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気象観測(きしょうかんそく、英:weather observation)とは、気象現象の観測を行うこと全般を指す語。気象学を研究・利用する際には、言うまでもなく最も重要な手法であり、人類史の中では、古代の自然現象観測から始まり、現在では地球内外のあらゆる場所で行われている。

防災や健康管理、公共利用などに資する気象予報に必要不可欠な作業である。気象現象のメカニズムを解明する上でも必要不可欠な基礎的手法である。また、気候の観測や研究においても、長期間の気象観測データが必要不可欠である。

◆ 歴史

紀元前6世紀にはギリシアで風向きの観察が行われ、紀元前4世紀にはインドで雨量の観測がなされた。水銀気圧計の発明へと繋がるトリチェリの実験は1643年のことで、19世紀初頭には測定器械による気象観測が行われるようになった。1873年には第1回国際気象会議がオーストリアのウィーンで開催され、観測方法統一の問題を取り上げた。この会議は1951年に、国際連合の機構の一つである世界気象機関へと発展する。第2次世界大戦後半より気象レーダーが使用され始め、1960年、世界初の気象衛星、タイロス1号がアメリカ航空宇宙局によって打ち上げられた。1989年には地球環境に拘わる大気成分を地球規模で観察し、科学的な情報を提供する全球大気監視計画が開始された。日本においては、天気予測を目的にした気象の観察はかなり昔からなされていたが、気象庁の前身である東京気象台が観測を開始したのは1875年である[外部リンク] 気象庁の歴史。1974年にアメダスの運用が開始された。

一方、気象観測においては、観測した情報を迅速かつ大量に多数の場所から収集して、気象の実況や予報に生かす必要がある。このため、古くより観測データを送る技術面での向上の努力もなされてきた。19世紀後半には電信を利用した送受が始まり、限られた情報量で大量のデータを起こるための記号法なども開発された。20世紀初頭からは無線通信が普及し始めて長距離の送受が容易になった。1950年代からは電子計算機が導入され始めてデータの処理速度が上がり、高速通信の受け皿となった。そして、コンピュータによるデジタル通信が可能となったことでデータの送受速度が飛躍的に伸び、予報の精度向上に寄与した。

◆ 気象観測の種類

気象観測はその場所により、大きく4つに分類される。陸上で行われるのが地上気象観測、海洋(海上)で行われるのが海洋(海上)気象観測、地上から離れた大気中あるいは高山で行われるのが高層気象観測、人工衛星によって行われるのが衛星観測である。先に挙げたものほど古くから行われている。気象衛星による衛星観測が登場したのは20世紀半ばであり、科学技術の発展によってその方法は複雑化・多様化してきた。

学術研究の対象、あるいは防災などの目的のために行う気象観測は、市民の安全に関わる問題でもあり、世界各国で行政に一定の責任が与えられている。多くの国は19世紀・20世紀より、気象観測を管轄する気象機関や研究機関を設置して、研究の中で観測手法を改良してきた。日本では、気象業務法などが、観測の精度を維持し、その責任を気象庁に負わせている。一方で、国際的な観測網やデータの高速化などの必要性も高まり、1963年開始の世界気象監視計画(WWW)などが実施されている。

また、軍事上の目的でも気象観測は行われてきている。

◇ 地上気象観測

地上気象観測は、気象観測といえばこれを指すほど主流の観測手法である。観測の歴史が古い所も多いので、統計上信頼性のあるデータが得られる所が多いが、古い設備の科学的精度が低いという問題もある。観測場所の数は他の3つに比べて圧倒的に多い。機器設備の設置や管理が容易である。

気温や気圧などの簡単な観測は、関連する科学的知識があり、多少の誤差を我慢すれば、身近なものから機器を作って誰でも手軽に行える。学校教育、特に理科(科学)教育でも広く行われている。

観測対象となるのは、具体的には気象要素と呼ばれるものである。天気、気温、気圧、湿度、視程、風、降水、日射など多岐にわたり、細かく分けると数十の要素がある。天気などは人の目による目視で行われる一方、気温などの物理量は機器を使って精度を保っている。人員と設備さえあれば、ほとんどの観測は地上で行える。

有人観測だけだったが、20世紀中盤以降、無人観測が普及して観測点も急増した。

◇ 海洋気象観測

海洋では、古くは気象観測船による観測が行われていたが、観測拠点を増やし長時間観測を行う必要性から、無人の海洋気象ブイが登場し20世紀中盤から普及した。

地上と異なり、位置制御を行わない観測船やブイは、常時同じ地点で観測できない。

地上気象観測の要素とほとんど同じものが観測できるが、海流の向きや速度、海水温、海氷の有無など、海に特化したものが観測できる。海洋学の研究でも重要な手法である。

◇ 高層気象観測

地表の大気と高層の大気は性質が異なり、地上の天候の変化に先立って高層の気象が変化する場合があることから、高山での気象観測が19世紀から行われてきた。また、飛行機の発明により、気象観測機による観測も始まった。

◇ 衛星観測

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