野鳥歳時記　夏

計量計測データバンク　ニュースの窓－108-
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├計量計測データバンク　ニュースの窓－108－2023年ノーベル物理学賞（その４）
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├2023年ノーベル物理学賞（計量計測データバンク編集部）
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├(566) ノーベル物理学賞2023を解説します【アト秒物理】 - YouTube
［以下は2023年ノーベル物理学賞の解説の文章］

授賞理由は「物質中の電子の挙動を観察するためのアト秒パルスレーザーを作り出す実験手法」。

授賞者は米オハイオ州立大学のピエール・アゴスティーニ名誉教授、独マックス・プランク量子光学研究所のフェレンツ・クラウス教授、スウェーデンのルンド大学のアンヌ・ルイリエ教授の三氏。

アト秒とは、アト（100京分の１）秒のこと。１秒の10のマイナス18乗の時間であり、1 アト秒は 0.000 000 000 000 000 001 秒となる。

アト（atto, 記号:a）は国際単位系 (SI) におけるSI接頭語の一つ。接頭語のミリ（ｍ）は10のマイナス３乗、マイクロ（μ）は10のマイナス４乗、ナノ（ｎ）は10のマイナス９乗、ピコ（p）は10のマイナス12乗、フェムト（f）は10のマイナス15乗、
ゼプト（z）は10のマイナス21乗、以下、ヨクト (y)は10のマイナス24乗、ロント (r)は10のマイナス27乗、クエクト (q)はマイナス30乗とつづく。

で、以下のように、基礎となる単位の 10−18 倍（= 0.000 000 000 000 000 001 倍、百京分の一）の量であることを示す。アットとも。
1 アト秒 = 0.000 000 000 000 000 001 秒
1 アトメートル = 0.000 000 000 000 000 001 メートル
1964年に導入されたもので、デンマーク語で「18」を意味する atten に由来する。

10−18 倍（= 0.000 000 000 000 000 001 倍、百京分の一）の量であることを示す。アットとも。

1 アト秒 = 0.000 000 000 000 000 001 秒

アト（atto, 記号:a）は国際単位系 (SI) におけるSI接頭語の一つで、以下のように、基礎となる単位の 10−18 倍（= 0.000 000 000 000 000 001 倍、百京分の一）の量であることを示す。アットとも。

1 アト秒 = 0.000 000 000 000 000 001 秒
1 アトメートル = 0.000 000 000 000 000 001 メートル
1964年に導入されたもので、デンマーク語で「18」を意味する atten に由来する。

アト秒
これは何かというと、これは、SI単位系の1つでアトは。

SI何だったかて言と例えば、

一番、番身近な例で言うと、
長さの単位はメートルです。単位記号はｍ。
１ミリメートル（1mm）は10のマイナス3乗で、これが1mm。

っていうのは10の-3mのこと。

小さい方に行くと、
マイクロが10の-6乗なのが10のマナの9乗、というわけ。

名前を聞いたことある人は多いと思うんですが。

もっと小さいものになると、なかなかね、日常生活では出会ないものになやっていきます。

ピコが10の-12乗、と、まピコって名前可愛いですね。

ピコピコハンマーって、可愛いですもんね。

別に、ピコピコハンマー、小さいわけじゃないんですけど、え、ピコが10の-12乗と。
フェムトが10の-15乗そして後が10の-18乗というわけで。

アト（atto, 記号:a）は国際単位系 (SI) におけるSI接頭語の一つで、以下のように、基礎となる単位の 10−18 倍（= 0.000 000 000 000 000 001 倍、百京分の一）の量であることを示す。アットとも。
1 アト秒 = 0.000 000 000 000 000 001 秒
1 アトメートル = 0.000 000 000 000 000 001 メートル。

1964年に導入されたもので、デンマーク語で「18」を意味する atten に由来する。

今回の、受賞内容に、アト秒ってのは、つまり、10の-18乗秒くらいの短い時間、の話だ、というわけですね。

ちなみに、イメージが湧かないと思うので、1アト秒の、すごさを伝えたいんですけど、1アト秒ってのは、光ですら0.3nmしか進めない、ぐらい短い時間のことです。なかなかびっくりですよね。

あの、1秒間で地球7周半に相当する距離を、え、動くような光でさえですね、1アト秒では0.33nmしか動けない、というわけで、めちゃくちゃ短い時間ですね。

次に、この、
パルス光の、意味を説明していきましょう。え、
パルス光ってのは、簡単に言うと、一瞬だけ光る光のこと、です。

なので、今、図にしてみましたが、これ光を表す振動です。え、これが、え、光の、ま、振動の振幅を、書いてるんですけど。つまり、
光が強度を持つ時間的な幅、がすごく、ね、限られた、この部分にあるっていうのが、パルス光ってやつで、
アト秒パルス光、ってのは、この、時間的な幅がアト秒ぐらい、のオーダーのパルス光のことです。なので、アトベパルス光、ってやつが、なんでこんな、
一瞬しか光らない光を、作りたいか、というのが、今回すごく大事なんです。
が、それはですね、カメラのシャッターを、イメージする、と分かります。え。

カメラのシャッターを、長い時間開いて、おくと、早く動くものを、うまくとれないんです、よね。

例えば、新幹線を、シャッタースピードが遅いもので、撮ろうとしたら、物が動いちゃってるんで、残像のようなものが残ってしまう、と。だから、
シャッタースピードを上げる。一瞬しか開かない、ようにすると、しっかりとその新幹線が止まったような写真が撮れます、よね。

なので、
高速のシャッターのカメラがあれば、早く動くものを捉えることができる、
わけです、え。

ちなみ、にこれは昔の話なんですが、
走ってる馬の4本の足が同時に離れることがあるか、ってのが、え、話題になったことがあるそうなんです、ね。

それを、え、解決するために、高速のシャッター、ってのが、たくさん頑張って、開発されていて、そして結果を伝えると、え、
馬の4本の足は走ってる時に同時に離れることがある、ってわかったんですね。

その、
超高速のシャッターの写真を小間送りにしたら、本当に、4本だ足が離れる瞬間があった。からと、ちなみに、その、証拠を見るまでは、多くの人は4本の足が同時に離れることはない、と考えてたそうです。

確かに肉眼で見ると、そう見えるんですね。ただ、超高速のシャッターを小間送りしたら、そういうことまで、分かったというわけなんです。けどま、これは、雑談ま余談ですね。

大事なのは、
高速のシャッターさえあれば、早く動くものの運動が捉えられる、
いうわけです。

ではこんな

アト秒、
ってめちゃくちゃ、短い時間幅の運動、なんて何があるんだってことに、なると思う、んですけども。

それが、ですね、例えば、
分子の動き、
っていうの、は、10のマイナ15乗秒ぐらい、のオーダー、
で起こる現象です。な、のでこれは、
フェムト秒、
って言ってるんですね。

フェムト、このオーダーで、いろんなものの、運動とか科学反応を、追っていこうと、いうのが、
フェムト秒科学、
って言うんですけど。

実は、これの内容は、
1999年にノーベル化学省を受賞してます。
はい、1999年にフェムト秒科学というのがノーベル科学賞の受賞内容になっている、ことなので。

今回話す、
アト秒の科学とか、アト秒の物理学の世界、
っていうのは、ま言ったらこれよりも、1歩踏み込んだ、ような、運動を見る、世界に、なります。

ではそんな、運動、何があるか、というとこれがあるんですね。今ここに、
原子と原子があって、その間を電子が動く、
ような図を書いたんですが、
電子の運動、ってのは、めちゃくちゃ早いです。

でどれぐらい早かと言うと、この、
10のマイナスの18乗秒ぐらい、のオーダーで起こる現象、
だと、つまりこれが、
アト秒で起る、って言ってるんです。

今回大事なのが、これです。つまり、今の話をまとめると、
超高速のシャッターを実現すれば、
電子のダイナミクス
動きまで見れる、
んだという話ですね。

その、
電子の動きを理解する、ってのはもういったら、化学反応の究極の理解、物質の究極の理解、に、もう近いもの、です、よね。
なので、そういったことができる、ま、夢のある話なわけです。

はい、ま、だから、あの、今回の話をですねえ、踏まえたちょっと、ジョークを言いたいんですけども。

天空の仏陀が3分間待ってやる、じゃなくて、3アト秒待ってやる、とかだったらねえ、シータとパズーはね、パルスをね、唱えるえ余裕なかったでしょうね。
はいというわけでねえ。

混乱さしたと思うので、全部忘れてもらって。

では、次にですねえ、この実際に、
受賞した3名が何をしてきたか、
について話をしていきましょう。

では、
電子の動きが見れるレベルの、一瞬だけ光る光り、
というね、夢の技術がどのように実現されていったか、
を話していきましょう。

え、まず、
1997年に、ルイエさんのグループが強高度の赤外レーザー光を貴ガスに透過させると、極端紫外領域の光がでてくる、つまり波長がすごく短い光が出てくることを発見しました。

より具体的に言うと、この、
周波数がオメガ（ω）の光を貴ガスに当てて、透過させると、例えば、9オメガ（ω）とか、11オメガ（ω）とか、13オメガ（ω）、
っていう、この、周波数の大きい整数倍の光が出てくる、ことを、発見した、んですね。

この、レーザーの分野では、よく、え、
レーザー光を当てると、え、そっから、出てくる光が、元々の周波数の整数倍の光が出る、というのがある、んですけど、こういうのを、高調波と言ったりします。
で、特に、この、整数倍の数字が、大きいやつを高次高調波、て言うんですが、
ルイエさんがやったのは、
赤外レーザー光、つまり、強高度の赤外レーザー光を貴ガスに当てると、大きい奇数の整数倍、つまり9オメガ（ω）とか、11オメガ（ω）とか、13オメガ（ω）、っていうの光が出てくる、ことを発見しました。

高次高調波、ですね、
最初はどうしてこんなことが、え、起こるか分かんなかったんですけども、え、徐々に分かってきたことを、
結論、だけ言うと、パルス幅もすごく短い、ことが分かってきました。

パルス幅、ってのは、この幅のことですね時間幅のこと。高次高調波で非常に短いパルス幅をも持ってることが分かった。

ルイエさんは、この後もこの現象について、たくさん調べていく、んですけども。こういった現象がですね、
アト秒のパルス光を作る基礎、となっていきます。ブレイクスルーとなる、きっかけとなったのです。

その後、分かった、理論的なお話、をしましょう。
どうして、こんなことが、起こるか、をうまく説明する、
半古典的な、すごくイメージしやすい、モデル、があるんで、それを紹介します。

それを考えたのが、
ポール・ブルース・コーカム（（Paul Bruce Corkum, 1943年10月30日 - ）は、カナダの物理学者（専門はレーザー科学））、という人なんです。

理論を、ね、考えた人ですが、
もし今回の、ノーベル賞の受賞内容が、実験手法に限られて、いなくて、
アト秒の物理学とかだったら、理論も含めて4名までの受賞がオッケー、だったら、
間違いなくこの、ポール・ブルース・コーカムさんも入っていた、と言われています。
今回はね、実験に、絞って3名になってますが、すごい、重要な、え、働きをした人で、どんなモデルかと言うと、

今これがですね、
赤外レーザー光、だと思ってください。適当な、ね、え、波長で書きましたが、こういう風に、振動する、これ電場だけを表してると思ってください。光、って電場の振動です、よね。今、光の電場を、表してるこれの、光電場って言いますがそれが書いてあると思ってください。

備考
電磁波とは、空間の「電場（ electric field ） E 」と「磁場（ magnetic field ） H 」が互いに振動しながら空間を伝播していく物理現象です。
「電場」とは、ある空間に「電荷」が存在すると、その電荷に力を及ぼす空間の性質のことを言います。その「電荷」自身も周囲に電場を形成しています。電荷には “ ＋ ” と “ － ” の 2 種類ありますが、電場を介して同極性同士（ “ ＋ ” と “ ＋ ” 、または “ － ” と “ － ” ）は反発し合い、異極性（ “ ＋ ” と “ － ” ）は引き合います。冬場によく経験する静電気は、絶縁性の高い素材において電荷が発生して蓄積され、他の絶縁性物体に近づくと、異極性の電荷を引き寄せ、場合によってはその間で放電が起こる現象です。この場合、固定された状態下では電荷の周りの電場の強さは時間的に変化しないので「静」電気と呼ばれます。
また、「磁場」とは、磁極（磁石の N 極と S 極）に対して力を及ぼす空間の性質のことを言います。磁石は「磁場」を介して、同極性同士（ N 極と N 極、または S 極と S 極）は反発し合い、異極性（ N 極と S 極）の場合には引き合います。小学生の頃、下敷きの上に砂鉄をばら撒き、下敷きの下から磁石を近づけると、磁石の N 極から S 極に向かってきれいな曲線状に砂鉄が並ぶ実験をしたことがあると思います。これは磁石の N 極、 S 極の周囲に形成された磁場により、砂鉄の磁性（磁区といいます）が磁力線に沿って整列されることによって観察される現象です。この場合も、固定された状態下では、磁場の強さは時間的に変化しないので「静」磁気と呼ばれます。
電場と磁場とは互いに密接な関係があります。磁場が変化すると電荷に力が働いて電荷を移動させ（電流が流れる）、電流が流れると磁場に変化を及ぼす、という相互作用が起こります（電磁誘導）。このような相互作用により空間的なエネルギーの “ 周期的な振動 ” 状態が作り出され、空間を電磁的エネルギーが横波となって伝播されていくことから、これを「電磁波」と呼ぶ訳です。
電磁波の電場 E と磁場 H の振動方向はお互いに直角の関係（ x 軸方向と y 軸方向）であり、また電磁波の進行方向もこれと直角（ z 軸方向）になっています。

そして、その下に、書いたのが、え、普通、原子って、原子核に電子がとらわれてます、よね。原子核の空論力の、え、作るポテンシャルによって、電子が閉じ込められていると、今こことかにあるような、え、電子のイメージを書いてみました。

クーロンポテンシャル、に閉じ込められる電子で、今え、
大きい強度の、強い強度の電場がやってくるので、クロポテンシャルと足し合わされてで、すね、これが、
こっち向きに傾くことがあります。

つまり、
クーロンポテンシャルと電場によるポテンシャルが足算された、やつが、電子が感じるポテンシャルなんです。
がこういう風に傾く時があるとで、この、電子が、まだ、ね、この右側に壁を、感じていても、量子力学にはトンネル効果ってやつがあります、ね。

この、ポテンシャルの壁を、すり抜けることができると、可能であると、え、こういう風に、ポテンシャルの外に出ていく。そうすると、原子から電子が離れていった、んで、これイオン化する、んですね。トンネルイオン化といいます。

備考
クーロンポテンシャルまたは、クーロンエネルギーとは、電気的な力によって生じる位置エネルギーのことである。
力学で位置エネルギーと言えば、重力mgに逆らって物体を持ち上げた高さhを使ってm
ghと表される。

トンネル効果を使ってイオン化した、これトンネルイオン化、って言います。はいそして外に出た電子なんですが、え、これすぐにですね、これ電場振動してるので逆側にえポテンシャルが傾くこともある、んですね。

なので、今、これ、この傾きを電子が感じて、この坂を下っていきます下っていく。はい、つまり、ここで、運動エネルギーを得るわけです、ね。

え、
電子が余分な運動エネルギーを得ると、で、また元のところに原子のとこに戻って、いって、また、原子核の作るのポテンシャルに、ま、束縛される、と、
また、スポンと落ちる。つまり、ま、原子の方に戻っていく、これを再衝突って言ったりします。

衝突、平仮名で書きましたが、
電子が一旦離れて戻ると、その時に余分に持っていた運動エネルギーが、光となって放置される、
ことがある。

と、その、放出された場合に出てくる光が、こういうものだと、考えられる、というわけですね。これが、3ステップモデル、っていいます。

さっき、半古典的なモデル、って言ったんですが、もちろん、正確に考えたかったら、量子力学を、使って理解する、必要があるんです。
が、まこれのねえ、後に、分かったことなんですが、
量子力学的なしっかりとした、モデルを考えてみたらですね、これはます、ごくねそのモデルを「うまく禁止した」半古典的なモデルであることが分かりました。

物理学分野における半古典論。
物理学では、半古典とは、システムのある部分が量子力学的に記述され、他の部分が古典的に扱われる理論を指します。たとえば、外部フィールドは定数であるか、変更する場合は古典的に記述されます。一般に、プランク定数のべき乗の発展を組み込んでおり、その結果、累乗0の古典物理学と、(-1)の累乗に対する最初の非自明な近似が得られます。この場合、量子力学系と関連する半古典的および古典的近似の間には、物理光学から幾何光学への移行に外観が似ているため、明確な関連性があります。
実体
半古典近似の例には、次のようなものがあります。
WKB近似:古典的外部電磁場中の電子。
半古典重力:古典的曲線重力背景内の場の量子論(一般相対性理論を参照)。
量子カオス;古典カオス系の量子化
大磁場の影響下での物質や天体の磁気特性(例えば、デ・ハース・ヴァン・アルフェン効果を参照))
場の量子論では、プランク定数の累乗に対応する、せいぜい1つの閉ループを持つファインマン図(例えば、1ループのファインマン図を参照)のみが考慮される。
関連項目
ボーアモデル
対応原理
古典的極限
Eikonal 近似
アインシュタイン・ブリルアン・ケラー法
古い量子論

ま、つまりどういうことかって言うと、すごくイメージのしやす、いま資に飛んだ、全然決して本質から離れていない、え色々ねインスピレーションを与えるいいモデルだったってわけですね。
これが3ステップモデル、
というやつですえこれはですね。

今ここでは、詳しくは説明しないですが、こういうモデルを使うと実際にこういう奇数のね極超高調波調波が出ることとかそしてですね。この
パルス幅がどうして短いかを説明することができました。

それを、ここでちょっとやってみましょう。
今これが、800nm（ナノメートル）程度、波長が800nm程度の赤外レーザー光だとしましょう、

とまこれぐらいをねえ、
波長持ってるやつが赤外レザー光、っていうのでそれぐらいだとしましょう。
なので今これ、時間横軸が時間、のつもりで書いてるので時間で言うと、じゃあどれぐらいかって言ったら、え、この
1周期、ですねこれ、が800nmの波長の場合は2.66fs（2.66フェムト秒）程度と、はい、なので、時間で言った、これめちゃくちゃ、短い周期を持ってる、んですね。

でこの、電子の再衝突、トンネル化して運動エネルギーえて最小突、するっていう、この3ステップ再衝突は、この時間の幅の中で起こる瞬の現象なので、これよりも少なくともめっちゃ、短いスケールで起こる現象、なんですね。
なので結果的にこういった非常に短いパルスの光が出てくる、というわけです。

はい、これが、ま、
3ステップモデルによって、ま、え、よく、理解ができた、という話ですね。
この辺の話が分かっていただけたでしょうか。

え、ではですね、実際にこのルイエさん、え、以降のですね、
クラウスさんアゴスティーニさんが何をやってきたか、
って話をしたいんですが、
今から話す話だけがですねもちろんクラウスさんとアゴスティーニさんがやってきた実績じゃないんですけども、え、
第代表的な、え、ものを、ですね、お話ししていきたいと思います、え。

2001年に、まずこの、アゴスティーニさんが、ですね、250アト秒、
ってめちゃくちゃ、短いパルス幅の、え、光をですね、作り出すことに成功、します。でこに、
連続、って書いてあるんですけど、
連続パルス光の生成に成功、するんですね。

連続パルス光、って何かって言うと、今これ、電場が振動してるので、
ま、光が、ね、振動してる、ので電場も振動してます、が、これを考えたらま今普通に考えて欲しいんですけど、
1回、この、振動して、えええっと、再衝突が起こって出てくる。
出てくる出てくるっていう風に、
連続して、連続してパルス光、っての出てくるんですね。

今から話す、
2001年のクラウスさんの方がですね、また別の、え方向性で研究していて
650アト秒、っていう250アト秒に比べたら少し長い時間にはなるんだけども、
単一のパルス光を作り出すことに成功、します。

まつまりここでね、イメージしてるのは、連続のパルスコ出てくる。出てくる出てくるっていうパルス光なんですが、え。
実験でですね、使いやすい、シチュエーションの、単一のパルス光、ってのを、クラスさんは、え同じ、2001年に、ですね、実際に作り出すことに成功している、
というわけです。

はい、ま、ちなみにですね、今これはもう、
2017年では47アト秒のパルスを作ること、とかに、成功していて、
どん・どん・どん・どん、ですねえ短い時間スケールになってきています。

というわけで、この、え、あの、話がですね、
アト秒パルス光を生成する実験書法の開発の内容、なんですが、実際にこういった、え、

アト秒パルス光が、どういったものに応用されていくか、え応用されているについて話をしていきたいと思います。

まず、ですね、この、
クラウスさんが、え、最近、え、やってる動きとしては、え、医療への応用を考えているそうですね。

実際にこの辺りは、自分は詳しくないんですけど、
血液をこういったレーザー技術を使うことによって、血液に対してレーザー技術を使うことによって、病気の早期発見とかに、え、繋がったりするらしいです。
あとはですね、物理の基礎的な問題になってしまうんですが、え、
アト秒パルス光を使うことによって、なんとですね。

波動関数を見ることができる、ようになってきてるらしいんですね。
この波動関数を見るってのが、すごい話で、波動関数も、ちろん、ま、電子の状態を表す、ね、え、状態を記述する、ものなんですけども、
その確率分布、つまり、波動関数の絶対値の2乗を見るのではなくて、その
複素数の形のまま波動関数を見る、っていう、
つまり、位相付きの波動関数を、見ることができるようになってきてる、
らしいんですよね。

備考「複素数の波」
一般に思われているほど虚数や複素数は不可解なものではありません。また、「複素数の波」という難解な表現は「位相の回転が波のように伝わる」という程度に考えても良いように思います。

備考　複素数
数学における複素数（ふくそすう、（英: complex number）とは、2つの実数 a, b と虚数単位 i = √−1 を用いてz = a + biと表すことのできる数のことである。

本当にね、少し、量子学を、勉強したことある人にとって、夢のような技術、だと思うんですけども。そういった、え、と、ころにまでね、物理は、今、到達しているようなんですね。なので、是非ですねえ、今後も、この分野の動きを楽しみに、追っていきたいと思います。というわけで、え。

来年のノーベル物理学賞も是非ね楽しみにえおっていきましょうではまた別の授業動画でお会いしましょう。さよなら。
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├山麓生活:第12回日本数学オリンピック（2002年）好成績者とその後の経歴 - livedoor Blog（ブログ）
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├２００２年　第１２回日本数学オリンピック成績優秀者一覧
田中孝明高２松本深志高等学校　長野県
├研究者詳細 - 田中　孝明 (keio.ac.jp)
1993年03月慶應義塾大学, 理工学部, 数理科学科
大学, 卒業
1995年03月慶應義塾大学, 理工学研究科, 数理科学専攻
大学院, 修了, 修士
1998年03月慶應義塾大学, 理工学研究科, 数理科学専攻
大学院, 修了, 博士
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├山崩れて川を埋め海は傾き陸におしよせと大地震を記録した鴨長明
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├大手不動産二社恒大と碧桂園の債務不履行が出現した中国経済の基底を探る
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├2023年　今年の夏は全国的に平年より暑い　暑さのピークは7月下旬から8月初旬 - ウェザーニュース (weathernews.jp)

7月下旬から8月上旬はフィリピン近海の対流活動が活発となり、西日本や沖縄を中心に太平洋高気圧の勢力が強まり、暑さのピークとなる予想です。本格的な暑さに慣れていない時期ですので、熱中症には十分な注意が必要です。
この暑さの鍵となるのが、太平洋高気圧とチベット高気圧です。
太平洋高気圧とチベット高気圧は広がる高度が違うため、同時期にチベット高気圧が日本付近まで張り出した場合は、太平洋高気圧と上空で重なり合って“ダブル高気圧”となり、二つの高気圧が非常に背の高い一つの高気圧のようになって厳しい暑さをもたらします。

このため、最高気温が35度以上の猛暑日が続いたり、フェーン現象が起こりやすい場所では40度前後の酷暑になることもあります。
また、9月になっても日本付近には南から暖かい空気が流れ込みやすいため、前半を中心に残暑が厳しい見込みです。暑い期間が長くなるため、夏バテにならないよう体調管理が大切です。
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├太平洋高気圧とは｜防災情報ナビ (ibousai.jp)
太平洋高気圧は、亜熱帯高気圧の一つで、太平洋に発生する温暖な高気圧をいいます。これには、北太平洋に存在する「北太平洋高気圧」と、南太平洋に存在する「南太平洋高気圧」の二つがあります。通常、日本で太平洋高気圧といった場合は「北太平洋高気圧」を意味し、これは夏期を中心に強まる高気圧で、その中心はハワイ諸島の北の東太平洋にあります。また、本高気圧は、夏場に日本付近に暑い晴天をもたらします。なお、太平洋高気圧の一部で、小笠原諸島から南鳥島方面に中心を持つものは、特に「小笠原高気圧」と呼ばれます。
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├太平洋高気圧 - Wikipedia
［太平洋高気圧の成因］亜熱帯高気圧は太平洋特有のものではなく、北大西洋のアゾレス高気圧の他、南半球にも同様のものがある。これらの高気圧は地球規模の大気の大循環の一環として生成するものである。夏だけではなく年中存在する（夏だけしか存在しないと誤解されやすいが、それは正しくない）。赤道付近は強い日射のために暖められた海面や地上の空気が上昇し、対流圏界面まで達すると両極に向かって流れるが（ハドレー循環）、地球自転の影響を受けて次第に東寄りに向きを変え、北緯30度付近に来ると偏西風(亜熱帯ジェット気流)となり、赤道から来る空気が滞留、積もるため、地上に高気圧を形成し、余分な空気が下降気流となって海面（地表）付近に達して周囲に吹き出す。北太平洋海域の北太平洋高気圧は、夏季に最盛期を迎え、小笠原諸島方面から日本付近に張り出す小笠原気団を形成する。
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├チベット高気圧 - Wikipedia
チベット高気圧（チベットこうきあつ）とは、春から夏にかけての暖候期前半に、チベット高原を中心としてアジアからアフリカにかけての広範囲を覆う、対流圏上層の高気圧である。
概要
上層の高気圧であり、100hPa（高度15-16km）や200hPa（高度約11km）の高層天気図では明瞭に確認できるが、海面気圧の地上天気図では認められない。特に中心付近は対流活動が活発なため、海面付近の高度では逆に低気圧となっている。
4月ごろマレー半島やその周辺のインド洋上に準定常的な高気圧として現れ始め、5月にはインドシナ半島付近の定常的な高気圧として解析されるようになる。6月になると中心がチベット高原に移り、8月頃まで活動が維持される。特に、7-8月頃には勢力が拡大して東に張り出すことがしばしばある。
熱帯の海洋の中でも西太平洋やインド洋は海面水温が高く、対流活動が活発である。そして、夏期のアジアでは海から陸へ向かう大規模な季節風（モンスーン）が吹いている。これにより、インド洋・西太平洋・アジアではモンスーンの移動に付随して対流活動の活発な領域が移動する。この領域では、大量の降水に伴う潜熱加熱（非断熱加熱）が加わって大規模な対流が維持されている。周囲よりも温まりやすいチベット高原の熱特性に、北上してきた対流活動の活発な領域の潜熱加熱が加わった結果として、対流圏上層が高圧となることで生じるのがチベット高気圧である。
日本付近では、夏季には対流圏下層を太平洋高気圧が広く覆っている。太平洋高気圧が平年よりも北西に偏り、その上、チベット高気圧が平年より東に張り出す年の夏は、猛暑になりやすいことが知られている。
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├2023年を特に暑くしている4つの気象条件まとめ、2024年以降はどうなるのか？ - GIGAZINE
2023年08月26日 20時00分サイエンス
2023年を特に暑くしている4つの気象条件まとめ、2024年以降はどうなるのか？
2023年7月4日にはそれまでの観測史上最高気温が観測され、その後も暑い日が続いて「2023年7月はこれまでで最も暑い月」となるなど、2023年の夏はとにかく記録破りの暑さです。気候変動の深刻化により今後も激しい気象が続くと予想されますが、特に2023年は4つの現象が重なったことで例年にない酷暑が世界を襲っていると、セントルイス・ワシントン大学文理科学科のマイケル・ワイセッション氏が指摘しています。
◆1：エルニーニョ現象
エルニーニョ現象とは、熱帯太平洋の海面温度が上昇するのに伴って世界中の気温に影響が出る現象のことで、逆に海水温が低下するラニーニャ現象とともに数年おきに発生します。
例えば、2016年には強いエルニーニョ現象が発生し、これにより2016年は観測史上最も暖かい年となりました。2019年から2020年にも比較的弱いエルニーニョ現象が発生しており、その影響で2020年は2番目に暖かい年となっています。
その後、2020年から3年続いたラニーニャ現象により太平洋の海は平年より低くなっていましたが、2023年3月ごろに終息するのと同時に強いエルニーニョが到来しており、再び記録的に暖かい1年になると予想されています。前述の通り、すでに2023年7月は観測史上最も暑い月となっており、イランでは人体の限界に近い約67度という信じられない熱指数が報告されています。
◆2：太陽のゆらぎ
毎日一定の輝きを放っているように見える太陽ですが、放出するエネルギーは11年周期で1000分の1ほど変動しています。この変化は日常生活レベルでは気づきませんが、地球の気候を左右する要因のひとつとなります。
まず、太陽の活動が活発な太陽極大期の場合、地球の気温上昇は0.05度ほどで、影響の大きさは大規模なエルニーニョの3分の1程度です。一方、太陽極小期には逆に気温が低下するため、2020年の極小期には同年に発生した弱めのエルニーニョ現象の影響を和らげる方向に作用しました。
2020年に極小期を迎えた太陽の活動は、2025年のピークに向けて再び活発化している途中ですが、2023年の時点ですでに2014年の極大期のピークを上回っており、この激しい太陽活動のエネルギーがエルニーニョ現象による気温上昇に拍車をかけています。

◆3：大規模な火山噴火
通常の噴火の場合、大気中に巻き上げられた硫酸塩エアロゾルが太陽光を遮断し、その結果地球の温度が下がりますが、これには例外もあります。
これまでのところ21世紀最大の火山噴火となっている2022年のフンガ・トンガ＝フンガ・ハアパイ火山の大規模噴火では、放出された硫酸塩エアロゾルが著しく少なかった代わりに膨大な水蒸気が発生しました。これは、海底に吹き出たマグマが水中で爆発し、大量の海水を蒸発させたことが原因です。
水蒸気は非常に強力な温室効果ガスであるため、噴火により地表が0.035度温暖化されると推定されています。しかも、1～2年ほどで降下する硫酸塩エアロゾルの粒子とは異なり、水蒸気は長期にわたって大気中にとどまることが可能であり、トンガの火山噴火による温暖化の影響は少なくとも5年間は継続する見込みです。
2022年に発生したフンガ・トンガ＝フンガ・ハアパイ火山の噴火がどれほどすさまじい規模だったのかは、以下の記事を読むと一目でわかります。

トンガの大噴火は広島型原爆の500倍以上の爆発力があったと推定される、噴火前後の比較画像もアリ - GIGAZINE

◆4：地球温暖化
言葉通り、地球温暖化も地球を暑くしている要因のひとつです。人類は1900年以降、大量の温室効果ガスを大気中に放出し、地球の平均気温を1.1度上昇させました。特に、車や発電所での化石燃料の燃焼により、大気中の二酸化炭素は50％増加したとのこと。人類が放出させた温室効果ガスの影響は1.1度に収まりませんが、太陽光を遮る大気汚染などの影響である程度相殺されています。
セントルイス・ワシントン大学のマイケル・ワイセッション氏は、2023年以降の数年間は特に激しい気候変動の影響が続くだろうと考えています。なぜなら、エルニーニョ現象が今後も続く可能性が高いほか、太陽極大期の影響もまだピークに達しておらず、これからさらに強まる見通しだからです。さらに、フンガ・トンガ＝フンガ・ハアパイ火山の影響も当面続くため、これらの影響が重なれば熱波、大規模な林野火災、洪水などさまざまな異常気象が今後も増加していくことになります。
悪化を続ける人為的な気候変動に加え、さまざまな気象条件が重なることで、今後数年のうちにパリ協定が目指している「産業革命前から1.5度」を超える気温の上昇が少なくとも一時的に発生する可能性は「50％以上」と算定されており、今後人類はますます厳しい暑さに見舞われる見込みとなっています。
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├気象庁 | 日本の天候へ影響を及ぼすメカニズム (jma.go.jp)
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├気象庁エルニーニョ現象が日本の天候へ影響を及ぼすメカニズム
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├気象庁ラニーニャ現象が日本の天候へ影響を及ぼすメカニズム
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├気象庁インド洋熱帯域の海洋変動が日本の天候へ影響を及ぼすメカニズム
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├東京都心は今年80日目の真夏日　東北でも気温が上昇 - ウェザーニュース2023/09/12 11:09(weathernews.jp)
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├2021年ノーベル物理学賞は物理法則により地球の気候を再現した真鍋淑郎氏ら三人

真鍋淑郎（まなべしゅくろう）氏（90歳）

クラウス・ハッセルマン氏（89歳、ドイツ）

ジョルジョ・パリーシ氏（73歳、イタリア）

2021年ノーベル物理学賞は物理法則により地球の気候を再現した真鍋淑郎氏ら三人

　2021年のノーベル物理学賞は、米プリンストン大学上級研究員の真鍋淑郎氏（90歳）、クラウス・ハッセルマン氏（89歳、ドイツ）、ジョルジョ・パリーシ氏（73歳、イタリア）に三人に贈られる。地球の気候変動など複雑な仕組みを理論づけたことが評価された。発表は10月5日。受賞者らは、賞金1000万スウェーデンクローナ（約1億2000万円）を分ける。真鍋氏とハッセルマン氏に半分が贈られ、パリーシ氏にもう半分が贈られる。

　真鍋淑郎（まなべしゅくろう）氏、とハッセルマン氏の研究によって、地球温暖化の影響を予測のコンピューターモデルが開発された。気候変動は複雑な物理システムであるために長期的な動きを予測しにくい。二人は温室効果ガスの増加が気候にどう影響するかを予測した。

国連気候変動枠組み条約第26回締約国会議（COP26）11月開催を前に発表

　米プリンストン大学上級研究員の真鍋淑郎氏（90歳）、クラウス・ハッセルマン氏（89歳、ドイツ）、ジョルジョ・パリーシ氏（73歳、イタリア）に三人のノーベル物理学賞は、2021年11月に英グラスゴーで開かれる国連気候変動枠組み条約第26回締約国会議（COP26）が準備中に発表された。受賞者らの研究に基づく気候モデルは、COP26で指導者らが判断し対応を決断するための参考とされる。

真鍋淑郎氏の生い立ちと経歴

　真鍋淑郎（まなべしゅくろう）氏は米ニュージャージー州にあるプリンストン大学の上級気象学研究者である。大気中の二酸化炭素レベルの増加と地球表面の気温上昇の関連を明かす研究を進めてきた。1960年代には気候に関する物理モデルを開発している。真鍋淑郎氏の生い立ちと経歴は次のとおり。愛媛県宇摩郡新立村（現：四国中央市新宮町）生まれ。祖父の代から村内唯一の医院だった家に生まれ、新宮尋常高等小学校に通った。（旧制）愛媛県立三島中学校（現：愛媛県立三島高等学校）卒。1953年東京大学理学部地球物理学科卒業後、正野重方に師事し、1958年同大大学院博士課程修了、「凝結現象の綜観的研究」で理学博士。祖父や父のように医師になるつもりだったが、「緊急時に頭に血が上る性格で、向かない」と考えて地球物理学の道を選択した。

　真鍋淑郎氏の研究に10年ほど遅れて、ドイツ・ハンブルクにあるマックス・プランク気象学研究所のハッセルマン氏が、天気と気候を結ぶコンピューターモデルを開発した。天気は変わりやすく無秩序なのに、なぜ気候モデルを信頼できるのかという疑問に、ハッセルマン氏の研究は挑んだ。

パリーシ氏の研究はスピングラスは地球の天候の複雑な動きの縮図

　イタリア・ローマのサピエンツァ大学の教授を務めるパリーシ氏の研究は表面的には気候変動とほとんど関係がない。パリーシ氏の研究はスピングラスと呼ばれる金属の合金に関するもので、鉄の原子が銅の原子のグリッドに無秩序に交じるものだった。鉄原子はわずかでも物体の磁気特性を大きく不可解に変える。ノーベル委員会はスピングラスが地球の天候の複雑な動きの縮図に当たると考えた。原子レベルと地球レベルの複雑なシステムは無秩序であるという共通点をもつ可能性があり、パリーシ氏は固体のでたらめに思える動きが隠れたルールの影響を受けていることを見つけ出し数理的に表現した。

ハッセルマン氏の研究は、ミクロとマクロの両方の世界を網羅したもの

　米イエール大学の物理学者、ジョン・ウェットローファー教授は、真鍋淑郎氏ら三人のノーベル物理学賞の気象温暖化予測モデルの評価付けをする。「ノーベル委員会の決定によって、ミリメートル単位から地球規模サイズに至る複雑な地球の天候の研究と、ジョルジョ・パリーシ氏の研究に重なる部分があることが示された」と話す。同教授はパリーシ氏の研究に対して「縮図の中の複雑なシステムにみられる無秩序や変動を基にした」と説明する。真鍋氏の研究に対しては「個々のプロセスの要素を取り出し、組み合わせ、複雑な物理システムの動きを予測した」と述べる。ハッセルマン氏の研究は、ミクロとマクロの両方の世界を網羅したものだと評価する。ノーベル賞は気候の部分と無秩序な部分に分けられたが、それらは関連している。

　1901年創設のノーベル物理学賞は、これまで218人が受賞した。うち女性は四人だ。ジョン・バーディーン氏（故人、アメリカ）は1956年と1972年の2回受賞している。

真鍋叔郎氏は気候変動が世界と人類の危機になっている、と語る

　真鍋氏は2021年10月5日、プリンストン大の学生らに拍手で迎えられ壇上に上がった。関係者らの祝辞を受けた後、１時間近く英語で質疑に答えた。受賞決定に「とても驚き、感謝している。歴代の受賞者は本当に優れた貢献をした人たちばかりだ」と述べ、「気候変動が世界と人類の危機になっているのを考えると、何がわれわれの問題であるかを理解するために自分が貢献できたのかもしれない」と素直に喜びを表現した。また「エネルギーや農業、水問題などと関連し、整理するのは非常に難しい」と述べた。気候変動の研究を本格的に始めたのは１９６０年代だ。注目度は低かった。「こんなに大きな結果をもたらすとは思っていなかった。興味深い研究というのは、好奇心が導く研究だ。これから気候がどうなるのか気になる」と述べる。自身の研究生活を「楽しかった」という言葉を何度も使って振り返った。

真鍋氏の日本の研究活動への疑問

　真鍋淑郎氏の近年の日本が基礎研究よりも実用性の高い学問を重視し、海外への人材流出が懸念されていることには「好奇心に基づく研究が減っていると思う」と述べ、政治家や研究者らに「教育を改善するにはどうしたらいいか考えてほしい」と話す。自身が米国籍を取得したのは「他人と協調して生きていくのが得意ではなかった」からであり、「米国では他人のことをあまり気にせず、好きな研究ができた。好きなコンピューターをすべて使うことができた」と米国の研究環境を説明した。

妻が家庭を見てくれたので研究に没頭できた

　妻信子さん（80歳）のことを聞かれると「中華、和食、イタリアン。私は彼女の素晴らしい料理を食べられる最も恵まれた人間だ」「彼女の子育ての成功などもあって、研究に集中することができた」と答えた。名古屋大学特別招聘（しょうへい）教授時代のことを聞かれると「毎年名古屋に行って研究していたが、非常に良い思い出が多い。大学院の学生と議論して実に楽しかった」と答えた。

1960年代から気候変動と人間活動をシミュレートする気候数値モデルを開発

　真鍋叔郎氏は人間活動が地球に及ぼす影響を予見し、1960年代から気候変動の先駆的な研究を続けてきた。デジタルが普及していなかった時代にコンピューターを使い地球の大気全体の流れをシミュレートする気候数値モデルを開発した。地球温暖化の予測モデルによって、二酸化炭素濃度の上昇が地球の表面温度とどのように連動するかを示そうとした。スウェーデン王立科学アカデミーは真鍋氏の功績を「彼の研究は、現在の気候モデルの開発の基礎を築きました」と称える。

米国での研究の道を選んだ南部陽一郎氏と下村脩氏

　2008年に物理学賞を受賞した故・南部陽一郎氏は1952年に米プリンストン高等研究所に留学。1958年にシカゴ大教授に就任し、1970年に米国籍を取得した。2008年に化学賞を受賞した故・下村脩氏も米国での研究生活が長かった。1960年にプリンストン大に研究員としてフルブライト留学。名古屋大助教授を経て再び渡米し、プリンストン大上席研究員や米ウッズホール海洋生物学研究所上席研究員などを歴任した。

真鍋叔郎氏は物理法則により地球の気候を再現、猛烈に研究し、とことん考える人

　「とことん考える人で、時間も忘れて議論した」（阿部彩子・東京大大気海洋研究所地球表層圏変動研究センター長）。阿部彩子氏は、真鍋氏が率いる研究プロジェクトの下で働いたことがある。「学生に研究テーマを与える時は、赤ん坊に離乳食を食べさせるように、大きな研究課題を丁寧にテーマを小さくして渡すといい」との助言を思い出す。また「大きな視点と小さな視点を併せ持つと共に、とても若い研究者にも優しい人だった」と振り返る。

　「ものすごい勢いで自分のやっている研究をまくしたてられた。当時は真鍋先生の全盛期と言え、出てくる論文は全部読まなければ、という感じだった」と花輪公雄・山形大理事・副学長（海洋物理学）が語る。花輪公雄・山形大理事・副学長（海洋物理学）は1990年代に米プリンストン大の真鍋さんの研究室を訪問した時のことをよく覚えているという。「ものすごい勢いで自分のやっている研究をまくしたてられた。当時は真鍋先生の全盛期と言え、出てくる論文は全部読まなければ、という感じだった」と振り返る。

　「物理法則を組み合わせると地球の気候が再現できるなんていう誰もやったことがなかったところからモデルを作った。現在の地球温暖化に関する我々の理解や将来予測に欠くことができない研究分野を作った、とてつもなくすごい研究者」と気候科学者の江守正多・国立環境研究所地球システム領域副領域長が話す。

（計量計測データバンク編集部）2021-10-05-nobel-prize-in-physics-is-three-people-including-mr-syukuro-manabe-
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├ロンドンを流れるテムズ川が1677年氷結したのを描いた絵画　犬と子供がはしゃいでいる

計量計測データバンク ニュースの窓－108－ News material content collection of metrology databank №108 計量計測データバンク ニュースの窓－108－ 2023年ノーベル物理学賞（その４）

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2023年ノーベル物理学賞（その４）

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