大気の川のソースを表示

[[File:NASA Atmospheric river AsiaNA2017 10 26.jpg|thumb|2017年10月に撮影された、北米からアジアに向けての大気の川]]

'''大気の川'''（たいきのかわ、{{lang-en|Atmospheric River}}、AR）は、細長い水蒸気帯である{{R|Naoi2020}}。大気の川の内部では空気中の[[水蒸気]]輸送が強化されており、[[温帯低気圧]]とその[[前線 (気象)|前線]]を含んでいる{{R|Zhu1994|Zhu1998|Kerr2006}}。大気の川は様々な呼称があり、'''熱帯の柱'''（ねったいのはしら、tropical plume）・'''トロピカルコネクション'''（tropical connection）・'''湿気の柱'''（しっきのはしら、moisture plume）・'''水蒸気サージ'''（すいじょうきサージ、water vapor surge）・'''雲の帯'''（くものおび、cloud band）などと呼称されている{{R|PSLaboutARs|ABC20200811}}。

一例としては[[パイナップルエクスプレス]]と呼ばれている現象が挙げられる。これは[[ハワイ]]周辺の水蒸気を含んだ流れが、[[北アメリカ大陸]]に属する[[カリフォルニア]]・[[ブリティッシュ・コロンビア]]・[[アラスカ]]南東部の[[緯度]]まで達することから名付けられており、これらの地域に[[豪雨]]をもたらす{{R|Dettinger2011|Dettinger2011_2}}。

== 定義 ==
{{Harvtxt|Kamae|Mei|Xie|Naoi|2017}}は<math>IVT</math>（Integrated Water Vapor Transport）を、<math>{g}</math>を[[重力加速度]]、<math>{p}</math>を[[比湿]]、<math>{u}</math>と<math>{v}</math>をそれぞれ水平風の東西・南北方向の成分とした上で、以下のように定義した。

<math>
IVT = \sqrt{ (\frac{1}{g} \int\limits_{1000}^{300}{qu}{dp})^2 + (\frac{1}{g} \int\limits_{1000}^{300}{qv}{dp})^2 }
</math>

この上で

* IVTが[[平年値]]と140以上の偏差がある。
* 780000平方キロメートルを超える面積
* 1500キロメートルを超える長さ
* 短辺と長辺の比が1.325を超える

ものを「大気の川」としている{{R|Kamae2017}}。

[[2019年]]に[[:en:Geophysical Research Letters]]誌上で掲載された論文では、大気の川を「よく熱帯の海上に端を発する、長く蛇行する水蒸気の柱」と定義している{{R|Curry2019}}。

=== 分類 ===
{| class="wikitable mw-collapsible collapsed floatright"
|+ 大気の川のカテゴリ{{R|Ralph2019}}
|-
! Cat !! Strength !! Impact !! Max. IVT{{efn|Maximum vertically integrated water vapor transport, 3-hour average, units of <math>\frac{kg}{m \cdot s}</math>}}
|-
! | 1
| Weak || Primarily beneficial
| style="text-align:right;" | ≥250–500
|-
! | 2
| Moderate || Mostly beneficial, also hazardous
| style="text-align:right;" | ≥500–750
|-
! | 3
| Strong || Balance of beneficial and hazardous
| style="text-align:right;" | ≥750–1000
|-
! | 4
| Extreme || Mostly hazardous, also beneficial
| style="text-align:right;" | ≥1000–1250
|-
! | 5
| Exceptional || Primarily hazardous
| style="text-align:right;" | ≥1250
|}

[[スクリップス海洋研究所]]のCenter for Western Weather and Water Extremes（CW3E）は、[[2019年]]2月に「弱い（Weak）」から「破格（Exceptional）」、「有益（beneficial）」から「災害的（hazardous）」までの5段階で大気の川を分類する方法を発表した。これはCW3Eの長であるF. Martin Ralphと、[[アメリカ国立気象局]]のJonathan Rutzなどによって作成されたものである{{R|CW3E2019}}。この分類は水蒸気の輸送量と大気の川の継続時間双方を考慮したものである。垂直方向の3時間平均水蒸気輸送量で初めにランクを決め、次に継続時間が24時間未満ならランクを1下げ、48時間以上ならばランクを1上げるようにされている{{R|Ralph2019}}。

== 歴史 ==
[[File:DesmondAtmosphericRiver.png|thumb|2015年12月5日に観測された強い大気の川の層状降水量]]

「大気の川（Atmospheric River）」という用語は、1990年代前半に[[マサチューセッツ工科大学]]の研究者であったReginald NewellとYong Zhuによって水蒸気の帯の狭さを表現する言葉として作られた{{R|Zhu1994|Kerr2006}}。大気の川は長さ数千キロメートル、幅数百キロメートルに及ぶこともあり、1つの大気の川が輸送する水蒸気量は[[アマゾン川]]を超えることもありうることが明らかとなった{{R|Zhu1998}}。大気の川は通常半球につき3から5個存在しており、これの強さは過去1世紀と比較してわずかに強くなっていることも明らかとなった{{R|Kruszelnicki2022}}。

[[データモデリング]]の進歩に伴って、特定の気柱内のみの水蒸気量を考えるIWV（Integrated water vapor）のみならず、時間的な移動を捉えることが可能なIVT（Integrated Water Vapor Transport）が大気の川の解析に対して用いられるようになった{{R|Guan2015}}。

[[2011年]]の[[アメリカ地球物理学連合]]が発行する{{仮リンク|Eos (雑誌)|en|Eos (magazine)|label=EoS誌}}の記事によれば、[[1998年]]までに{{仮リンク|DMSP搭載マイクロ波撮像装置|en|Special sensor microwave/imager|label=SSM/I}}などを用いた、[[極軌道]]を周回する[[気象衛星]]による[[リモートセンシング]]が充実したことによって大気の川の概念が注目されるようになった{{R|Ralph2011}}。

== 影響 ==
大気の川は地球上の[[水循環]]に大きな影響を及ぼしている。緯度方向での水蒸気輸送量では10%以下であるが、経度方向での水蒸気輸送量の90%を大気の川が担っている{{R|Zhu1998}}。また、地球上で発生する水蒸気の拡散の内、22%が大気の川によるものであるとされている{{R|Paltan2017}}。

北アメリカ大陸の西海岸{{R|Neiman2008|Neiman2008_2}}、西ヨーロッパ{{R|Stohl2008}}、北アフリカ{{R|Kerr2006}}、[[イベリア半島]]、[[イラン]]{{R|Dezfuli2020}}、[[ニュージーランド]]{{R|Paltan2017}}などといった、中緯度帯の西岸において洪水を引き起こす異常な降水の原因として大気の川の存在が挙げられている{{R|Ralph2006}}。反対に大気の川が存在しないことによることで、[[南アフリカ]]や[[スペイン]]、[[ポルトガル]]などで[[旱魃]]が発生していると考えられている{{R|Paltan2017}}。

=== アメリカ合衆国 ===
[[File:Atmospheric River GOES WV 20101220.1200.goes11.vapor.x.pacus.x.jpg|thumb|[[GOES]]11衛星による{{仮リンク|2010年12月北アメリカブリザード|en|December 2010 North American blizzard}}時に発生した大気の川の衛星画像。]]

西海岸に所在する[[カリフォルニア州]]では降雨量が一定しない。この原因の一つとして考えられることが暴風雨の規模や回数が一定しないことであり、それがために水収支が一定しない。このためカリフォルニア州は水管理と暴風雨の予測に対する研究の重要なケースとなっている{{R|Dettinger2011}}。大気の川はカリフォルニア州の年間総雨量のうち、30%から50%に関与していることが2013年の研究で明らかとなっている{{R|Dettinger2013}}。[[2018年]][[11月23日]]に発表された{{仮リンク|合衆国地球変動研究プログラム|en|U.S. Global Change Research Program}}（USGCRP）の第4次{{仮リンク|国家気候評価|en|National Climate Assessment}}報告書では、米国西部沿岸における降雨と積雪の30〜40%を「着陸する大気の川（landfalling atmospheric rivers）」が占めている」としている{{R|CNN20181123}}。この「着陸する大気の川」はカリフォルニア州のみならず、合衆国西部の州における深刻な洪水との関連性が指摘されている{{R|Dettinger2011_2|Ralph2006}}。13の連邦機関が関係するUSGCRPはその提言の中において、「[[地球温暖化]]に伴う蒸発量の増加と大気中の水蒸気量の増加によって、西海岸へ上陸する大気の川の頻度と深刻さが増す可能性が高い」とした{{R|Dettinger2011_2|CNN20181123|Warner2015|Gao2015}}。

[[NOAA]]のPaul J. Neimanが率いる調査チームは「北米地域再分析（NARR）」と呼ばれる分析を行い、[[1998年]]から[[2009年]]までの11年間において[[ワシントン州]]西部での年間ピーク日流量（APDF）のほぼ全てで大気の川が見られたと、[[2011年]]に結論付けた{{R|Neiman2011}}。

[[2019年]][[5月14日]]付けの[[サンノゼ]]に本拠を置く新聞であるThe Mercury Newsは、大気の川を「空に浮かぶ巨大な水の[[ベルトコンベア]]」と表現し、カリフォルニアの降水量の半分を占める[[パイナップルエクスプレス]]の主要な原因であると紹介した{{R|Mercurynews20190514}}。[[カリフォルニア大学サンディエゴ校]]のCenter for Western Weather and Water Extremeの長であり長年大気の川の研究を行ってきたMarty Ralphは、大気の川は冬によく発生すると述べている。彼は[[2018年]]10月から[[2019年]]の春にかけて47本の大気の川が発生したとしており、そのうち12本がStrongもしくはExtremeに分類されているとした。また[[2019年]]5月にはWeakやModerateと分類される弱い大気の川が発生し[[山火事]]の抑制に寄与したが、Ralphは「気候が変化している」という理解から、「その変化がどのように働くのか」という理解への変化が起きていることを指摘している{{R|NYtimes20190515}}。

=== カナダ ===
[[ブリティッシュコロンビア州]]に位置する[[フレーザー川]]の盆地は「雪に占められた流域（now-dominated watershed）」と呼ばれており、冬の間は大気の川を原因とする大量の降水が発生する。大気の川の増大に伴って、21世紀後半においては洪水の増加が予測されている{{R|Curry2019}}。

[[2021年11月北アメリカ太平洋岸北西部水害]]で発生した大規模な洪水には大気の川の影響が見られたとされている。この洪水は100年前の平均値の10倍であったこともまた示されている{{R|Thewethernetwork20211128}}。

=== イラン ===
中東地域で発生している洪水について、大気の川の影響は明確になってはいない。しかし[[2019年]]に発生した{{仮リンク|2019年イラン洪水|en|2019 Iran floods}}においては大気の川の影響があることが示唆されている{{R|Dezfuli2020}}。

=== オーストラリア ===
[[File:2019–20 Australian bushfire as seen by Himawari 8 2020-01-04.jpg|thumb|[[ひまわり8号]]によって観測された[[オーストラリア森林火災 (2019年-2020年)]]の期間中に発生した「雲の帯」。]]

{{仮リンク|オーストラリア北西雲帯|en|Australian Northwest Cloudband}}は[[インド洋]]を起源とする大気の川の影響を受けることによって、[[オーストラリア]]の北西部から南東部にかけて大雨をもたらすことがある。東部インド洋の水温が西部インド洋と比較して低い時、すなわち負の[[ダイポールモード現象]]が発生している際にこのような大気の川が発生しやすいとされている{{R|BOM2013|BOMindian}}。またこれとは別に大気の川はオーストラリアの南や東において発生することがあり、暖かい季節によく発生するとされている{{R|Guan2015}}。

=== ヨーロッパ ===
[[1979年]]から[[2011年]]の間に記録された日降水量の最高記録の10件のうち8件は、[[イギリス]]、[[フランス]]、[[ノルウェー]]で発生した大気の川に関連しているとする分析が存在する{{R|Lavers2013}}。

=== 日本 ===
大気の川の存在は[[線状降水帯]]の発生と関連があると考えられている。[[平成30年7月豪雨]]では直前に[[平成30年台風第7号|台風7号]]が通過し、後続の8号の影響もあって大気の川が発生した。また、直前に[[令和3年台風第9号|台風]]が通過した[[令和3年8月の大雨|令和3年8月豪雨]]や東シナ海・中国大陸方面からの湿った風の影響を受けた[[令和2年7月豪雨]]{{R|Asahi20200704}}や朝鮮半島付近に停滞した梅雨前線からもたらされた湿った空気の影響を受けた[[令和5年7月14日からの梅雨前線による大雨|令和5年7月中旬の記録的な大雨]]などにおいて大気の川が発生していたことが明らかとなっており、[[線状降水帯]]が発生しやすくなったことが大量の降水が生まれた一因である可能性が示された{{R|Sankei20210814|Nikkei20210818}}。

[[2022年]][[7月5日]]には[[2022年の台風#台風4号（アイレー）|台風4号]]の通過に合わせて、[[名古屋大学]]の[[坪木和久]]教授が航空機から大気の川の直接観測に成功した。これによって日本国内初の直接観測が行われた{{R|NHK20220723|tvasahi20220706}}。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}

=== 注釈 ===
{{Notelist}}

=== 出典 ===
{{Reflist|colwidth=30em|refs=
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<ref name="Gao2015">{{Cite journal2 |title= Dynamical and thermodynamical modulations on future changes of landfalling atmospheric rivers over western North America |journal= Geophysical Research Letters |volume= 42 |issue= 17 |date= 2015-08-24 |pages= 7179-7186 |last1= Gao |first1= Yang |last2= Lu |first2= Jian |last3= Leung |first3= L. Ruby |last4= Yang |first4= Qing |last5= Hagos |first5= Samson |last6= Qian |first6= Yun |issn= 1944-8007 |doi= 10.1002/2015GL065435}}</ref>
<ref name="Neiman2011">{{Cite journal2 |title= Flooding in Western Washington: The Connection to Atmospheric Rivers |journal= Journal of Hydrometeorology |volume= 12 |issue= 6 |date= 2011-12-01 |last1= Neiman |first1= Paul J. |last2= Schick |first2= Lawrence J. |last3= Ralph |first3= F. Martin |last4= Hughes |first4= Mimi |last5= Wick |first5= Gary A. |bibcode= 2011JHyMe..12.1337N |doi= 10.1175/2011JHM1358.1 |doi-access= free}}</ref>
<ref name="Mercurynews20190514">{{Cite news2 |title= Rare ‘atmospheric river’ storms to soak California this week |url= https://www.mercurynews.com/2019/05/14/rare-atmospheric-river-storms-to-soak-california-this-week/ |accessdate= 2019-05-15 |newspaper= The Mercury News |location= [[サンノゼ]] |date= 2019-05-14 |last= Rogers |first= Paul |archiveurl= https://web.archive.org/web/20220628201224/https://www.mercurynews.com/2019/05/14/rare-atmospheric-river-storms-to-soak-california-this-week/ |archivedate= 2022-06-28 |url-status= live}}</ref>
<ref name="NYtimes20190515">{{Cite news2 |title= Atmospheric Rivers Are Back. That’s Not a Bad Thing. |url= https://www.nytimes.com/2019/05/15/us/atmospheric-river-climate-change-california.html |accessdate= 2019-05-15 |newspaper= [[ニューヨークタイムズ]] |date= 2019-05-15 |last= Cowan |first= Jill |archiveurl= https://web.archive.org/web/20220628201033/https://www.nytimes.com/2019/05/15/us/atmospheric-river-climate-change-california.html |archivedate= 2022-06-28 |url-access= subscription |url-status= live}}</ref>
<ref name="Thewethernetwork20211128">{{Cite news2 |title= Deluge to take a pause in B.C. before next atmospheric river arrives |url= https://www.theweathernetwork.com/ca/news/article/alerts-in-place-as-atmospheric-rivers-threaten-flood-plagued-british-columbia |accessdate= 2021-11-29 |newspaper= The Weather Network |date= 2021-11-28 |archiveurl= https://web.archive.org/web/20220722200038/https://www.theweathernetwork.com/ca/news/article/alerts-in-place-as-atmospheric-rivers-threaten-flood-plagued-british-columbia |archivedate= 2022-07-22 |url-status= live}}</ref>
<ref name="BOM2013">{{Cite web2 |title= Northwest Cloudbands |url= http://www.bom.gov.au/watl/about-weather-and-climate/australian-climate-influences.shtml?bookmark=nwcloudband |accessdate= 2020-08-11 |publisher= [[オーストラリア気象局]] |date= 2013-06-05}}</ref>
<ref name="BOMindian">{{Cite web2 |title= Indian Ocean |url= http://www.bom.gov.au/watl/about-weather-and-climate/australian-climate-influences.shtml?bookmark=iod |accessdate= 2020-08-11 |publisher= [[オーストラリア気象局]]}}</ref>
<ref name="Lavers2013">{{Cite journal2 |title= The nexus between atmospheric rivers and extreme precipitation across Europe |journal= Geophysical Research Letters |volume= 40 |issue= 12 |date= 2013-06-07 |pages= 3259-3264 |last1= Lavers |first1= David A. |last2= Villarini |first2= Gabriele |s2cid= 129890209 |doi= 10.1002/grl.50636 |doi-access= free}}</ref>
<ref name="Asahi20200704">{{Cite news |和書 |title= 豪雨もたらした「大気の川」、アマゾン川の２倍の流量 |url= https://www.asahi.com/articles/ASN7H7F6MN7CULBJ003.html |accessdate= 2022-08-28 |newspaper= [[朝日新聞]] |date= 2020-07-04 |author= 藤波優 |archiveurl= https://web.archive.org/web/20210813132447/https://www.asahi.com/articles/ASN7H7F6MN7CULBJ003.html |archivedate= 2021-08-13}}</ref>
<ref name="Sankei20210814">{{Cite news |和書 |title= 「大気の川」大量の水蒸気の流れ　複数の線状降水帯生む |url= https://www.sankei.com/article/20210814-AL3LYGB7GRJXPNYL7UDQHZN42A/ |accessdate= 2022-08-28 |newspaper= [[産経新聞]] |date= 2021-08-14 |archiveurl= https://web.archive.org/web/20210815220550/https://www.sankei.com/article/20210814-AL3LYGB7GRJXPNYL7UDQHZN42A/ |archivedate= 2021-08-15}}</ref>
<ref name="Nikkei20210818">{{Cite news |和書 |title= 「大気の川」長さ2千キロ　18年の西日本豪雨並み |url= https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUE17CGI0X10C21A8000000/ |accessdate= 2022-08-28 |newspaper= [[日本経済新聞]] |date= 2021-08-18 |archiveurl= https://web.archive.org/web/20210828102821/https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUE17CGI0X10C21A8000000/ |archivedate= 2021-08-28}}</ref>
<ref name="NHK20220723">{{Cite news |和書 |title= 「大気の川」上空から国内初 線状降水帯の予測とメカニズムは? |url= https://www3.nhk.or.jp/news/html/20220723/k10013732051000.html |accessdate= 2022-08-28 |newspaper= [[日本放送協会]] |date= 2022-07-23 |archiveurl= https://web.archive.org/web/20220803143703/https://www3.nhk.or.jp/news/html/20220723/k10013732051000.html |archivedate= 2022-08-03 |url-status= live}}</ref>
<ref name="tvasahi20220706">{{Cite news |和書 |title= 「大気の川」を上空から初観測　豪雨で「人命失われない社会に」 |url= https://news.tv-asahi.co.jp/news_society/articles/000260361.html |accessdate= 2022-08-28 |newspaper= [[テレビ朝日]] |date= 2022-07-06 |archiveurl= https://web.archive.org/web/20220809080327/https://news.tv-asahi.co.jp/news_society/articles/000260361.html |archivedate= 2022-08-09}}</ref>
}}

== 関連項目 ==
{{Commonscat}}
{{Wikiquotelang|en|Atmospheric river}}
{{Portal|気象と気候}}
* [[集中豪雨]]
* [[線状降水帯]]
* [[日本海寒帯気団収束帯]]（JPCZ）
* [[湿舌]]
* {{仮リンク|ARkStorm|en|ARkStorm}} - USGSが発表した1000年に1度レベルの大気の川による災害予測。
* {{仮リンク|大気の湖|en|Atmospheric lake}}
* [[マッデン・ジュリアン振動|マッテンジュリアン振動]]
* [[熱帯収束帯]]
* [[ハドレー循環]]
* [[ダイポールモード現象]]
* [[大気海洋相互作用]]

== 外部リンク ==
* {{URL |1= https://www.noaa.gov/stories/what-are-atmospheric-rivers |2= What are atmospheric rivers?}} - [[NOAA]]
* {{URL |1= https://glossary.ametsoc.org/wiki/Atmospheric_river |2= atmospheric river}} - Glossary of Meteorology
* {{YouTube|NULrvr8pTBg|What is an Atmospheric River?}}

{{デフォルトソート:たいきのかわ}}
[[Category:大気力学]]
[[Category:荒天]]
[[Category:メソ気象]]