モンスーン

2015年6月11日の夜、インドのムンバイでは雨が降り始め、翌日まで止みませんでした。 電車は遅れました。 水の重みが加わって壁が崩壊した。 市内の丘陵地帯では地滑りの危険性があるという通知が掲示されました。 この雨で2名の方が亡くなりました。 しかし、街には安堵感が漂っていた。

街が笑っていたのは、この嵐が長かった熱波を終わらせたからである。 雨が降り始める前の5月は、アスファルトの道路が溶けるほどの暑さでした。 雨が降り始める前の5月は、アスファルトの道路が溶けてしまうほどの暑さで、インドの各地では湿度が高く、暑さをより強く感じていました。 暑さと湿度の両方を考慮した暑さ指数が140度を超えた場所もあった。 雨が降り始めてからは、雲がムンバイをうだるような日差しから守るため、気温は下がりました。 最高気温が80°Fを超えることもありましたが、猛暑の時と比べるとかなり涼しくなりました。 6月初旬の雨の始まりは、乾燥した冬の終わりと、雨の多い夏のモンスーンの始まりを意味していました。

モンスーンは、ほぼすべての熱帯大陸で発生する非常に湿った夏と乾いた冬を生み出します。 モンスーンは、ハリケーンや夏の雷雨のような嵐ではなく、大陸や地球全体といった広い範囲に及ぶ、より大きな風と雨のパターンです。

熱帯地方と中緯度地方では、天候や気候が大きく異なります。 ヨーロッパや北米などの中緯度地域では、季節の変わり目に気温が大きく変化します。これらの地域では、高気圧や低気圧がゆっくりと東に向かって移動し、暖かい気団と冷たい気団の位置が入れ替わるため、天気の変化は数日に及びます。 そのため、ある日は涼しくて雨が降り、次の日は暖かくて日差しが強いということがあります。 一方、熱帯の気温は1年を通してあまり変化しません。 熱帯大陸の季節サイクルは、モンスーンによってもたらされる乾季と雨季の間の振動によって特徴付けられます。 台風や雷雨などの熱帯の気象現象は、実はより大きなモンスーンの中に組み込まれている。 南アジア、アフリカ、アメリカ大陸の熱帯地域のモンスーン気候には何十億人もの人々が住んでおり、毎年春になると、悲惨な洪水を引き起こすかもしれないが、冬の乾燥を終わらせてくれるモンスーンの雨を待っている。

モンスーンが発生する場所

モンスーンを探すのであれば、熱帯地方に行く必要があります。 暖かく湿った空気が熱帯収束帯(ITCZ)を通って上昇し、雨を降らせます。ITCZは季節ごとに南北に変動するため、雨季と乾季がはっきりしています（この仕組みについては「モンスーンはなぜ起こるのか」をご覧ください）。 強いモンスーンの典型的な条件は、インド洋と太平洋が交わるところにあります。 この地域には、赤道の北側に位置するインドや南アジア、赤道の南側に位置するオーストラリアが含まれます。 これらの地域では、ITCZが赤道上を行ったり来たりすることで、雨の多い夏と乾いた冬の間で強い変動が見られます。 インドモンスーンを含む南アジアのモンスーンが特に強いのは、ヒマラヤ山脈などの山々が北側の乾燥した空気を湿度の高いモンスーン地域に届かないようにしているからです。 西アフリカのサハラ砂漠のすぐ南側、サヘル地域のように、季節によって湿ったり乾いたりする地域も典型的なモンスーン地域です。

下のアニメーションマップは、典型的な1年間の降水量の変化を示しています。 降水量の多くは熱帯地域で発生し、季節によって赤道を挟んで南北に移動することがわかります。 このように、熱帯地方の降水量が季節によって変化するのは、ITCZの位置が変化していることを示しており、熱帯地方の大陸で雨季と乾季がはっきりしているのはそのためです。

アジア・インド・オーストラリア

世界で最も強いモンスーンが発生するこの地域は、南シナ海からインド洋にかけて、アジアとオーストラリアの北端を含んでいます。 6月から9月までは、ベトナム、タイ、カンボジア、バングラデシュ、ラオス、インド、パキスタンなどの南アジア諸国で夏季モンスーンによる雨が降ります。 12月から2月までは、モンスーン雨は赤道の南側のオーストラリアに向かって移動し、南アジアは乾燥したモンスーン状態になります。

アメリカ

北米、中米、南米の熱帯地域では、モンスーン風の影響で、降水量が多く熱帯雨林が発達している地域でも、季節によって降水量が異なります。 北半球の夏にあたる6月から8月にかけては、赤道より北側のコスタリカ、ニカラグア、パナマ、メキシコ西部などで降雨量が多くなります。 12月から2月にかけては、赤道直下のブラジルで降水量が多くなります。 北米モンスーンは、太平洋の暖かい海から米国南西部に水分をもたらしますが、降雨量のピークはメキシコであり、米国のアリゾナ州とニューメキシコ州はその周辺に位置しています。 これらの地域は一般的に乾燥していますが、夏に湿ったモンスーン風が吹けば、山火事を鎮めるのに十分な雨が降ります。

アフリカ

北半球の夏、アフリカの熱帯収束帯（ITCZ）は赤道のはるか北、サハラ砂漠のすぐ南に位置し、サハラ以南のアフリカと呼ばれる地域にあります。 大西洋から吹き付ける湿った風は、西アフリカのマリ、ニジェール、ガーナ、コートジボワールなどに到達すると雨を降らせます。 南半球の夏には、赤道の南に位置するITCZがジンバブエ、タンザニア、ザンビア、マラウイ、モザンビーク、ウガンダなどのアフリカ南部に雨をもたらします。

モンスーンはなぜ起こるのか

「モンスーンの風が正式に都市に到着した」と、ムンバイ地域気象センターのV.K.Rajeev局長は、一晩中雨が降り続いた2015年6月12日(金)にインドの報道機関に語りました。

人々は降り始めたばかりの雨の方を気にしているにもかかわらず、彼は風について言及しました。

風にはパターンがあります。

暖かい空気は赤道付近で上昇し、極地に向かって流れ、亜熱帯で地表に戻ってきます。

太陽の光と、それが地球にもたらすエネルギーが、ハドレー循環の原動力です。 太陽の光は、赤道付近の陸と海の表面を温めます。 暖められた地表は、熱や蒸発した水の形で、大気中にエネルギーを放出します。 赤道で暖められた空気とそれに含まれる水蒸気は、地表から約10〜15km上空の高層大気中を上昇し、広がっていきます。 それが極地に向かって流れると、赤道の南北30度付近にある亜熱帯地域で冷えて地表に降りてくる。 赤道付近で上昇した空気が極地に向かって流れると、赤道では空気の分子が少なくなる領域ができます。 赤道上に残された空気の質量が少なくなるため、これが低気圧の領域となる。 その空間を埋めるように、赤道の南北にあるサブトピックの空気が流れ込み、ハドレー循環のループが完成します。 赤道付近の低気圧と収束して上昇する風のある領域は、熱帯収束帯（ITCZ）と呼ばれる。 ITCZで空気が上昇して冷やされると水蒸気が凝縮し、雲となって雨となって降り注ぐ。 ITCZは宇宙から見ると、地球の周りに帯状の雲として見えます。

もし地球が回転していなければ、南北からの風が直接、熱帯収束帯に向かって吹くはずです。

地球が自転していなければ、南北からの風が直接、熱帯収束帯に向かって吹いてきますが、地球は自転しており、1日に1回転することで、北半球では風が右に、南半球では風が左に向きます。 つまり、地表近くの赤道に向かって流れる空気は、西にも流れ、「貿易風」と呼ばれている。 地球の自転が風に与える影響を「コリオリ効果」または「コリオリの力」と呼ぶ。 また、海流の動きやハリケーンの回転方向にも影響を与えている。 コリオリの力を感じるのは、数百〜数千マイルに及ぶ運動である。 竜巻のような小規模な現象には影響しない。

赤道に向かう貿易風が西向きになることに興味を持ったのが、18世紀のイギリスの弁護士で気象学に精通していたジョージ・ハドリーでした。 彼は、赤道に向かって吹く風が回転するのは、地球の自転によるものだと提唱した。 彼は、世界初の大気循環の理論を生み出した。 その後、他の科学者がこの理論を改良し、さらに発展させていったが、ハドレーは基本的な部分を正しく理解していたのである。

ハドレー循環は1年中同じ場所にあるわけではなく、季節によって変化します。

ハドレー循環は1年中同じ場所にあるわけではなく、季節によって変化します。

風の変化

12月から1月にかけては、南半球は北半球に比べて太陽の熱が強いため、赤道の少し南側にITCZで上昇する最も暑い空気が存在します。 北半球からの風は、赤道を越えてITCZに向かって吹きます。

6月から7月にかけては、北半球が太陽によって強く暖められるため、ITCZとその上昇する熱気は赤道のやや北側に位置し、南半球からの風が赤道を越えて北半球のITCZに到達します。

ITCZの位置が一年を通して変わると、風や雨、モンスーンの雨天の位置も変わります。

赤道上ではコリオリの力の向きが変わることを覚えておいてください。 北半球では風が右向きになり、南半球では左向きになります。 つまり、冬の寒冷地から夏のITCZに向かって流れる空気が赤道を通過する際に、コリオリの力が変化するのです。 これにより、貿易風は冬半球では西へ、夏半球では東へと向きを変えて吹くことになる。

夏のモンスーンは、人々がモンスーンの状態としてよく思い浮かべるもので、大量の雨が降ります。 しかし、乾燥した状態が続く冬のモンスーンも、このパターンの一部です。 冬になると、ITCZの外側にあるハドレー循環の一部として、熱帯大陸に空気が降りてきます。 下降した空気は高気圧となり、雲や雨が発生しにくくなります。

季節風は地理的な影響を受けます

地理的な影響を受けるのは、ITCZが季節ごとに移動するときに、その地域が受ける雨の量です。 例えば、北半球の冬、ITCZは赤道の南に位置し、オーストラリア北部ではモンスーンの雨が降ります。 低層風はITCZに向かって南に吹き、暖かい熱帯の海の上を移動しながら水分を拾います。

北半球の夏、ITCZは赤道の北側にあり、インドをはじめとする南アジアでは、熱帯の海から陸地に向かって北風が吹くため、モンスーン雨が降ります。

モンスーン雨が降る場所は、陸地が海ほど熱を保持できないことに影響されます。 夏の強い日差しが陸地に当たると、そのエネルギーは吸収され、すぐに大気中に戻されます。 一方、夏の太陽光が海に当たると、太陽のエネルギーは水に保持され、下に向かって混合され、水面下数十〜数百フィートのところに蓄えられます。 このため、夏季には陸地の空気が海洋の空気よりも加熱され、ITCZは陸地に向かって移動します。

雨の量に影響するもの

夏のモンスーン雨の量には年々変化があります。 例えば、赤道付近の太平洋が特に暖かくなるエルニーニョ現象が発生すると、インドの夏季モンスーンの降水量が少なくなることがわかっています。 一方、太平洋が冷たくなるラニーニャ現象の発生時には、インドの夏季モンスーンの降水量が多くなります。 これは一般的なパターンではありますが、特定の夏にインドでどれだけの雨が降るかを正確に示すことはできません。 実際、20世紀最大のエルニーニョ現象（1997〜1998年）でも、インドのモンスーンにはほとんど影響がありませんでした。 つまり、雨の量には他の影響があるはずです。

気候変動がモンスーンを変えるかもしれません

今後50年から100年の地球の気候についてのほとんどのコンピュータシミュレーションによると、二酸化炭素などの大気中の温室効果ガスの濃度上昇による気候の温暖化に伴い、ほとんどのモンスーン地域で降雨量が増加すると考えられています。 温暖な空気はより多くの水を蓄えることができるため、気候の温暖化に伴い、雨の多い地域では雨量が増加する可能性が高い。風が変わらなければ、大気中の水蒸気が増えることで、ITCZではより多くの雨が降ることになる。 大気中の水蒸気が増えれば、ITCZで雨が降るようになります。大気中の水の供給が豊富な海洋上では、この可能性は十分にありますが、陸地で気候が温暖化すると、雨の量がどのように変化するかはあまり明らかではありません。 また、降雨量に大きな影響を与えるほど風が変化するかどうかも不明です。

地球規模の気候変動によって降雨量が変化するのと同時に、自然の年々の変動も起こっています。 また、大気汚染（石炭、石油、ガスの燃焼に伴って放出される微粒子など）が原因で降雨量が変化することもあります。 1880年代にインドで収集された雨の記録によると、毎年降るモンスーン雨の量は大きく変動します。 1950年以降、インドの一部地域ではモンスーン雨の量が減少している。 一方、フィリピンをはじめとする北太平洋西部の地域では、モンスーン雨の量が増加しています。 1970年代から1980年代にかけて、アフリカの大部分ではモンスーン雨の弱さから干ばつや飢饉が発生しましたが、西アフリカのモンスーン雨はその後、やや回復しています。

モンスーンが人々に与える影響

農業と経済への影響

モンスーン地域の農家は、雨の多い夏の間に作物を育てています。 しかし、夏のモンスーンは常に同じ量の雨をもたらすわけではなく、雨の変動は農業や経済に影響を与えます。

例えば、2009年にインドでは夏のモンスーン中にほとんど雨が降りませんでした。 2009年、インドの夏のモンスーンはほとんど雨が降らず、地域によっては雨季の半分の降水量しかなく、農家は農作物を植えられませんでした。