Golden Software ブログ:夏の熱波をマップ化

Posted by Andrew Dudley on July 19, 2016



コロラド州のアウトドア大好き人間として、私は必ず地元の天候パターンがどうなるかを確認するようにしています。ロッキー山脈国立公園に日帰りハイキングに行こうか、レッドロックス円形劇場の野外ショーに参加しようか、それとも週末のデンバークルーザーに乗ろうかというとき、変化に富んだ州の天気は常に予測不可能であることを私は過去17年にわたって学んできました。出かける前に、レインジャケットを着るべきか、スウェットシャツを持っていくべきか、日焼け止めを塗るべきか、この 3 つ全部を揃えるべきかを、天気予報を見て確認しなければなりません。しかし、この数週間、数ヶ月間はこの思考形式を変えざるを得ません。天気は過去数年間よりもずっと予測しやすく、暑くて乾燥した気候になってきています。

この夏のエルニーニョと地球規模の熱波については、最近メディアでよく見る話題になっています。私はこれに興味をかき立てられました。前年の気温と比較した場合、コロラド州は同じ傾向にあるのか私は興味を持ちました。マップ作成の専門家として、過去数年の夏の気温を比較するマップを作成し、明白な温度上昇の傾向を調べる機会を見過ごす手はありませんでした。

 

マップ作成の方法:

このマップ作成プロジェクトでは、Surfer を使用して、過去7年間のコロラド州の7月の平均気温の等高線図を作成し、世界的に報告されているのと同じ熱波傾向が局所的に見られるかどうかを確認することにしました。2010年から2016年までの7月の最高気温は NOAA 気象予報センターのデータにアクセスしました。TIF グリッド形式で毎日のデータをダウンロードし、Surfer の Grid | Math機能を使って、すべてのデータを一つにし、各年の月平均にしました。データは華氏から摂氏に変換され、より容易に解釈できるようにしました。これを実行する手順は次のとおりです。

  1. データをダウンロードしたら、Surfer 13 を開き、Grid | Math をクリック
  2. Grid Mathダイアログで、Add Gridsボタンをクリック
  3. Open Gridsダイアログで、毎日の気温の TIFファイルをすべて選択して Open をクリック
  4. function に以下の数式を使用して、結果のグリッドに名前を付けて、OK をクリック
    (((A+B+C+D+E+F+G+H+I+J+K+L+M+N+O+P+Q+R+S+T+U+V+W+X+Y+Z+AA+AB)/28) * 1.8 ) + 32
  5. ダウンロードした他の年のデータすべてで、これらの手順を繰り返し、平均最高気温グリッドを作成します。

結果:

毎年7月の毎日のデータがすべて平均化され、等高線図を作成して比較できるようになりました。私は比較が簡単にできるように、同じ等高線間隔とカラーマップを使用して、年度毎に等高線マップを作成しました。コロラド州が世界的な傾向と同じであるのかどうか確認するため、マップの縮尺を統一し、並べて配置しました。結果の等高線図は以下のとおりです。各年の月平均温度は異なりますが、年ごとの空間傾向を特定することは困難です。今年の7月が、ダウンロードしたデータの年よりも熱いとは断定できません。

2010年から2016 年の7月のコロラド州の平均最高気温を表した
Surfer の等高線図の比較

 

マップ化の手順、その2

等高線地図からは7年間のコロラド州全体の傾向を確認することができなかったので、別の視点からデータを見てみることにしました。6年前からの平均最高気温と今年の 7 月の平均最高気温の差分で、なんらかの空間温度傾向があるかどうか確認したいと思います。これも Surfer の Grid Math機能を使用して簡単に行なえます。月の平均気温データを単一のグリッドに結合し、過去6年間の7月の平均気温を表すことができます。2016 年7月の気温データと6年間の平均気温データの違いは、相互に2つのグリッドを引いて見つけられます。これによって、過去6年間の平均から 2016 年 7 月の気温偏差のグリッドができ、等高線図で可視化することができます。

過去 6 年の月平均気温のグリッドを作成するには、以下の手順を実行します。

  1. Grid | Math をクリック
  2. Grid Mathダイアログで、Add Grids ボタンをクリック
  3. Open Gridダイアログで、すべての月の気温グリッドに移動して Open をクリック
  4. Grid Mathダイアログで、関数に (A + B + C + D + E + F) / 6 を使用し、Output Grid File と名前を付けて OK をクリック

月平均グリッドと 2016 年 7 月の気温グリッドをの違いを見るには、以下の手順を実行します。

  1. Grid | Math をクリック
  2. Grid Mathダイアログで、Add Grids ボタンをクリック
  3. Open Gridダイアログで、7月の平均気温グリッドに移動して Open をクリック
  4. もう一度 Add Grids ボタンをクリック
  5. Open Gridダイアログで、6年間の平均気温グリッドに移動して Open をクリック
  6. Grid | Math をクリック
  7. Functionボックスで A- B と入力し、Output Grid File と名前を付けて、OK をクリック

結果、その2

下記のように、過去6年の平均気温と比較した今年の7月の気温偏差を示す等高線図が Surfer で生成されました。このマップは、7月の気温はほとんどの中央山岳地帯(地図の中央部分)では変わらず、唯一の顕著な温度上昇は、南西部とコロラド州の東の平地であることがわかります。

コロラド州の過去6年間の7月の平均最高気温からの
気温偏差を示す等高線図

まとめ:

ご覧のとおり、等高線図を比較するより、Surfer のグリッド演算機能から差分法を用いる方が、コロラド州のどの領域が、米国全土および世界的に報告されている熱波の傾向に直面しているのかを見つけ出すのに適した分析アプローチであることが分かります。