シティ・ウォッチ・スクエア

話しを戻そう。荒川はさまざま思考し、日本列島の地上風と大石が求めた上層風を重ね合わせた。さらに、広範囲の海洋上の気温パターンを考慮して風船爆弾が流れる経路を予想した。苦労の末に荒川は、気象条件で異なるものの、風船爆弾が太平洋を横断するのに30～100時間を要すると予測した。戦後になって、実際に風船爆弾が日本からアメリカ西岸まで到達するに要した時間を計算したところ、72～120時間であることが示されている（Mckay, 1945）。一般的な経路を図（Fig.25, Mikeshより）に示す。上段は経路に沿った鉛直面の経路を、下図は平面の経路を描いたものである。蛇行する強い西風に乗って約3日間で北米大陸上空に到達したことが示されている。

荒川の予測はまとを得たものであった。大石の観測結果のほかにも太平洋上空の風の場の推定に参考にした。それは、館野高層気象台が開設される約20年前に、ティスラン・ド・ボールが世界で初めて行ったパイロットバルーンによる観測結果だった。ティスラン・ド・ボールといえば、この時の観測データを整理して成層圏を発見したフランスの気象学者である。成層圏の発見は1902年のことであった。それ以降、とにかく上層の風に関する情報は乏しかったのである。

はたして、日本軍は大石が世界に先んじて実態を明らかにした強い西風を利用し、1944年11月から1945年4月までの短い期間に約9000個の風船爆弾を北米大陸へ向けて放球した。この季節を過ぎて春になると、放球した風船が移動性高気圧や低気圧の周辺の気流に取り込まれ経路を定めることが不可能になる。戦争参加国以外の地域へ到達することは避けなければならないためである。従ってこの作戦は、もともと４月上旬で終了するものだった。

典型的な飛行軌跡を図に示す。これによると、いわゆるジェット気流の流れに乗って、バラストを微妙なタイミングで落下させながら3日間で北米大陸へ到達する様子が描かれている。短い期間に約9000個が放球されたうち、北米大陸に到達した風船爆弾の数は、アメリカとカナダを合わせると約300個、すなわち放球した数の僅か3％であった。（つづく）

参考文献

Mikesh, R., 1973: Japan’s World War II Balloon Bomb Attacks on North America. Smithsonian Annals of Flight Series, Vol. 9, Smithsonian Institution Press, 85 pp.

McKay, H.W., 1945: Japanese Paper Balloons. The Engineering Journal, Sept., 563-567.

スミソニアン研究所の出版物（Mikesh, 1973）には、藤原咲平の仲介で陸軍登戸研究所の嘱託になった荒川秀俊が、理論的な考察を加えて太平洋を横断する気流の経路を推定した、とある。荒川は、上空の強風層が冬期に最大となるという気候学的特徴、すなわち大石の研究結果に基づいて風船爆弾を運ぶ風系の推定を行った。

風船爆弾の経路と到達時間には正確を要することから、荒川は強風層の風速にどの程度の誤差が含まれるのかを知る必要があった。そこで「館野上空で76m/sに達する驚異的な風速の信憑性を明らかにするため、純粋に気象力学的な視点で問題を扱うことを考えた」と、荒川は後に述べている。その当時は、確率論的な手法で風船爆弾の経路を推定できるほど十分なデータが揃っていなかったのである。

その後に観測技術が向上し、レーウィンゾンデ（計測装置を搭載したゾンデの位置を無線で追跡する装置）を使った精度の良い観測が行われるようになり、大石の観測結果の検証が行われた。館野で1971～2000年の冬季に実施したレーウィンゾンデ観測と大石の観測を比較した結果を図（Fig.10, Mikeshより）に示す。両者による風速鉛直分布に示された唯一とも言える相違は、大石の観測の最上端付近の高度で5～10m/sほど強い点である。

大石の観測はほぼ正しく冬期の上層風の風速を測定していた。また、風向はほとんど一致した。レーウィンゾンデ観測による高度24㌔までの鉛直分布と比較することで、大石の観測は風速最大となる高度まで実施されたことがわかる。おそらく大石が放球したパイロットバルーンは、この高度の強風に流されて急速にセオドライトの視界から消えたことだろう。（つづく）

 参考文献

Mikesh, R., 1973: Japan’s World War II Balloon Bomb Attacks on North America. Smithsonian Annals of Flight Series, Vol. 9, Smithsonian Institution Press, 85 pp.

日本軍がアメリカ本土を直接爆撃したのは、1942年2月に伊号第17潜水艦がカリフォルニアに潜入してサンタバーバラの製油所を砲撃したのが最初である。この作戦による被害は限定的だったが、アメリカ軍を驚かすには十分であった。しかしその後は、広範囲の沿岸域に厳しい警戒網が布設されたため成功することは無かった。そのような状況のなかで、第2次世界大戦が終わる少し前、1944年11月から1945年4月のごく短期間に、アメリカ本土空襲のために風船爆弾が開発された。

一方アメリカ軍は、1942年の4月、16機のMitchell爆弾を搭載したB25爆撃機が東京を急襲した。この作戦は、戦隊のリーダーであるJames DoolittleにちなんでDoolittle襲撃と呼ばれ、この大戦においてアメリカの飛行機が日本上空に現れた最初だった。Coast Artillery Journalによると、この日本襲撃が、その後の日本軍が全面的な報復に出る気運を誘発したと記述されている。日本軍は、飛行機、潜水艦、それに気球を使うことを考案し、そのうちの一つとして紙製の風船爆弾を作戦として具体化した。

ところで、日本軍が兵器として風船を利用したのは日清・日露戦争の時代に遡ることが出来る。当初は、通信手段としての利用が主体だったが、その後、綿々と開発が続けられて、第2次世界大戦が始まるころには、陸軍登戸研究所（現在は明治大学生田キャンパスの一部）が研究開発の中心になっていた。1942年6月には、ミッドウェー海戦に破れて戦況は悪化した。そこで日本軍は、一度成功した経験をもとに潜水艦でアメリカ本土の千㌔ほどまで近づき、そこから直径6㍍程度の風船爆弾を飛ばす「フ号作戦」を考案した。しかし潜水艦を使った作戦は、戦況がさらに悪化したために断念された。1944年10月には戦艦武蔵が撃沈され、直後に神風特攻隊が結成された。偏西風を利用して長距離を飛行する風船爆弾の作戦は、こうした状況のなかで実行に移された。風船爆弾の航路を計算した荒川秀俊は、1944年に陸軍登戸研究所の嘱託になった。

風船爆弾計画に関する学術的な説明文書が幾つか存在する。最も総合的なものは、スミソニアン研究所の後援で刊行された報告書（Mikesh, 1973）である（表紙を図に示す）。その他で有名なのは、捕捉的な情報ながらMcKay（1945）と1946年にCoast Artillery Journal に掲載された作者不詳の報告である。また、後になってAbe（1997）、伴（2010）、山田（2012）などの出版物があり、これらから、風船爆弾の詳細な構造と兵器としての使用方法を知ることができる。

風船爆弾の開発に強い西風の情報がどのように使われたか見てみよう。（つづく）

参考文献

Abe, T., 1997: The aerological observation and its history. J. Aerol. Observatory, 57, 41–58. (in Japanese)

Arakawa, H., 1956: Basic principles of the balloon bomb. Pap. Meteor. Geophys., 3–4, 239–243.

McKay, H., 1945: Japanese paper balloons. Engr. J., September, 563–567.

Mikesh, R., 1973: Japan’s World War II Balloon Bomb Attacks on North America. Smithsonian Annals of Flight Series, Vol. 9, Smithsonian Institution Press, 85 pp.

伴　繁雄，2010：陸軍登戸研究所の真実．芙蓉書房出版，215pp.

山田　朗・明治大学平和教育登戸研究所資料館（編），2012：陸軍登戸研究所<機密戦>の世界．明治大学出版会，288pp.

初めまして

この度、新たに会員になりました。筑波大学卒業生です。

学生時代は、林先生のもとで、気候変動が桜の開花期間に及ぼす影響について研究していました。

現在は、エネルギー環境教育施設に勤務し、エネルギー問題や環境問題を一般市民(来館は子供が多いですが)が自分事に感じ、日常生活で自発的に行動できるよう、日々奮闘しています。

その為には、多面的に物事を見る必要があると思っています。だからこそ、今回会員になったのを機会に、私自身も学んでいきたいですし、それを子供達が自分事として考え、行動できるような橋渡し役をしたいと思います。

皆さま、どうぞよろしくお願い致します。

大石が1924年（大正13年）12月2日10時（地方時）に実施した観測の結果、高度1㌔以下のごく地上付近で東風となり風速は秒速数㍍だが、それより上層では西風に転じて風速が徐々に増大し、対流圏の中層の高度5㌔で秒速30㍍、高度9㌔付近で秒速70㍍以上の強風となることが明らかになった。彼は図を描きながら、さぞ驚いたことだろう。この現象がはたして観測時のみに発生した現象なのか定常的な現象なのか、大石は自問したに違いない。

この疑問に対する答えが明らかになるまでにはそう長い時間を要しなかった。判断の根拠となる成果は1926年に発表された。大石は上層観測結果を季節ごとに重ね合わせた図を作成したが、解析のもとになったのは1923年3月から1925年2月までに実施した1288回の観測の結果である。多くのデータを使い、結果を図（大石、1926）に示す季節ごとの平均風速と風向の鉛直分布図を描いた。

上層に現れた西風には次の特徴が認められた。冬季の風速は他の季節と比べて非常に強く、高度10㌔で約70m/sに達した。これに対して夏季は風速が弱まる。春季と秋季は両者の中間程度の風速となった。冬期に現れる強風は、当時上空で観測した強風に関して推測されていたような変則的かつ短命な現象ではなく、日本上空で安定して出現することが示唆されたのである。

発現に季節性のある現象であることが明らかになり、さらに大石は興奮したに違いない。これまで知られていない大規模な大気の流れ、大気大循環の側面をとらえたのである。彼は、この強風に関する一連の研究をエスペラント語で書いた。なるほど、図にある春・夏・秋・冬はエスペラント語で記述されている。日本エスペラント学会のウェッブ情報を見ると、大石は1930～1944年のあいだ第２代の理事長を勤めたことがわかる。彼は、1926年～1944年の間に19編の高層気象に関する論文を発表したが、その全てがエスペラント語で書かれたものである。

何故彼はエスペラント語で論文を書いたのだろうか。その理由は、自らの業績が理想の社会で開花することを夢に見ていたからと考えられる。当時一般的であったドイツ語や英語で発表しなかったことが、実質的に彼の業績を国際的な学会の目から遠ざけた結果となった。日本国内でも、大石の一連の研究成果を学術的な客観性をもって理解することを難しくさせたと考えられる。その結果、大石をしてジェット気流の発見者と認めることはなかった。

約20年後、第2次世界大戦中、彼が観測した「ジェット気流」を利用して風船爆弾によるアメリカ本土爆撃の作戦が実施される。またその直後には、日本を爆撃するために太平洋諸島から離陸して西に向かう爆撃機が経験のない強い「ジェット気流」に遭遇する。戦後1947年～1948年になって、アメリカのロスビーらがこの強い西風に関する論文をまとめ、国際的な学術の場で「ジェット気流」の発見がなされた。

風船爆弾は、日本軍が使命としていたアメリカ本土空襲を可能とさせたことになる。想像するに、大石が死去したのは1950年（昭和25年）だから、晩年に相当複雑な思いだったに違いない。第2次世界大戦の末期に、大石が観測した「強い西風」の存在は極秘情報の一つとして取り扱われ、荒川秀俊らによって解析が加えられた。この研究報告については、別の機会にのべることにする。（つづく）

参考資料　　大石和三郎，1926：館野上空に於ける平均風．高層気象台彙報， (2)，1-22．

1921年4月に館野での高層気象観測が始まった。「長峰回顧録」（1950、大石）によると、当初、高層観測運用には一連の技術的な困難さがありそれが運用を遅らせる原因になった。1921年の終わり頃までに、定時観測の記録が整理されたが、信頼性のある気候（平年の状態）を示すことができたのは1923年の始め頃である。こうした経緯は、最初の年報の記事（大石、1926）から判読することができる。

1924年12月2日のことである。大石は晴天の館野で目を覚ました。前日に寒冷前線が通過した。1日と2日の地上の総観天気図をそれぞれ図５と図６に示す。彼が実施した観測の時点では描かれていなかったものだ。天気図からわかる特徴は次の通りである。

• 大きな低気圧がオホーツク海上に位置し、この中心は24時間後には緯度７℃（約800㌔）北方へ移動。
• 高圧部の中心（770mmHg、1025mb）が中国大陸から、24時間後には黄海方面へ移動。
• 12月1日に、北海道から本州の中央部にかけて、強い偏西風が出現。北海道の北西部、羽幌では、29～35m/sの強風となった。さらに、緯度方向の気圧の高まりに沿って30℃に及ぶ気温差が現れ、中国北東部から台湾にかけた明白な気温の南北傾度が現れた。

大石はこの状況下で、12月2日10時（地方時）に、120gの気球（約半径1m）を放球し、シングルセオドライトで追跡した。シングルセオドライトで軌跡を求める（気球の位置で風速を算出する）ためには、一定の上層速度を過程する必要がある。設計した上昇速度は300m/分で、30分後に上空9kmに達した。この観測で、ちょうど10km（33000フィート）より少し下層の高度に、風速72m/s（約140ノット）の明瞭な西風があることが捉えられた。大石が描いた鉛直方向の風速分布を図７に示す。

セオドライトに関する工学的な知識がないと風速の測定誤差の検討は困難だ。現在の時点でイギリス気象局が定めた高層観測指針（1961）に照らし合わせると、高度10kmで約±15m/sの誤差が考えられる。この計算は、方位角と高度に0.1°の誤差を考慮したもので、大石が行った手順（大石、1926）と西風の安定性を考えると、この時の風速誤差は±10m/s以下と考えることができる。いずれにせよ、風速72m/sという強風帯を大石は発見した。

参考文献

大石和三郎，1950：長峰回顧録．高層気象台彙報，特別号　付録，2-73．

大石和三郎，1926：館野上空に於ける平均風．高層気象台彙報，2，1-22．