天気のシンギュラリティ(特異日)2017/11/03

青空と柿の実
数学や物理学などで特異点を表す「シンギュラリティ/singularity」という言葉を覚えたのは大学の頃でした。同じ頃、高い確率で晴れになる「晴天特異日」という言葉も知りました。ところが両者が同じ意味として結びついたのは最近になってから。今更ですがビックリ。

天気の特異日と聞くと、「とんでもない異常気象が起こるのでは?」と勘違いする人も少なくないようですが、全く関係ありません。ある観測地点で天気の統計を取ったとき、特定の天気になる確率が非常に高い日のことを指します。つまり特異なのは「確率の高さ」であって、天気の内容ではありません。本日11月3日は「東京での晴天特異日」として知られています。もちろん雨や雪、気温や日照などの特異日もあります。観察場所によってかなり違いますし、あくまで統計上の話なので将来の天気を推察することはできません。また時代と共に日付が変わったり、なくなったりします。統計上のお遊びと捉えてください。

特異日を見つけるには天気の統計手法が必要ですが、もう少し身近な手段で気軽に考えることもできます。手っ取り早いのは各地の気象台が発表している「天気出現率」を調べる方法。後述のルールに基づいて1日ごとに「晴・曇・雨・雪」という区分に分け、一定期間集計して出現率を算出します。下のA・B・C図は当地・茨城の県庁がある水戸と、比較のため、緯度が水戸とほとんど変わらない日本海側の金沢、そして雪が降らない那覇についてグラフにしたもの。それぞれ異なる特徴が出ていますね。(データソース:東京管区気象台および沖縄気象台。)

  • 天気出現率・水戸

    A:茨城県水戸市
  • 天気出現率・金沢

    B:石川県金沢市
  • 天気出現率・那覇

    C:沖縄県那覇市

同様の集計を東京でも行ったのですが、不思議なことに11月3日は取り立てて晴天出現率が高いわけではなく、70.0%でした。(※30年間の『11月3日』で、7割が「晴」だったという意味です。)東京の場合は80%を越す日が27日もありましたので、「11月3日が晴天特異日」というのは集計方法が違うのか、観察地や時期が違うのか、それとも都市伝説なのか、疑問に思う次第。なお晴天出現率がもっとも高いのはクリスマスイブの93.3%でした。なんと言うことでしょう、都内でホワイトクリスマスは望めそうにないのでした…。

天気ごとに考えたとき、何パーセントの確率が出やすいのか気になりました。更に集計を進め、下のD・E・F図も描いてみました。これを見ると、例えば水戸では雨と判断される日が出現するのはせいぜい50%止まりだとか、金沢の雪は70%付近の高確率までコンスタントに出現する(確実に雪が降る)などと言ったことが分かります。天気ごとのグラフの山が近いほど「天気が定めにくい」ことを意味します。実際の降水量・降雪量までは分かりませんが、「この季節に高い確率でこんな天気が現れる」と知っただけでも大きな特徴をつかめたと言えるでしょう。また、「どの程度の確率と出現頻度を特異日の閾値とするか」ということもこの集計から推し量れます。高い確率で晴れたとしてもそれが年間100日もあるなら、もはや『日常』ですよね。たとえば水戸を例にして「年間で数日以内の出現度数をもって特異日を定める」ことにした場合、確率の閾値は次の様になりました。

晴…85%以上(12月23日、12月30日)
曇…45%以上(6月28日、7月7日、7月11日)
雨…55%以上(7月4日、9月30日、10月8日)
雪…25%以上(1月12日、2月1日、2月3日、2月24日)

同じような出現度数でも、12月23日に晴れることと、1月12日に雪が降ることは確率が全く異なるのです。さすがに25%程度では特異と言えないので、「水戸では雪の特異日が設定できない」となるでしょう。天気の特異日とは元々「偶然とは思えない高確率」であることが前提ですからね。何を持って「特異」とするかは気候変動でも変わってゆくのでしょうから、こうした特異日の変化を追いかけることは意味がありそうです。みなさんもご自分の街のシンギュラリティを探してみてください。

惜しむらくは、この天気出現率が全国規模・同一基準・同一期間で整備されていないこと。各気象台がおまけ程度で発表しているような扱いで、とてももったいないと感じました。また天気出現率と言いながら確率が載ってないサイトや、期間がバラバラだったり集計方法が明記されてない情報源などもあります。せっかく天気の理解を深める良いソースなのですから、全国統一で整備してほしいと思います。

  • 天気出現率と日数・水戸

    D:茨城県水戸市
  • 天気出現率と日数・金沢

    E:石川県金沢市
  • 天気出現率と日数・那覇

    F:沖縄県那覇市

付記:気象台の統計によると、天気の分類は以下の1から4に向かって判断します。
  • 優先順位1・「雪」:雪日数に数えられる大気現象(雪、霧雪、細氷、ふぶき)が観測された
  • 優先順位2・「雨」:日降水量が1.0㎜以上あった
  • 優先順位3・「曇」:日降水量が1.0㎜未満で、日平均雲量が8.5以上あった
  • 優先順位4・「晴」:日平均雲量が8.5未満だった
  • 沖縄のデータでは「雪」のケースがありません。
  • うるう日の2月29日は件数が少ないので統計から除きます。


今日の太陽2017/11/03

20171103太陽
夜半過ぎから早朝にかけて雨が降りましたが、日が高くなると共に青空が広がりました。

20171103太陽リム
左は11:30頃の太陽。活動領域12686が右リムギリギリにありますが、ほとんど確認できません。その代わり、ダイナミックなプロミネンスが右上と左上とに出ています。左上のはこれから見えてくる場所なので楽しみですね。

北海道のPM2.5濃度が上がったのですが…2017/11/03


201711・北海道のPM2.5濃度上昇
昨日、いくつかのニュースソースで「北海道が煙り臭い」「PM2.5濃度が上がってる」「煙霧が発生」といった報道を見ました。今日あらためて調べてみました。

左図は北海道発表によるPM2.5濃度の測定値(速報値)を使ったグラフ。意図的に濃度が高かったところのみ4ヶ所をピックアップしてあります。11月1日最初の測定(1時)から本日3日17時まで描きました。通常は10μg/m³前後の濃度が、2日午前中から夜にかけて5倍以上に跳ね上がっていますね。今年3月下旬に中部や関東で高濃度になった際のグラフとも比較してみてください。

原因とされるのが中国北東部で発生している野火(と思われる)の煙。地球観測衛星MODIS/Terraによる11月1日の画像を下に引用しました。数日前から大量の煙が北日本方面に流れてきています。(※2日の画像は雲が多くて煙があまり確認できません。)下のB画像はA画像の「火元」と思われる部分の拡大です。いったい何が何故燃えているのでしょうか?

私が今期のこの火事に気付いたのは9月の終わりでした。衛星の夜間画像で温度の高い部分があったので「ノイズかな?」などと気にかけて経過を見ていましたが、10月のふたつの台風の頃から高温部分がどんどん拡大していきました。下のC画像は10月29日18時JSTの気象衛星ひまわり・バンド7画像(画像元:RAMMB/画像処理・地図等は筆者)。白く明るい斑点状のところが温度の高い部分です。火元の場所も日々変化し、もはや最初がどこなのか分かりません。煙が立ち上るエリアを合計すると、それこそ北海道全域が包まれてしまうほどの状況です。

海外の火事では対処のしようもなく、早く大きな雨のエリアが通りかかって鎮火して欲しいと願うばかりです。なお複雑な風向きの変化のため、煙は北海道だけでなく東北地方にも来ているようです。喘息やダストアレルギーの方は特にお気を付けて。

  • 20171101MODIS衛星画像

    (A)
  • 20171101MODIS衛星画像

    (B)
  • 20171029-1800jst衛星画像

    (C)