南方振動の発見者ギルバート・ウォーカー（1）

 1. はじめに

イギリスのギルバート・ウォーカー（Gilbert Walker, 1868-1958）は、若い頃からケンブリッジ大学の数学者として傑出した才能を持っていた。しかし彼は、自身の人生を主に気象学者として過ごすこととなった。彼は数学者なのに季節予報を行うためにわざわざ遠いインドへ気象局長官として赴任した。当時モンスーンのような毎年変動する季節現象を予報するための確立した方法はなく、彼はインド・モンスーンの変動の予兆を探るために、世界各地の気象観測結果を統計学の相関係数や回帰式という数学を駆使して、幅広い時間・空間にわたる解析という膨大な作業を行った。それは、それまでの因果関係を探るという気象学の手法とは全く異なった斬新なものだった。

彼による研究の結果、それまでの手法ではわからなかったことが明確になった。その一つが気圧の変動である「南方振動」であり、今日「エルニーニョ・南方振動（ENSO）」として知られているものである。また、この研究は統計学の進歩も促し、「ユール・ウォーカー式」という自己相関における新たな数学的手法も生み出した。この数学手法は現代の気象学における時系列解析だけでなく、電波工学、金融工学、音響工学などさまざまな分野において、自己相関を用いた解析に重要な役割を果たしている。そしてそれを用いた計算式は最新の解析ソフトウェアに組み込んである場合もある。そして、これら南方振動とユール・ウォーカー式は、どちらもモンスーンの予報という同一の研究の中から生まれたものである。

ウォーカーはインドから戻った後にナイトに叙せられ、王立気象学会のサイモンズ・メダルと王立航空協会のシムズ・メダルを授与された。それでも当時、彼の功績は十分に評価されたものとはいえなかった。彼の発見の偉大さが本当に認識されたのは、1950年末から南方振動がエルニーニョと密接に関係していることがわかり、1960年代にそれらが世界の気象に及ぼす影響とメカニズムがおおよそわかってからのことである。

ギルバート・ウォーカー

現在ではエルニーニョと南方振動は、合わせてエルニーニョ・南方振動（ENSO）と呼ばれることが多い。また、ENSOと密接に関連している赤道上空の東西風には、ENSOの仕組みを解明した気象学者ヤコブ・ビヤクネスによって「ウォーカー循環」という名称が与えられている。今日ではエルニーニョが起こると全世界の人々が異常気象に注目し、またそれによって起こる世界各地での気候変動はテレコネクションと呼ばれて、新しい研究分野となっている。なお、ここではENSOの仕組みについては詳しく述べないが、詳しく知りたい方は気象庁の「エルニーニョ/ラニーニャ現象とは」などを参照していただきたい。

また、ウォーカーはブーメラン、スケート、水彩画、フルートなど他にもプロフェッショナル並の趣味を持っており、特にブーメランについてはその名手としてだけでなく、その飛び方の理論的な研究を行ったことでも知られている。ウォーカーの生涯については、文芸的な作品としてJohn D. Cox著による「Storm Watchers」（邦題「嵐の正体に迫った科学者たち」）の中にウォーカーの章がある。また本書「気象学と気象予測の発達史」では「エルニーニョと南方振動の発見」のところで簡単にウォーカーについて触れている。ここでは異色の気象学者である彼について、彼の数学的な成果も含めて詳しく系統的にまとめておきたい。

（つづく）