カリフォルニアの雨は「カテゴリー4」の大気河川だった。えっ、何？

ここ2日間、猛烈な勢いで吹き荒れる亜熱帯の空気が、記録破りの水分をカリフォルニアに降り注いでいます。水曜日には、北カリフォルニアの一部で、ボストンなどのニューイングランドの都市が冬季を通して観測した量を上回る量の降雪が1日で記録されました。木曜日には、パームスプリングスで8か月分の雨が数時間で降りました。サンディエゴとロサンゼルスでは、砂漠の砂塵を含んだ茶色い水が道路を冠水させ、土砂崩れを引き起こし、陥没穴も発生しました。

これだけの降雨を運んできた幅300マイル、長さ1,000マイルの大気の川は干上がり始めており、最悪の豪雨は過ぎ去った。しかし、新たな降雨記録は、大気の川が長らくアメリカ西部の気象の特徴であったにもかかわらず、気候変動が進む世界では激化しているという事実を浮き彫りにしている。

「大気河川」という言葉を聞いたことがなくても大丈夫。これは気象学の専門用語で、極渦、爆弾低気圧、火雲など、より華やかな類縁用語とは異なり、ポップカルチャーの語彙にはまだ浸透していません。アメリカ気象学会でさえ、用語集に「大気河川」の定義を追加したのは昨年のことです。

この現象自体は目新しいものではない。カリフォルニア州では長年、年間降水量の大半が数回の大きな嵐で降るのがごく当たり前だった。こうした数日間にわたる豪雨のほとんどは、赤道付近で発生し水蒸気を多く含んだ高高度の空気の流れである大気河川によって発生する。だが、科学者がこのタイプの気象システムについて十分な知識を得て、貯水池を満水に保つ有益な嵐と、今週カリフォルニア州を襲ったようなダムや堤防、貯水池を氾濫させる壊滅的な嵐の違いを区別できるようになったのは、ここ10年ほどのことである。この地域の水管理者にとってその綱渡りがますます困難になるにつれ、一部の科学者は竜巻やハリケーンと同じように、こうした違いを数値化しようと取り組んでいる。

「一般的な天気予報では、晴れの日には太陽、曇りの日には雲といった記号が表示されます。しかし、雨雲の記号は、にわか雨になるのか、それとも異常に激しい嵐になるのかを正確には示していません」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校スクリップス海洋研究所の研究気象学者であり、同研究所西部気象・水極値センター所長のF・マーティ・ラルフ氏は述べている。ラルフ氏は、大気河川の強さを診断するための5段階評価尺度を開発する数年にわたる取り組みを主導しており、水管理者、救急隊員、そして一般市民が、次の嵐がどれほど破壊的（あるいは有益）なものになるかを迅速に把握できるようにしている。

ラルフ氏のチームは今月初め、アメリカ気象学会誌に掲載された論文で、AR Catスケールを発表しました。このスケールが嵐の強さを評価する際に用いる主要な指標は、空気中を水平方向に流れる水蒸気の量です。これは積分蒸気輸送量（IVT）と呼ばれ、システムに供給される燃料の量を示します。

これは簡単に計算できる数値ではありません。正確に計算するには、大気圏の何マイルにもわたって風と水蒸気の測定を複数回行う必要があります。地上の川が深さによって流れの速さが異なるのと同じように、大気圏の川の水蒸気分子も気柱の中を異なる速度で移動します。これらをすべて垂直方向に合計することで、嵐の真の強さを測ることができます。ラルフのチームは、1メートルあたり毎秒250キログラム以上の水を動かす嵐を大気圏の川と分類し、その強さは弱、中、強、極度、そして例外的としています。

しかし、強さだけでは嵐の危険性を予測することはできません。そのため、ARカテゴリーは嵐のIVT（最大風速）と予想される滞留時間を組み合わせて算出されます。24時間以内に通過する嵐はカテゴリーが1つ下がり、48時間以上続く嵐はすぐに1段階上がります。つまり、「極端な」嵐は、上陸後の挙動によって、カテゴリー3（有益性と有害性のバランス）、カテゴリー4（主に有害）、またはカテゴリー5（有害）のいずれかに分類されます。

嵐が陸地上に長く滞留し、ミシシッピ川の何倍もの水分を流域に注ぎ込むほど、これらのシステムへの負担は大きくなるからだ。近年で最も破壊的なハリケーン、テキサス州のハービーとノースカロライナ州のフローレンスは、陸地上に停滞し、数日間にわたる激しい雨で地域を浸水させたため、壊滅的な被害をもたらした。しかし、風速に基づく現在のハリケーンスケールは、時間を考慮していない。「大気河川の場合、最初からそうした数値を織り込む機会がありました」とラルフは言う。

もちろん、AR Catスケールの信頼性は、その基となる予報モデルの信頼性に左右されます。そして、大気河川の正確な予測は、気象研究者を長年悩ませてきました。衛星データに基づくモデルは、嵐の発生までわずか3日しか残っていないにもかかわらず、上陸地点を250マイル（約400キロメートル）も誤算することが珍しくありません。NOAAの次世代衛星GOES-17が米国西部で運用を開始した今週、こうしたデータの一部に新たな弾みがつきました。

GOES-17の強力な新型カメラは、特にこれまで観測範囲が狭かった太平洋上空の重要な空白を埋めるだろう。「まるで白黒テレビを見ているようでしたが、今ではフルHDです」と、国立気象局ベイエリア局の気象学者スコット・ロウ氏は語る。新型衛星はデータ更新速度も大幅に向上し、10分や15分ごとではなく、5分ごとに新しい画像を撮影する。特別な状況下では、国立気象局の予報官は更新速度をさらに1段階上げるよう要請できる。ロウ氏のオフィスがカリフォルニアの嵐の次の進路を予測するのに忙しかった木曜日、GOES-17は1分ごとに画像を撮影し、送信していた。

しかしラルフ氏によると、この新型衛星は大気河川の予報を完全に解決するものではない。高層雲が嵐の内部で何が起きているのかを覆い隠してしまう可能性があるからだ。より効果的なのは、ラルフ氏が過去3年間調整してきた定期的な偵察ミッションだ。米空軍のパイロットをハリケーンハンター機に乗せ、熱く湿った空気の流れを縦横に飛び回らせる。彼らは定期的にドロップゾンデと呼ばれる気象観測装置を投下し、それぞれの嵐の降水確率をより詳細に把握する。

これは、この地域の淡水資源の管理者が、洪水のリスクを冒して水を貯めておくべきか、それとも嵐の前に水を放出して大失敗のリスクを冒すべきか、より適切な判断を下せるよう支援するための、より広範な取り組みの一環です。ラルフ氏によると、AR Catスケールは、様々な種類の嵐のリスクとメリットをより明確に表すためにまだ調整が必要だとのことですが、貯水池管理者にとって、こうした判断を一、二、三、四、五のように簡単に行えるようにすることを目指しています。

今週襲ったような嵐がカテゴリー4の大気河川であるという事実は、一般の人々にとってはまだあまり意味をなさないかもしれません。恣意的な値を観測された現実に合わせるには時間と経験が必要です。しかし、アメリカ西部の住民がそもそもそのような言葉を必要としているという事実自体が、この地域の気象パターンが激化している兆候なのです。

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