エクセルのグラフで学ぶ気象学 トピックス9


2014年の国内の気温偏差を推定する

 日本の年平均気温偏差の経年変化(1898〜2013年)のグラフが気象庁のホームページ日本の年平均気温の偏差の経年変化(1898〜2013年)に掲載されている。そのグラフは以下のものであり、100年間に1.14℃の上昇トレンドがあり。回帰線は右肩上がりとなっている。

TempTrend1898-2013.jpg

 このグラフは、国内の15観測点のデータから求めたものであり、長期的には上昇トレンドを示しているが、今年の気温が必ずしも昨年の気温より高いわけではない。上のグラフを見ても、薄い灰色の折れ線グラフで示されている各年の平均気温の上下変動は大きい。それでは、本年(2014年)の気温は昨年(2013年)の気温より高くなる確率と低くなる確率はどの程度であろうか?

それを調べてみた。このグラフの基になるデータは日本の年平均気温偏差(℃)にある。初めに、このデータを利用して、各年の差分を計算した。1898年から2013年の間の差分は115個得られる。その基本統計量は、平均値0.0095℃、標準偏差0.494℃、最小値-1.17℃、最大値1.39℃であった。ここで注目したいのは、各年の差分の平均値を100倍した値は、0.95℃であり、100年あたりの気温上昇率の1.14℃より小さいことである。

 各年の差分のヒストグラムは以下のようになる。

TempDifHist.jpg

 ここでも注目すべき点がある。前年との変化が小さいところの度数が少なく、プラス偏差とマイナス偏差の2峰性の分布となっていることである。すなわち、前年との気温の変化が少ないことより、高くなったり低くなったりすることが多いということである。また、プラス偏差が大きいところの度数が高いことも特徴となっている。

 最近6年の差分は以下のとおりであり、マイナス、プラス、プラス、マイナス、マイナス、プラスと変動したことがわかる。

Dif2008-2013.jpg

 ここで、差分の符号(プラスとなるかマイナスとなるか)は、それ以前の差分の符号の影響を受けることがわかった。115年間の差分を調べた結果を以下の表に示した。一番左側の欄に2年の傾向を示した。2年連続して気温が低下した場合がマイナス・マイナス(−−)で22例存在した。最初は気温が低下したが、翌年に気温がそれより上昇した場合はマイナス・プラス(−+)で35例、逆に気温が上昇した次の年に気温が低下した場合はプラス・マイナス(+−)で36例存在した。2年連続して気温が上昇したのはプラス・プラス(++)で19例だった。

2-3Trend.jpg

 マイナス・マイナスとなった翌年、さらにマイナスとなったのはわずか5例、プラスとなったのは16例であり、3年目の変動がそれより前の変動と独立していないことは明らかである。プラス・プラスとなった場合に翌年もさらにプラスとなったのは、つまり3年連続してプラスとなったのは115年間に5例しかなかった。

 上の表の平均偏差の欄は、3年間の各トレンドを示した年の最終年とその前の年の気温偏差の平均である。過去2年間の偏差はマイナス・プラスであるので、本年の平均気温が昨年の平均気温より高くなる(マイナス・プラス・プラス)となるのは35例中12例で34%。その12例の3年目の気温偏差の平均値は+0.28℃であった。本年の平均気温がs九年の平均気温より低くなる(マイナス・プラス・マイナス)となるのは35例中22例で63%であった。その22例の3年目の気温偏差の平均値は-0.50℃であった。なお、3年目が2年目と変わらずが1例あった。

 これら35例の3年目と2年目との間の気温偏差の平均は-0.20℃であった。このことから、平均的には本年の年平均気温は昨年の年平均気温より0.20℃低くなると予想できる。その場合、2014年の年平均気温は、これまでで18番目の高温ということになる。ちなみに、昨年は過去(1898年以降)で8番目の高温であった。

 ここで、2014年が2013年より年平均気温が低くなると確定しているとすると、-0.50℃の偏差が予想され、その場合は、過去31番目の気温となる。逆に、2014年が2013年より年平均気温が高くなると確定しているとすると、2013年より0.28℃高くなることが予想される。この場合は、過去4番目の高温となる。< br>
 いずれにしても、過去の高温記録を抜くことはなく、本年もハイエイタスが継続すると結論できそうだ。

 ここで、過去にマイナス・マイナス・プラス・マイナスとなった例を調べてみると、以下の8例であった。
 上の段に気温偏差の差分を、その下に年を示している。

MMPM.jpg

 同様にして、過去に過去にマイナス・マイナス・プラス・プラスとなった例を調べてみると、以下の4例であった。

MMPP.jpg

 ここで、これらを混ぜて年次別に並べると、4年目の上昇、下降については、マイナス・マイナス・プラス・マイナス・プラス・マイナス・マイナス・プラス・マイナスとなっている。この順列から考えると、2014年がプラスになるか、マイナスになるかは半々に見える。ここで、マイナスになると、温暖化傾向にブレーキがかかった感じが強まり、プラスになっても、最高記録にはならず、ハイエイタスの継続となるという感じだろうか?今日現在はプラスマイナスゼロとなっており、この夏が結果を左右しそうだ。

(2014.3.30)

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