エクセルのグラフで学ぶ気象学 トピックス11


年々の気温変動幅は集計対象地域を拡大すると減少する

 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。

 年ごとの気温変動大きさを見るために、年ごとの差分のヒストグラムを作成すると以下のようになる。今回は階級幅を0.1℃として作成した。

TempDifHistJapan01.jpg

 ここでも注目すべき点がある。前年との変化が+0.1 ℃から+0.2 ℃の階級には2例しか含まれておらず、二峰性のヒストグラムとなっていることである。もっとも出現頻度の大きな階級は+0.3 ℃から+0.4 ℃で13カウントである。平均値は+0.0095 ℃、標準偏差は0.49 ℃であり、マイナス側とプラス側の間でカウント数が小さいところが平均値となっている。

 世界全体では、このヒストグラムはどのようになるのであろうか?階級幅を0.1 ℃として集計した結果を以下に示す。

TempDifHistWorld01.jpg

 何といっても、目を引くのはヒストグラムの分布の幅が、日本国内の分布と比較してきわめて狭いことである。平均値は+0.0068 ℃、標準偏差は0.11 ℃である。

 同様に北半球のヒストグラムを作成すると、以下のようになる。



TempDifHistNorth01.jpg

 やはり、日本国内のヒストグラムと比較すると分布の範囲が狭いが、世界全体よりは若干広い。また、世界全体のヒストグラムと分布の歪みが逆に見える。平均値は+0.0076 ℃、標準偏差は0.13 ℃である。

 南半球のヒストグラムを以下に示す。

TempDifHistSouth01.jpg

 やはり、日本国内のヒストグラムと比較すると分布の範囲が狭い。一方、世界全体のヒストグラムとの類似性が高い。平均値は+0.0060 ℃で世界全体の値より小さい。標準偏差は0.11 ℃であり、世界全体の値と同じである。

   このように、世界の分布と比較すると日本国内の分布の広がりは極めて大きい。世界全体のように、広い範囲で集計すると、年ごとの変動は少なくなり、日本国内のように、これより狭い範囲で集計すると。年ごとの変動が大きくなると考えられる。

 この仮定を、より狭い例で検証してみた。といっても、東京の年平均気温の変動を調べてみただけだが、想像した通り、ヒストグラムの分布は広かった。それを以下に示す。

TempDifHistTokyo01.jpg

 東京の年平均気温の統計は1877年から残っているが、統計期間は国内の統計と合わせて1898年以降とした。平均値は+0.027 ℃、標準偏差は0.59 ℃であった。分布は、プラス側のすそ野が広いが、マイナス側の度数が大きく、右肩下がりのような分布になっている。やはり、前年との変化が少ない0.0 ℃〜0.1 ℃の階級のカウントが少なくなっている。

 特定の地域では、世界全体のように広い範囲の平均値とは異なり、年ごとの気温変動が大きいといえそうである。すなわち、たとえこれから温暖化が進展したとしても、特定の地域が、ある年に寒くなる可能性は十分あると考えることができる。

、 (2014.4.2)

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