気流が偏西風を北に押し上げたため、大陸のチベット高気圧が日本列島上層に張り出し、大気下層にある太平洋高気圧の勢力も強めました。その結果、2つの高気圧が上下に重なりあって日本列島を覆ったのです。2つの高気圧による強い下降気流が生じた結果、空気が圧縮されて気温が上昇し、猛暑の原因となったのです。
特に7月23日の関東や東海地方の猛暑は、関東平野や東海地方の山脈から吹き降ろす大気によっておこる“フェーン現象”が加わったためと言われています。フェーン現象とは空気が100m降下するごとに約1度温度が上昇する現象です。

『平成30年7月豪雨』

この度の平成30年7月豪雨で被災された皆様、そのご家族の方々に心よりお見舞い申し上げます。

平成最悪の気象災害となった西日本に被害をもたらした豪雨。気象庁によって“平成30年7月豪雨”と名称が定められました。気象庁は、今回の豪雨で“数十年に一度の重大な災害が予想される”場合に出す“大雨特別警報”を11府県で発表しました。これは、2013年に特別警報の運用が始まって以来、一つの災害で4都道府県以上の広域に出した初めての事例となります。

「豪雨の原因は?」

気象庁発表では次の3つの要因が考えられるとのことです。

  1. 冷たいオホーツク海高気圧と温かい太平洋高気圧が接する所に生じるのが“梅雨前線”ですが、今回は2つの高気圧がせめぎ合い停滞してしまったこと。
  2. そこに南から大量の水蒸気を含んだ空気が流入して上昇気流を作り出したこと。
  3. 同じ場所に次々と積乱雲が発生して帯状に連なる“線状降水帯”が各地で発生したこと。

日本気象協会が7月12日に発表した6月28日から7月8日の分析結果によると、記録的豪雨を降らせた“線状降水帯”は九州から関西を中心に全国で68回発生していたとの事です。更に複数の線状降水帯が同じ場所で重なって発生し、総雨量を増やし被害を増加させた要因となったようです。 世界気象機関WMOは、7月に入り北半球の各地で極端な降雨量や高温を伴う異常気象が頻発していると発表し、西日本を襲った豪雨被害を異常気象の代表例の筆頭に取り上げました。

『台風の異例な西進と南進』

台風12号は当初太平洋高気圧のふちに添って北上していたのですが、大陸から張り出していたチベット高気圧に行く手を阻(はば)まれ、四国沖上空にあった低気圧“寒冷渦”の反時計回りの風の影響で西進を始めました。その後、寒冷渦に添って九州を南下しました。
気象庁が1951年に統計を開始して以来、北西方向への進路をとった台風は一度有りましたが、真横へ行く台風の西進は、南下した台風と共に初めてとのことです。

『世界猛暑』

世界気象機関WMOは“世界的な高温や熱波はしばらく続く”との見通しを発表しました。
記録的な猛暑が続く日本の他、北欧各地で高温や熱波が観測され、高温による干ばつが起きています。ノールウェーの北極圏では7月としては最高の33.5℃を記録し、米国カリフォルニア州のロサンゼルス中心部では42.2℃となってエアコンの消費電力が急増して停電が起き、CNNニュースによれば同州デスバレー国立公園では4日連続52.7℃を記録。世界各地で高温と乾燥による森林火災が多発しています。

「猛暑の原因は?」

北半球の猛暑の直接的な原因は“偏西風の蛇行”にあるようです。
東京大学先端科学技術研究センター気候変動科学分野の中村 尚教授によれば、今春から偏西風が通常の位置より全体的に北にずれていて、猛暑の地域は偏西風が更に北へ大きく蛇行しているからだそうです。
異常気象というのは通常30年に一回程度にしか起こらない現象とされていますが、近年頻度が増加しているとのことです。気象庁によると異常高温の頻度は1901年から30年間の数字に対し、1975年から2004年までの30年の比較は、東アジアで2.16倍、欧州で2.53倍とアフリカ南部を除く各地で頻度が高まっているのだそうです。

『温暖化』

国連の“気候変動に関する政府間パネル IPCC”が10月の総会で承認する予定の特別報告書で、温暖化の進行に警鐘を鳴らす見通しとなりました。現状のペースで温暖化ガスの排出が続くと19世紀後半より1.5度上昇するのは2040年頃と予測。その時、日本を含む中緯度地域では極端に暑い日が最大で2倍に増え、逆に高緯度地域では極端に寒い日が最大で3倍に増えるのだそうです。
2015年に採択した温暖化対策の国際的枠組みの“パリ協定”では今世紀末の温度上昇を“2度以下、1.5度未満を努力目標”と定めましたが、このままでは2040年にオーバーしてしまいます。

「どうしたらいいの?」

1.5度の達成には2050年頃までに温暖化ガスの排出量を“0”にする必要があるそうです。その為には、2020年比で2030年時点の数値を、風力や太陽光など再生可能エネルギーは6割増加、石炭は3分の1にする必要があるのだそうです。

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