南極で測られた−98℃は、気温ではなく雪の表面の温度だった
定番雑学の"その先"No.040

南極で測られた−98℃は、気温ではなく雪の表面の温度だった

気温の世界記録は、今も−89.2℃。

ホントTRUE

この判定の対象「北極より南極のほうが寒い」

うなり度 読む時間8分 出典6件 確認した事実18件
もくじ
  1. 南極が北極より寒いのは、標高が高い陸地で、下に海がないから
  2. 衛星のデータを直したら、南極の雪の表面のいちばん低い温度は、−93℃から約−98℃になった
  3. 雪の表面が−98℃まで下がるのは、晴れて風が弱く、とても乾いた日が数日つづいたとき
  4. 深掘り講義
  5. まとめ
  6. 英語で読む（A2・4択5問）
  7. 出典・ウラ取り

2018年6月、アメリカ地球物理学連合（AGU）が、ある新しい研究を紹介しました。見出しは「地球でいちばん寒い場所は、思っていたより寒かった」です。そこは南極の高原にある小さなくぼ地で、冬の夜に約−98℃まで下がっていました。人工衛星のデータから見つけた温度です。

ところが、世界気象機関（WMO）が認めている世界最低気温の記録は、いまも1983年の−89.2℃のままです。なぜ、もっと低い−98℃が、世界最低気温の記録にならないのでしょう。

その理由は、測ったものがちがうからです。−98℃は「気温」、つまり空気の温度ではありません。衛星が宇宙から見た、雪の表面の温度です。論文によると、雪の表面が−98℃のとき、地上2mの空気はおよそ−94℃と見積もられます。地面のすぐ近くでは、高さがほんの少しちがうだけで、温度が大きく変わるのです。

この記事では、まず南極が北極より寒い理由と、公式の記録を確かめます。次に、衛星が見つけた約−98℃が、どんな場所で、どうして生まれるのかを見ます。最後に、「気温」と「雪の表面の温度」がどうちがうのかを説明します。

01南極が北極より寒いのは、標高が高い陸地で、下に海がないから

まず、「北極より南極が寒い」という定番の雑学を確かめておきましょう。北極と南極では、南極のほうがずっと寒くなります。アメリカのウッズホール海洋研究所の解説は、その理由を2つあげています。

1つ目の理由は、陸か海かのちがいです。南極は大きな陸地で、海からの熱をほとんど受けません。いっぽう、北極のまん中は海です。北極のうすい氷の下には、海水があります。その水温はふつう華氏30度（約−1℃）前後で、氷の上の空気より暖かいことが多いのです。この海の熱が、氷ごしに空気をあたためます。冬でも、氷の割れ目から海の熱がにげていきます。

2つ目の理由は、標高（海面からの高さ）です。空気の温度は、高さ1kmごとにおよそ6.5℃下がります。南極の平均の標高は2.3kmです。海面の高さにある北極海と比べると、標高のちがいだけで、南極は15℃ほど寒くなる計算です。

この寒さのちがいは、記録にも出ています。WMOによると、南極のボストーク基地の記録は−89.2℃（1983年7月21日）です。これに対して、北半球でいちばん低い記録は−69.6℃（1991年12月22日）です。この北半球の記録は、グリーンランドの氷床（陸をおおう、あつい氷）のてっぺん近く、標高3,105mの自動観測所で測ったものです。北半球のいちばん低い気温も、やはり高い氷の上で記録されています。

02衛星のデータを直したら、南極の雪の表面のいちばん低い温度は、−93℃から約−98℃になった

ボストーク基地の記録は、観測所の温度計で測った気温です。けれど、南極の広い高原には、観測所がほとんどありません。そこで、アメリカの国立雪氷データセンターのテッド・スキャンボス（Ted Scambos）らは、衛星を使って雪の表面の温度を調べることにしました。

2013年12月、NASAなどが発表をします。南極の東側の高原にある尾根（山の背のように高くなった所）で、雪の表面が−93.2℃（2010年8月10日）まで下がっていたというのです。ところが2016年、NASAは衛星の観測装置のデータを校正し直しました。校正とは、測る道具のずれを、正しく直すことです。このときは、地上で新しく測った温度を基準に使いました。スキャンボスらのチームが2004〜2016年の冬のデータを調べ直すと、雪の表面のいちばん低い温度は約−98℃に変わりました。この結果をまとめたのが、2018年に学術誌『ジオフィジカル・リサーチ・レターズ』に載った論文です。

論文によると、雪の表面が−98℃近くまで下がったところは、約100か所ありました。どれも標高3,800mより高いところにある、深さ2mほどの浅いくぼ地です。くぼ地の広さは、どれも200km²より小さいものでした。AGUの発表によると、数百kmもはなれたくぼ地どうしが、どれも−98℃前後まで下がって、それ以上は下がっていませんでした。

03雪の表面が−98℃まで下がるのは、晴れて風が弱く、とても乾いた日が数日つづいたとき

雪の表面は、どうしてそこまで冷えるのでしょう。冬の南極は、太陽が一日中のぼらない「極夜」です。そのあいだ、雪の表面は、目に見えない赤外線として、熱を宇宙へ出しつづけます。そして、どんどん冷えていきます。

2018年の研究によると、晴れて風が弱いだけでは、−98℃まで下がりません。空気がとても乾いていることも、必要です。空気中の水蒸気は、地面から出ていく熱の一部をとじこめてしまうからです。冷えた空気は重くなり、浅いくぼ地に流れこんでたまり、さらに冷えます。晴れ、弱い風、乾いた空気という条件が数日つづいたとき、雪の表面の温度は−98℃前後まで下がります。

研究者たちは、−98℃前後が、地球の表面で自然に下がりうる、ほぼ限界の温度だと考えています。スキャンボスによると、この条件が数週間つづけば、もう少し下がる可能性はあります。ただ、それはとても起こりにくいそうです。

晴れて乾いた夜、雪の表面は宇宙へ熱を逃がして冷える。冷えた重い空気は浅いくぼ地にたまり、さらに冷えていく。
晴れて乾いた夜、雪の表面は宇宙へ熱を逃がして冷える。冷えた重い空気は浅いくぼ地にたまり、さらに冷えていく。
LECTURE

深掘り講義

ここから先は、もう一段深く。しくみ・史料・論争まで踏み込みます。

気温は、地面から決まった高さで、日かげを作って測る

ニュースの「きょうの最高気温」は、どこの温度でしょうか。気象庁の「気象観測の手引き」によると、世界気象機関は、温度計の高さを地面から1.25〜2.0mにするよう勧めています。日本の気象庁は、1.5mを基準にしています。地面の近くでは、日ざしなどの影響で、気温が高さによって大きく変わるからです。高さをそろえなければ、ちがう場所の気温どうしを比べられません。雪が積もったときは、雪の表面から1.5mになるよう、温度計の高さを調節します。

温度計の置き方にも、決まりがあります。温度計は、直射日光が当たらないよう、筒（通風筒）の中に入れます。そして、ファンで外の空気を吸いこみながら測ります。日ざしを受けた温度計は、まわりの空気とちがう温度を示してしまうからです。温度計の下の地面は、短い芝が理想とされます。アスファルトは日ざしの照り返しが大きいので、ふつうの観測には向かないとされています。

衛星が測る雪の表面の温度と、空気の温度（気温）はちがう

人工衛星は、雪や地面が出す赤外線の強さから、表面の温度を計算します。これは「表面温度」で、空気の温度ではありません。たとえば、昼の砂浜では、砂は足をやけどしそうなほど熱いのに、空気はそこまで熱くないことがあります。それと同じように、冬の南極では、雪の表面が空気よりさらに冷えます。

スキャンボスらの論文は、衛星のデータを、近くの気象観測所のデータと比べました。そして、雪の表面が−98℃のとき、地上2mの気温は約−94℃（±4℃）と見積もりました。雪の表面からたった2m上がるだけで、温度が4℃ほどちがうかもしれないのです。

論文は、衛星で測った温度の地図に、土地の高さの地図も重ねています。すると、くぼ地のまわりでは、雪面の高さが1mちがうだけで、表面の温度が約4℃も変わっていました。地面のすぐ近くでは、わずかな高さのちがいが、大きな温度の差になるのです。そのため、気温の記録は「決まった高さで、決まった方法で測った値」でなければ、比べられません。−98℃を、ボストーク基地の−89.2℃とそのまま並べられないのは、このためです。

南極の冬の高原では、地面近くより上空のほうが暖かい

ふつう、空気は高くなるほど冷たくなります。ところが、南極の冬の高原では、雪の表面が冷えるので、そのすぐ上の空気がいちばん冷たくなります。上空のほうが暖かいのです。このように、上のほうが暖かくなっている空気の層を「逆転層」と呼びます。論文は、次のようなしくみを示しています。まず、雪の表面が熱を宇宙へ出して冷えると、とても強い逆転層ができます。そして、その冷えた空気が浅いくぼ地にたまって、さらに冷えるのです。

気温の記録は、温度計が置かれていた場所でしか残らない

北半球の最低気温−69.6℃を記録したのは、グリーンランドの観測所です。この観測所は、ウィスコンシン大学が、氷床を研究する計画のために置いた自動観測所の1つでした。1990年代のはじめに、2年ほど動いていただけです。たまたまそこに温度計があったから、記録が残ったのです。

南極の高原も同じです。2013年の発表のとき、スキャンボスはこう語っています。この尾根はボストーク基地より高いところにあるので、もっと寒いのではないかと前から疑っていた、と。尾根のほうが寒いと確かめられたのは、衛星が、観測所のない場所まで見渡せるようになったからでした。ただし、その衛星のデータも、地上の観測所の温度を使って校正されています。宇宙から測る衛星と地上の温度計は、お互いのデータを使って、正しさを確かめ合っているのです。

この記事に出てきた言葉の意味

  • 気温：決まった高さ（気象庁では地上1.5m）で、日ざしをさえぎって測った空気の温度
  • 表面温度：雪や地面そのものの温度。衛星は赤外線から計算する
  • 逆転層：地面近くより上空のほうが暖かくなっている空気の層
  • 校正：測定器の値を、確かな基準と比べて正しく直すこと

04まとめ

南極が北極より寒いのは、南極が平均の標高2.3kmの高い陸地で、下に暖かい海がないからです。公式の世界最低気温は、ボストーク基地の−89.2℃です。衛星が見つけた約−98℃は雪の表面の温度で、そこから2m上の空気は約−94℃と見積もられています。

天気予報の気温は、地面から1.5mの高さで、日かげを作って測った空気の温度です。真夏にアスファルトの上を歩くとき、足もとの地面の温度は、天気予報の気温とはまったく別のものです。

人に話すなら、こう言おう

地球でいちばん寒い−98℃って、実は気温じゃなくて衛星で測った雪の表面の温度なんだって。地上2mの空気の温度に直すと、−94℃くらいらしいよ。
READ IN ENGLISH

英語で読む

The Coldest Number on Earth

CEFR A2231 words4択 5問全訳つき
0:00

英文をタップすると、その文の訳が出ます。

Which is colder, the North Pole or the South Pole?北極と南極では、どちらが寒いでしょう。 The answer is the south.答えは南です。 Antarctica is a large area of land, and it is high.南極は大きな陸地で、しかも高いところにあります。 On average, it is 2.3 kilometers above the sea.平均すると、海面から2.3キロメートルの高さです。 The Arctic is an ocean, and the water under the thin ice keeps the air a little warmer.北極は海で、薄い氷の下の水が空気を少し暖かく保っています。

The lowest air temperature on record is minus 89.2 degrees Celsius.記録に残る最も低い気温は、マイナス89.2度です。 It was measured at Vostok Station in Antarctica on July 21, 1983.それは1983年7月21日に、南極のボストーク基地で測られました。 But in 2018, scientists reported an even colder number, about minus 98 degrees.でも2018年、科学者たちはさらに低い、約マイナス98度という数字を報告しました。 They used satellites, not thermometers on the ground.彼らは地上の温度計ではなく、人工衛星を使いました。

But look at what they measured.でも、彼らが何を測ったのかを見てみましょう。 Minus 98 degrees was not the temperature of the air.マイナス98度は、空気の温度ではありませんでした。 It was the temperature of the snow surface.それは雪の表面の温度だったのです。 The coldest spots were small hollows about two meters deep.最も寒い場所は、深さ2メートルほどの小さなくぼ地でした。 Cold, heavy air stayed in them on clear, dry nights.晴れて乾いた夜、冷たく重い空気がそこにたまりました。 Near these hollows, the surface temperature changed about 4 degrees for every meter the ground went up or down.くぼ地の近くでは、地面の高さが1メートル上下するごとに、表面の温度が約4度変わりました。 The scientists said the air two meters up was probably about minus 94 degrees.科学者たちは、2メートル上の空気はおそらく約マイナス94度だろうと言いました。

So where do we measure air temperature?では、気温はどこで測るのでしょう。 In Japan, weather stations measure it 1.5 meters above short grass.日本では、観測所が短い芝の上1.5メートルの高さで測っています。 The thermometer sits in a tube with a fan, out of the sunlight.温度計は日光が当たらないよう、ファンのついた筒の中に入っています。 This rule lets us compare places fairly.このルールのおかげで、場所どうしを公平に比べられます。 So when the weather report says 35 degrees, remember that the road under your feet can be much hotter.だから天気予報が35度と言ったら、足もとの道路はもっとずっと熱いかもしれないと思い出してください。

4択問題 Reading Quiz

  1. Q1What is this story mainly about?

    この話は主に何についてのものですか。

  2. Q2When was minus 89.2 degrees measured?

    マイナス89.2度が測られたのはいつですか。

  3. Q3Why is Antarctica colder than the Arctic?

    南極が北極より寒いのはなぜですか。

  4. Q4In paragraph 3, the word "hollows" is closest in meaning to

    第3段落の "hollows" という語に最も意味が近いのはどれですか。

  5. Q5Which is true about air temperature in Japan?

    日本の気温について正しいものはどれですか。

重要語 Key Words（タップで裏返る）

  • average名詞・形容詞
    平均（の）

    The average age of the students is 15.

    生徒の平均年齢は15歳だ。

    💡 on average で「平均すると」。

  • ocean名詞
    海、大洋

    Whales live in the ocean.

    クジラは海に住んでいる。

    💡 the Arctic Ocean は「北極海」。

  • record名詞
    記録

    She broke the school record in the 100-meter race.

    彼女は100メートル走で学校記録を破った。

    💡 on record で「記録上の」。動詞（記録する）はアクセントが後ろ。

  • measure動詞
    測る

    Please measure the length of this desk.

    この机の長さを測ってください。

    💡 名詞 measurement（測定）も覚えよう。

  • satellite名詞
    人工衛星、衛星

    We get TV pictures from a satellite.

    テレビの映像は人工衛星から届く。

    💡 月も地球の satellite（衛星）。

  • surface名詞
    表面

    The surface of the lake was like a mirror.

    湖の表面は鏡のようだった。

    💡 sur（上）＋face（顔）で「表面」。

  • thermometer名詞
    温度計

    The thermometer showed 30 degrees.

    温度計は30度を示していた。

    💡 thermo（熱）＋meter（はかる物）。

  • compare動詞
    比べる

    Let's compare the two pictures.

    2枚の絵を比べてみよう。

    💡 compare A with B で「AとBを比べる」。

SOURCES出典・ウラ取り

この記事の事実は、次の資料を実際に開いて確認しています（確認した事実 18件）。

  1. WMO verifies -69.6°C Greenland temperature as Northern Hemisphere record（世界気象機関）wmo.int
  2. Scambos, T. A. et al. (2018) Ultralow Surface Temperatures in East Antarctica From Satellite Thermal Infrared Mapping: The Coldest Places on Earth, Geophysical Research Letters 45:6124–6133doi.org
  3. Coldest place on Earth is colder than scientists thought（アメリカ地球物理学連合 AGU, 2018）news.agu.org
  4. NASA-USGS Landsat 8 Satellite Pinpoints Coldest Spots on Earth（NASA, 2013）nasa.gov
  5. Comparing the Poles: Weather（ウッズホール海洋研究所 Polar Discovery）polardiscovery.whoi.edu
  6. 気象観測の手引き（気象庁, 平成10年）jma.go.jp

公式ページで見てみよう

文章はすべて資料をもとに独自の言葉で書いています。画像はオリジナルのイメージです。誤りにお気づきの方は訂正窓口へ。

#南極#北極#最低気温#気象観測#人工衛星

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