成層圏突然昇温の発見とその解明（2）

 4. 成層圏突然昇温のメカニズム

その後のさまざまな観測により、突然昇温が起こると極域の成層圏循環に大きな変動が起こっていることがわかった。極域のかなり上層での現象でもあり、当初は電離層の磁気嵐や、オーロラなどのように宇宙線などの太陽活動の変化に原因があるのではないかと推測された。

しかし、結論から言うと、この現象は地球外からの影響によるものではなく、地球の大気が持っている力学的な特徴によるものである。それを1971年に世界で初めて明らかにしたのは、「成層圏準二年振動の発見（3）赤道上空での波の発見」でも登場した日本の松野太郎博士である。同博士は、赤道上の大気力学の解明も含めて、1970年に日本気象学会賞、1997年に日本学士院賞、1999年には米国気象学会ロスビー研究メダルを受賞している。また2010年には日本人として初めて世界気象機関IMO賞を受賞している。

松野太郎博士（日本学士院より公開されている肖像写真）
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%9D%BE%E9%87%8E%E5%A4%AA%E9%83%8E#/media/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Matsuno_taroh.jpg

ところで、突然昇温が起こると極域成層圏の大規模循環が変わると述べたが、実際のところは逆で、大気循環が変わったために大気の温度構造が変わって、観測された領域で気温が上昇する。そのメカニズムは基本的に「成層圏準二年振動の発見（4）QBOのメカニズム」で述べたことと似た部分がある。

そのメカニズムを理解するには、まず通常の成層圏での東西の大気循環を理解しておく必要がある。極域の夏季は太陽光が当たり続けるので、オゾン層による加熱によって成層圏上層では気温が高くなる。これは高気圧性循環を生み出し、極域成層圏では夏季に東風循環となる。反対に冬季は太陽光が当たらなくなるため冷却し、極域成層圏では冬季に低気圧性の西風循環となる（例えば、前回の30hPa高度図の（a）参照）。これが極域成層圏での基本となる循環の特徴である。

成層圏では対流が起こらないため状態が安定しているように見えるが、圏界面で対流圏と接しているため、対流圏で起こっているある特定の波の伝搬の影響を受けることがある。対流圏ではさまざまな波が起こっているが、その成層圏まで伝搬する特定の波とは、1万キロメートル以上という長い波長を持つプラネタリー波である。この波は西向き（東風）運動量を持っているのが特徴である。

この波は「カール＝グスタフ・ロスビーの生涯（4）MITでの業績」で述べたように、ロスビー波と呼ばれることもある。またこのプラネタリー波は、惑星波や超長波と呼ばれることもあるが、ここではプラネタリー波で統一する。そして、この波は西風中で上向きに伝搬する性質を持っている。プラネタリー波より波長の短い波は成層圏へ伝搬できない。

さて冬季極域成層圏では高気圧性循環になっているので西風となり、プラネタリー波は成層圏を上に向かって伝搬できるようになる。プラネタリー波の振幅が突然大きくなるなど、特定の条件が揃った場所でこの波が成層圏へ伝搬する。すると、上層に行くほど密度が低くなるため、エネルギー保存則から振幅が増大する。そして「成層圏準二年振動の発見（4）QBOのメカニズム」で述べたことと同様に、波の位相速度が上空の風と同じ速度になるクリティカル・レベルという高度に近くなると、プラネタリー波は砕波し、持っている東風運動量を放出して、そこで西風を弱めて東風に変える。

それまで極域の低気圧性循環（西風）を地衡風として、南向きのコリオリ力と北向きの気圧傾度力が平衡していたものが、西風が弱まることで気圧傾度力が勝り、大気が低圧の極域に向かって流れ込むため、行き場を失った大気は、その高度付近を境に上昇流と下降流を引き起こす。下に向かった流れは断熱圧縮を引き起こして加熱する。これが突然昇温で気温が増加する原因となる。

東風への転換は極域全体で一斉に起こるわけではなく、ある地域から起こって、それが広域に波及する際に成層圏の大気循環が複雑に分裂したり、蛇行したりすることが多い。

運動量を放出した高度で東風に変わると、プラネタリー波はそれ以上は伝搬できないため、QBOの場合のように、波が砕波するクリティカル・レベルの高度も徐々に下がってくる。下層では大気密度が大きくなるため、相対的に突然昇温の程度も小さくなっていって、最後には消滅する。

このメカニズムのため突然昇温によって成層圏はいったんは昇温するが、そのメカニズムが終わると下降流の断熱圧縮による昇温もなくなるため、徐々に冷えて本来の冬季の極域の循環に戻っていく。しかし、突然昇温が晩冬や初春に起こると、そのまま夏の循環に移行してしまうこともある。

成層圏突然昇温のメカニズムの時系列的な概念図（特徴的な部分だけを抽出している）

クリティカル・レベル付近の高度での東風による地衡風の破れによって、極向きの流れによる収束が起こり、下降流が発生する。下降流は断熱圧縮を引き起こして大気を加熱する。その層は徐々に下がってくる。

なお、突然昇温は成層圏の現象であるが、対流圏の高緯度ジェット気流の蛇行に影響を及ぼす可能性も指摘されている。そうなれば冬型の気圧配置になりやすくなり、極域の寒気が中緯度付近に流出することによって地上付近で寒冬になる可能性もある。

突然昇温に限らないが、このように大規模な大気現象は、上空の手の届かない（つまり観察しづらい）ところで、場合によっては数千～数万キロメートルのスケールで力学や化学などのさまざまな要因が複雑に絡んでいることが特徴である。大気科学は屋内実験のようにいろんな条件を変えて試すことが出来ないため、物理学・化学的な理解をもとに、わずかな観測結果から１をもって10を洞察するような直感と想像力を必要とすることが多い。

（おわり：次は元寇と神風（1））

本文中には場所を示していないが、私の理解を確認するために用いた参考文献を以下に挙げる。

• Matsuno: 1971, A Dynamical Model of the Stratospheric Sudden Warming, Journal of the Atmospheric Sciences, 28, 8.
• Matsuno and Nakamura:1979, The Eulerian- and Lagrangian- Mean Meridional Circulations in the Stratosphere at the Time of a Sudden Warming, Journal of the Atmospheric Sciences,36, 4.
• 木田秀次, 1983: 高層大気, 東京堂出版
• 小倉義光, 1984: 一般気象学, 東京大学出版会
• 山崎 孝治天気の科学（８） 成層圏突然昇温http://wwwoa.ees.hokudai.ac.jp/people/yamazaki/Lecture/tenki-all.pdf

成層圏突然昇温の発見とその解明（1）

 1.    成層圏突然昇温とは

人間が直接観察できない上空では、地上では想像できない思わぬことが起こっていることがある。その一つが成層圏突然昇温と呼ばれる現象である。成層圏の発見については、「高層気象観測の始まりと成層圏の発見（1）～（12）」で解説した。成層圏は文字通り成層しており、それまでは成層圏の大気はほとんど変動せずに安定していると思われていた。ところが成層圏突然昇温は、この安定していると思われている成層圏で、冬季に極域上空で広範囲にわたって大気温度が急激に上昇する現象である。

これが起こると、単に気温が上昇するだけでなく、冬季に安定して流れていた極域上空の成層圏の東風が、南北に大きく蛇行したり、風向きが反対になったりして、大気循環が大きく変わる。そして、それにともなって成層圏のオゾン層の分布も大きく変わる。

オゾン層破壊は一般的に南極上空での現象である。しかし、南極ほど大規模ではないが、北極上空でも部分的に起こることがある。突然昇温は一般には成層圏でのオゾン層破壊を阻害する方向に働くが、突然昇温による北極大気の大気循環の蛇行によって、オゾン層が薄い極域成層圏大気が、北半球中高緯度付近（50-60°N）上空まで南下することもある。

今回は、この高緯度での全球規模（つまりあらゆる経度）で起こる大規模な成層圏突然昇温について解説する。

2.    成層圏突然昇温の発見

1950年頃、西ベルリンにあるベルリン自由大学の気象学研究室では、ヨーロッバ各地の高層気象観測値を集めて天気図を作製していた。そこのシェルハーク教授は、1952年2月23日に奇妙な気象観測値にとまどっていた。ラジオゾンデを用いた前日の2月22日までの高層気象観測によるベルリン上空高度30km付近（～10hPa）の気温は、約-50℃で冬としてはごく普通の値だった。ところが翌2月23日の報告では、同じ高度で気温が-12℃という信じられない報告が来た。

ベルリン自由大学のシェルハーク教授
https://de.wikipedia.org/wiki/Richard_Scherhag#/media/Datei:Richard_Scherhag.jpg

 成層圏は、その名が示すとおり大気が成層しており、その意味では通常は大気は安定している。この報告では、たった1日で成層圏の気温が約40℃も気温が上昇したことになる。

しかし、当時は温度計の故障、気球からの信号の復号ミス、通信時の文字化けなどがしばしば起こることがあり、この時も観測値が正しくないのではないかと考えられた。ところが翌日も-14℃という気温が報告された。このような値はその後1週間続いた。そして高温層はゆっくりと高度を下げてていくことがわかった。

1952年にベルリン上空で観測した突然昇温の推移（久保田効、菊地正武、新田尚、天気現象への成層圏の役割、天気、16、23-32、1969を元に作成）。気圧が高くなるほど高度は低くなる。高度10hPaの観測は気球到達高度の関係で間欠的であるため、星印で示す。

観測値は正しそうであるが、大気の上層で何が起こっているのかは全く不明だった。そして、それから数年間は、成層圏上部の冬季の気温は通常の低温のまま大きな変動はなかった。

 3.    成層圏突然昇温による現象

その後、1958年と1963年に成層圏で大規模な昇温が起こった。1957年から始まった国際地球年（IGY）以降、高層気象観測網が広がったこともあり、この現象が局地的な現象ではなく、極域の広い範囲で数年に一回の割合で起こっていることがわかり、成層圏突然昇温と呼ばれるようになった。

2016年の2月20日～3月21日の5日平均30hPa高度（等値線）及び平年偏差（色）。気圧高度偏差は、赤色は高温、青色は低温と等価である。青色域は低気圧性循環（西風）、赤色域は高気圧性循環（東風）となる。図は気象庁気候系監視年報2016による。

この現象には大気循環が関係しているが、まず気温だけに注目してみる。上図には成層圏突然昇温が起こった2016年冬季～春季初めの2月20日から3月21日までの30hPaの気圧高度を示す。気圧高度はそれより下層の気温と関係しており、この場合は気圧高度が高い領域は気温が高いと思って良い。

•  (a)では北極を中心とした低温部があり、北極を中心とした西風（極渦）が吹いている。これは通常年のパターンに比較的近い。
• その後(b)ではアメリカ高緯度付近に高温部（高圧部）が現われた。
•  (c)～(d)にかけてアメリカ北部の高温部（高圧部）が発達して、極域に向かって張り出した。
•  (e)では張り出した高温域によって低温域の低気圧性の極渦は2つに分裂した。
•  (f)では中緯度から侵入してきた高温域が、ほぼ極域全体にとって代わって北極付近に高温部（高圧部）の中心がある。それに対応して北極域縁辺では東風が吹いた。

成層圏突然昇温が起こると、成層圏上部の高温域と低温域の境は急な温度勾配になり、この境界が少し動いただけで、それまでの低温域がいきなり高温域に変わる場合がある。1か所の観測地点で見ると、その場所で突然大きく昇温したように見えるため、突然昇温と呼ばれている。

（成層圏突然昇温の発見とその解明（2）へとつづく）

バルジの戦いの予報

 前回まで独ソ戦におけるドイツ軍の予報について述べたので、ついでに1944年12月のバルジの戦いにおけるドイツ軍の予報についても述べておく。この作戦の成否は天候が鍵を握っていた。

バルジの戦いは、アルデンヌ攻勢とも呼ばれることがある。これは、連合国軍にドイツ国境付近まで追い込まれたドイツ軍が、1944年12月に制空権がない中で航空機が飛べない曇天を利用して、アルデンヌの森を越えて、アントワープとリエージュ=アーへン方面に向けて起死回生の大攻勢を行ったものである。

ドイツ軍によるアルデンヌ攻勢（バルジの戦い）の作戦計画と実際の進出域の図。
https:/ww2db.com/images/battle_bulge48.jpgを日本語に改変

 

 

 

これは連合国軍にとっては、珍しく戦略的規模の奇襲を受けることとなった。この連合国軍が奇襲を受けたのには暗号解読が関係していた。イギリスはドイツ軍のエニグマ暗号を解読しており、それによってドイツ軍の戦略的な動きは、第二次世界大戦を通して概ね事前にわかっていた。

ところが、1944年7月にベルヒテスガーデンでヒトラー暗殺未遂事件が起こったことにより、ヒトラーは軍を信用しなくなっていた。そのため、軍の反対が予想されるバルジの戦いの準備の指示には、ヒトラーとその司令部はエニグマ暗号を用いた無線を使わず、有線電話や伝令を用いて指示を行っていた。一方で連合国軍はエニグマ暗号をすっかり信頼しており、他の情報からドイツ軍が動き出す兆候を感じていたものの、これに関する暗号通信がほとんどなかったため、大規模な攻勢とは考えていなかった[1]。

この作戦の成否は天候にかかっていた。当時ドイツ軍は制空権を失っており、この戦いで成功するためには、地上のドイツ軍が連合国軍航空機による空からの攻撃を受けないこと、つまり雲底の低い曇り空が長期間継続する期間に、迅速に作戦を実施できることが前提だった。

作戦開始の都合の良い日を探すため、ドイツのZWG（中央気象グループ）に、その予報が課された。彼らが軍から求められた条件は、アルデンヌを含むライン川の西方で作戦開始後5日間曇りになる期間を2日前に予報することだった。作戦の成功には最低でも1日前に向こう3日間の飛行が困難となる気象条件の期間を予見することが必要とされた。

これは、当時の気象学の水準からすると実質的に不可能に近い任務だった。1940年5月、当時のZWGのチーフだったディージングは、「特異期間（singularities）」という考え方を使って、同年5月10日から西部ヨーロッパが数日間晴天になることを予測し、ドイツ軍の電撃戦を成功させていた。しかし、1944年12月には、ケルンより西の気象観測所は、既に連合国軍に占領されて、高層気象や地上気象の観測データがなかった。実質的に1日より先の正確な予報は無理だった。

ディージングが亡くなった後、ZWGのチーフとなっていたシュベルトフェーガーと部下の気象学者フローンは、過去の12月の天気図を調べて、そういう曇天が続く条件にあう気象がどの程度起こったか調べた。その結果、5日間続いた例はなく、4日間も怪しく、3日間がわずかにあっただけだった[2]。

12月1日から、シュベルトフェーガーはドイツ空軍司令部とヴォルフスシャンツェ（狼の巣とも呼ばれたヒトラー司令部）に、毎日気象予測の状況を報告し続けていた。それは「まだ条件が揃う見込み無し」というものだったが、それには連合国軍がライン川を渡る前には、そういう状況が来るかもしれないという根拠のない希望を添えていた[2]。

ところが12月14日になると、驚いたことに動きの鈍い北海の低気圧に向けて、南西からの湿った風が当該作戦地域に吹き続けるという、曇天の条件を満たす気象になる可能性が出てきた。翌日昼に改めて確認すると、西ヨーロッパが少なくとも16日から2日間は雲をもたらす湿った暖かい、風の弱い気団に覆われることが予見された[2]。

シュベルトフェーガーは15日の昼に、「16日から18日にかけて雲底の低い雲か霧によって当該地域の下層の視程が悪くなることが予想される」という予報を出した。この予報に基づいて12月16日からバルジの戦いの作戦が開始された。

NOAAの再解析による1944年12月16日18:00時の850hPa面の気温と地上気圧。ドイツ西部からベルギーにかけて暖気が南西から入っていることがわかる（www.wetterzentrale.deによる）。

予報は当たり、当日から曇天が続いた。ところが予想外なことに、曇りの天候はこの3日間だけでなく、4日目の午後にはやや雲に隙間が出来てわずかな航空機が活動できたものの、5日目も再び厚い雲に覆われて強風が吹いた。12月にこのような気象状況が5日間も続いたことは、それまでの記録にはなかったことだった[2]。連合国軍では、ドイツ軍と天候が共謀していると嘆いたとも言われている。

この曇天の継続は、この作戦にとってこれ以上ない理想的な条件となったと思われる。ドイツ軍は、この天候を利用して連合国軍を破って70km程度西のセル付近まで侵攻した。しかしそれが限界だった。

ベルギーでドイツ軍機甲部隊の迎撃に向かう連合国軍のM36対戦車自走砲。1944年12月20日。https://ww2db.com/image.php?image_id=6931

6日目には暖気が後退して天候が回復した。するとドイツ空軍は連合国軍の航空部隊に圧倒され、多数の機甲師団を含むドイツ軍は連合国軍の空からの攻撃によって壊滅していった。また、ドイツ軍は攻勢開始後にエニグマ暗号を使った無線による指示を再開したため、ドイツ軍の意図は連合国軍に筒抜けとなった[1]。そのため、この戦いはバストーニュという都市を巡る攻防という局所的な戦いに矮小化されていった。

包囲されたバストーニュに物資を空中から投下する連合国軍の輸送機（C-47）
https://ww2db.com/image.php?image_id=6937

連合国軍総司令官だったアイゼンハワーは、ドイツ軍に防備を固めた国境沿いに籠もって抵抗されるよりは、ドイツ軍が西方の開けた空間に出てきた方がむしろ叩きやすいと考えたようである[3]。最終的にドイツ軍は、戦車800台、飛行機約1000機を失い、死傷者10万近くを出して国境付近まで退却した[3]。これによって最後のまとまった戦力を失ったため、ドイツの崩壊が早まったとも言われている。

バルジの戦いで防戦したアメリカ軍第82空挺師団の装甲ジープ
https:/ww2db.com/images/vehicle_jeep31.jpg

この作戦の成否は別として、この長期にわたる曇天を予測できたことは、ドイツの気象学者にとっては栄誉になったと思われる。この予報の成功によってZWGのチーフだったシュベルトフェーガーは大佐に昇進している[2]。

（このシリーズ終わり。次は「成層圏突然昇温の発見とその解明（1）」）

参照文献

[1]ウィンター・ボーザム, 1978: ウルトラ・シークレット,早川書房
[2]Schwerdtfeger, W., 1986: The last two years of Z-W-G (Part 3). Weather, 41, pp. 187-191.
[3]アントニー・ビーバー, 2015:第二次世界大戦1939-1945（下）, 白水社
[4]グリーンフィールド, 2004, 歴史的決断（下）, 筑摩書房

独ソ戦における長期予報（5）

予報を巡る2つの出来事

このように、1941年のドイツ軍によるモスクワ侵攻の失敗は、補給に大きな問題を抱えており、厳寒を予測できなかった長期予報の外れだけが決定的要因とは言えない。しかし、長期予報が作戦に大きく影響していることは間違いない。当時の予報を巡る2つの出来事を見ていく。

「観測が間違っているに違いない」

12月8日頃、ZWGのチーフだったディージングは、軍の長期予報を担当していたバウアーに電話した。これは東部ヨーロッパで異常に低温になっていることについて、バウアーが以前に出した平年並みか暖冬という長期予報内容を継続するのかどうかについての問いだった。長期予報の内容を継続するかどうかは、その後の作戦に影響する可能性があった。

ディージングによるヨーロッパ東部で低温になっているという報告に対して、バウアーは「観測が間違っているに違いない」と答えたことになっている。これによって同僚らはバウアーに不信を抱くようになった [4]。

この件は、ディージングが予報の外れを責められたためか翌年体調を崩して死去し、後任としてZWGのチーフとなったシュヴェルトフェーガーが、フローンの話を元に戦後にこれを明らかにしたことで有名となった。この話は独善なバウアーが自己過信して事実でさえ受け入れなかった話としてわかりやすい。しかし、前後の文脈で話のニュアンスが大きく異なることもある。また気温の観測は局所的な観測環境にも大きく左右される場合がある。この種の話はそこだけ切り出して使わない方が良さそうである。

ソ連の予報

第二次世界大戦中にソ連水文気象予報センターは、3日後、「自然総観気象の期間」（7～10日後）、1か月後、3か月後までの予報を定期的に作成していた [4]。ただし、長期予報の精度は当時の世界的な気象学の水準から言って限界があったと思われる。しかし、数日後までの精度は良かったようである。

ドイツ軍がモスクワまで100kmの位置に迫っていた1941年11月初めに、ソ連は士気を鼓舞するためにモスクワで大規模な軍事パレードを計画した。しかしそのパレードは、ドイツ空軍がモスクワを空爆できないように上空に低層雲が広がる日を予測して、その日に実施する必要があった。予報当局は、11月7日は低い雲に覆われて雪が降ると予報した。実際にその予報は的中し、パレードはその日に行われた [4]。

1941年11月7日にモスクワで行われたパレード
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/Kuybyshev_battle_parade_1941_05.jpg

また、1941年12月の反攻開始の際も、反攻の計画段階と実行段階の両方において予報と実況が重要な役割を果たした。予報では、12月5～7日に寒冷前線の通過で気温が急速に低下して雲量が減少すると予報され、それによってソ連の航空隊による航空攻撃が可能になるこれらの期間が反攻開始日として決定された [4]。そして気象予報は当たり、この時期に反攻が開始された。

これからこの時点で、ソ連の気象当局が前線解析を行うベルゲン学派の気象学を既に採用していたことがわかる。日本の中央気象台がベルゲン学派の気象学を導入したのは戦後である。

攻撃するソ連軍兵士
https:/commons.wikimedia.org/wiki/Commons:RIA_Novosti/Battle_for_Moscow#/media/File:RIAN_archive_301_An_attack.jpg;

 まとめ

フランツ・バウアーは1941年10月に、ヨーロッパ東部の冬季は「平年並みか暖冬になる」とした長期予報をドイツ軍に提供した。それを信じたドイツ軍は十分な冬季の装備を整えずに侵攻を続けた。その結果、12月初めに厳冬にさらされたままソ連軍の反攻を受けて、多大な損害を受けて退却した。

バウアーは戦争中の自分の活動について、公には何も資料を残さなかった。しかし、彼の死後、彼が行った予報の開示と弟子であったフローンによる回顧録によってバウアーの予報は、人々に大きく批判されることになった。

そもそも泥濘期というヨーロッパ東部の気候をよく調べないままに侵攻を開始したドイツ軍は、補給についての甘い見通しもあってモスクワの早期の占領に成功する見込みは低かった。さらに、戦争が冬季まで長引きそうなことがわかっても、平年並みか暖冬を言う長期予報を信じて、冬季の備えを十分にしなかった。ドイツ軍首脳の意識は、最前線の戦力や作戦については重要視していたかもしれないが、補給や気候については、それほど重要視していない状態で独ソ戦を開始した。

ドイツ軍は長期予報を信じて、防寒対策を十分に施さない状態で異常寒波とソ連軍の反攻にさらされた。しかし「平年並みか暖冬になる」という長期予報は、[2]によるとバウアーが出した予報内容としては、正確ではないとしている。

バウアー自身の記録によると、「時間的にも空間的にも、平均して西・中枢ヨーロッパでも北・東ヨーロッパでも冬は厳しくはないだろう。特に北・東ヨーロッパでは、冬の平均気温が平年値を上回る確率の方が、寒すぎる冬になる確率よりも大きい。」という留保をつけていた [2]。 

バウアーは、確かに「平年並みか暖冬になる」という表現を使った。彼も人間である。寒い冬が続けば、次はそうではないだろうという思いがあったのかもしれない。彼がそういう表現を用いたのには、前回の冬が厳寒だったことも影響したようである。

バウアーが得意とした統計学からすると、気候の発現は独立事象なので前年の状況とは関係しない。サイコロで1が出たとしても、次に1が出る確率はやはり1/6である。彼は当然そのことを認識して統計的な留保もつけていた [2]。しかし、そういった留保は無視され、「平年並みか暖冬になる」という表現だけが一人歩きした観が強い。

また、仮にバウアーが10月末に冬季に厳冬になるという予報を出していたとしても、補給が逼迫していたドイツ軍では、前線に十分な冬装備を供給することは困難だっただろう。それでもそういう予報があれば、厳冬に対する兵士たちへの影響を少しは緩和できたもしれない。

しかし、いずれにしても長期予報の外れによるドイツ軍の敗退を、バウアーの責任にするのには無理がある。当時の長期予報は不確定なもので（今でもある程度そうだが）、そのことを十分に知っておれば、（補給を含めて）作戦計画を長期予報に全面的に依存するのは適切ではない。長期予報が使えないというわけではない。ただその利用方法としては外れた場合の備えも必ず必要となる。当時のドイツ軍が長期予報を信じて寒波に対する手を打たなかったとすれば、それは当時の気象学の水準を無視した長期予報への一種の過剰依存といえるだろう。

結局バウアーは、統計学を用いた心底からの中・長期予報研究者だったと言えるかもしれない。彼は生涯を通じて統計的手法を使った長期予報手法を一貫して追及し、一時的には世界的に注目されたが、その評価はまだ定まっていない。統計学は気候に有用な情報をもたらすことはあるが、その結果からは原因はわからず、また統計である以上当たらないこともある。彼はハンガリー気象学会からは賞を受けたが、母国からは業務に対する功労十字章を受けたのみで、科学的な栄誉は与えられなかった。

結局10日程度の中期予報は、現在では数値予報に完全に取って代わられているし、長期的な季節予報も確率を用いた慎重な表現が使われている。彼が行った長期予報は、統計的な部分が無視され、わかりやすい部分だけが使われたのかもしれない。それは彼の本意ではなかったろう。

当時長期予報を行える人は極めて限られていた。長期予報の学問的関心が短期予報に比べて相対的に低かったことや彼の性格から、彼は長期予報の中心的作業をほとんど一人で行っていたと思われる。そのため、その責任も結果的に一人で引き受けることになったのだろう。そういう意味では、彼は確かに「悲劇の一匹狼」だったのかもしれない。

（このシリーズ終わり。次はバルジの戦いの予報）

参照文献（このシリーズ共通）

[1]  大木毅, 独ソ戦, 岩波書店, 2019.
[2]  R. Wiuff, "Was Franz Baur's Infamous Long-Range Weather Forecast for the Winter of 1941/42 on the Eastern Front Really Wrong?," Bulletin of American Meteorological Society, 第 巻JANUARY 2023, pp. 107-125, 2023.
[3]  H. E. Landsberg, "Franz Baur, 1887-1977.", Bulletin of American Meteorological Society, 59, pp. 310-311, 1978.
[4]  Neumann and Flohn, "Great Historical Events That Were Significantly Affected by the Weather: Part 8, Germany's War on the Soviet Union, 1941-45.1. Long -range Weather Forecasts for 1941-42 and Climatological Studies.," Bulletin of American Meteorological Society, 68,  6, pp. 620-630, 1987.
[5]  R. M. Friedman, APPROPRIATING THE WEATHER, Cornell University Press., 1993.
[6]  H. E. Landsberg, "Necrology Franz Baur 1887-1977," Bulletin of American Meteorological Society, 59, pp. 310-311, 1978.
[7]  田家康, 世界史を変えた異常気象: エルニーニョから歴史を読み解く, 日本経済新聞出版, 2011.

 

 

 

独ソ戦における長期予報（4）

 ドイツ軍の1941/42冬季の長期予報

独ソ戦が始まった直後、ドイツの中央気象グループ（ZWG）では、ソ連の冬についての研究を始めた。ドイツ軍では驚くべきことに、それまでソ連の冬の状況についてきちんとした調査は行われていなかった。その調査にはナポレオンが冬将軍のためにロシアから敗退した1812年から13年のデータが含まれていた。それらを用いた調査の結果、日最低気温の単純な積算が寒さの指標となることがわかった。例えばソ連のレニングラードとZWGがあるドイツのポツダムでの指標を比べて、現状や今後の推移の状況が判断された [4]。

当初ヒトラーらは、ソ連を冬までに打倒できるから、ソ連で戦争に従事する全軍に冬装備は必要ないだろうと考えていた。しかし、秋になって泥濘期によって進軍が滞り始めると、ヒトラーとドイツ軍参謀本部は戦争が冬季にまで長引きそうなことに気づき、ソ連の冬の気候について関心を持ち始めた。そして、この冬の長期予報の提供をバウアーに要請した。バウアーは10月末に地域気候学的な要素と太陽黒点と気候の関係を考慮して冬季の予報を提出した。

その予報は次の冬を「平年並みか暖冬」とした。その主な根拠は、気候史上、厳しい冬が3回以上続いたことはないという理由だった。 1939/40年と1940/41年の冬は2年続いてヨーロッパでは厳冬だった。過去150年間遡っても3年連続の厳冬はなく、彼は1941/42の冬は厳冬にはならないと予想した [4]。これが作戦に大きな影響を与えたとされている。

一方で、ZWGの気象学者たちは、9月下旬から子午線面循環のブロッキング傾向の兆候を発見していた。この現象は1939/40年にかけても発生しており、その冬の厳冬の原因となっていた。

一匹狼のバウアーとZWGは必ずしも一枚岩ではなかったようである。ZWGはバウアーの予報を疑問視し、ソ連の戦域では再び寒い冬が予想される文書を作成して、10月下旬にドイツ空軍総司令官ゲーリングに提出した。しかしゲーリングはこれを見て、テーブルに拳を叩きつけて「ロシアでは-15℃より寒くなることはない。戦争は続くのだ！」と叫んだという [4]。この文書はこの時はヒトラーへ提出されなかったとされている。

ZWGの調査結果は、早ければ寒波が11月初めにはやってくると予想していたが、その通りとなった。11月初めに寒波が到来し、そのために泥濘が凍ったことによりドイツ軍は進軍を再開した。ZWGの調査結果は、ベルリンで真冬の気温が0℃前後となるとモスクワでは-7℃～-10℃になることを指摘していたが、ドイツ軍ではそのことをあまり真剣に受け取っていなかったようである。

1942年12月からの状況

中央軍集団に属していたラインハルトの第3装甲軍は、凍結により固まった道路を通って北西からモスクワに迫り、11月28日にはモスクワまで35 kmを切った。また、北方軍集団のヘプナー率いる第4装甲軍は、モスクワまで20 km余りに迫った。12月1日、中央軍集団の第4軍はモスクワに向けて東に進軍していた。しかし補給が限界に達していた。キーウから北上していた中央軍集団のグデーリアン率いる第2装甲軍は、進軍速度が1日に数kmに落ち、11月20日にはもう限界に達していた [7]。

1941年12月初めに、ZWGのソ連の冬季の気象の調査結果がヒトラーに提示された。 以前に述べたように、その結果にはナポレオンが退却した1812/13年のデータが含まれていた。しかし、ヒトラーはナポレオンが敗退した1812/13年の冬について言及することを許さなかった。そういう中で12月4日からモスクワ付近に異常寒波が襲った。4日にはモスクワでは気温が-17℃以下、郊外のトゥーラ付近では-35℃まで下がった。

NOAAの再解析による1941年12月4日の地上気圧と850hPa（高度約1500m）での気温（www.wetterzentrale.deによる）。モスクワ西方上空に、北西から南下した-24℃の寒気の核があることがわかる。

ドイツ軍は適切な防寒装備を持っていなかったため、凍傷や凍死が続出した。ドイツ軍の武器、戦車、機械化車両の多くは、耐寒装備がなかったため寒波の中で潤滑油が凍るなどして作動しなくなった。ドイツ軍の機関車の多くも-15℃以下では故障して動けなくなり、輸送量は半減した。さらに吹雪になると列車は全く停止した [4]。12月5日には、第2装甲軍と第3装甲軍がモスクワへの攻勢を中止した。

さらにドイツ軍が寒波のために攻勢から守勢に転向しようと配置を転換し始めた12月5日から6日にかけて、ソ連軍の将軍ジューコフが準備し指揮したソ連軍が新型のT-34戦車を含む大規模な反攻を開始した（ジューコフはノモンハン事件でも指揮したことで有名である）。ドイツ軍にとっては最も脆弱なタイミングとなった。

この年は11月下旬から天候が悪く、ソ連軍の攻勢のための兵力、戦車、装備、物資の集結を、ドイツ軍は空から偵察できていなかった。スターリンは日本にいたスパイであるゾルゲからの報告で日本がソ連を攻撃する意図がないことを知って、日本に備えていた防寒装備が整った東シベリアの師団も動員していた [4]。攻勢の限界点に来ていた上に寒波への供えがなかったドイツ軍は、全くの不意を突かれた形となり、各地で重装備や車両を捨てて退却した。

ドイツ軍が放置していった車両
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:RIAN_archive_697_Nazi_vehicles_abandoned_near_Moscow.jpg

12月7日にドイツ軍最高司令部は東プロイセンでヒトラーと会談した。ソ連領内の気象状況が会議の主題となり、ヒトラーは「（寒波の襲来を）もっと早く知っていれば」と繰り返したという [4]。

モスクワとスモレンスクの朝の気温（℃）、1941年11月15日～12月15日 [4]より。

ドイツ軍司令部はソ連軍の反攻を受けて、12月8日に「厳冬が驚くほど早めに到来したために、モスクワ攻略を中止して守勢に転じる」ことを指示した。ドイツの12月8日のラジオ放送は、ソ連軍の反攻には触れず、ソ連にいるドイツ軍に異常な寒波が襲来したことと、日本軍の真珠湾攻撃によりドイツも米国に対して宣戦布告したことを告げた [1]。

ソ連軍の反攻を受けて、ドイツ軍は約100 kmから250 km後退した。ドイツ軍は深刻な危機感を抱き、ヒトラーは1941年12月16日に、現在地を死守せよとの要求を発した。ドイツ軍司令官たちは、ヒトラーの許可なくして退却命令を出せなくなった。この方針に反対したグデ－リアン上級大将やルントシュテット元帥などの高級軍人たちは解任された。

一方で反攻を行ったソ連軍部隊は、十分な兵器や装備を持たなかった上に、新たに編成された経験の浅い部隊だった。1942年1月7日、スターリンは全戦線にわたって攻勢を命じたが、これは過大な要求となった。ソ連軍は突破口を開いたにもかかわらず、先鋒部隊に充分な兵力を後続させて、戦果を拡張することができなかった。モスクワ西方での攻勢は、竜頭蛇尾の結果に終わり、ドイツ軍は壊滅を免れた [1]。

しかし、当時それはヒトラーによるドイツ軍への死守命令が功を奏したためと考えられた [1]。陸軍総司令官ブラウヒッチュ元帥は辞任し、代わりにヒトラーがそのポジションに就任した。これによるヒトラーの軍内の権力強化によって、ドイツ軍は翌年の再攻勢へと進んでいった。

（独ソ戦における長期予報（5）につづく）

参照文献（このシリーズ共通）

[1]  大木毅, 独ソ戦, 岩波書店, 2019.
[2]  R. Wiuff, "Was Franz Baur's Infamous Long-Range Weather Forecast for the Winter of 1941/42 on the Eastern Front Really Wrong?," Bulletin of American Meteorological Society, 第 巻JANUARY 2023, pp. 107-125, 2023.
[3]  H. E. Landsberg, "Franz Baur, 1887-1977.", Bulletin of American Meteorological Society, 59, pp. 310-311, 1978.
[4]  Neumann and Flohn, "Great Historical Events That Were Significantly Affected by the Weather: Part 8, Germany's War on the Soviet Union, 1941-45.1. Long -range Weather Forecasts for 1941-42 and Climatological Studies.," Bulletin of American Meteorological Society, 68,  6, pp. 620-630, 1987.
[5]  R. M. Friedman, APPROPRIATING THE WEATHER, Cornell University Press., 1993.
[6]  H. E. Landsberg, "Necrology Franz Baur 1887-1977," Bulletin of American Meteorological Society, 59, pp. 310-311, 1978.
[7]  田家康, 世界史を変えた異常気象: エルニーニョから歴史を読み解く, 日本経済新聞出版, 2011.