筆者の住む北海道札幌市は、約200万（2022年1月1日現在の住民基本台帳では196万668人）の人口を擁し、人口規模から言えば、東京、横浜、大阪、名古屋に次いで、わが国第５の都市である。一方、気象庁の気候統計によれば、札幌市では年間479センチメートルの雪が降る（1991～2020年の観測データに基づく平年値）。これは、都道府県庁所在都市の中では、青森市（567センチメートル）に次いで第２位であるが、人口50万人以上の都市に限れば、ダントツの第１位である。気象条件から見た札幌市の特徴は、何と言っても冬期間の降雪の多さにある。
札幌市に雪を降らせる気象要因は、主に3つある。その第1は冬の季節風であり、第2は北海道付近（太平洋側）を通る温帯低気圧である。そして第３は、「石狩湾小低気圧」と書いてある解説書が多いが、筆者は「収束雲」（しゅうそくうん）と表現する。今回は、200万都市札幌を脅かす収束雲（強い降雪バンド）について述べる。
札幌の冬
図１をごらんいただきたい。横軸に人口、縦軸に年間降雪量をとっている。この奇妙な座標平面で、世界の主な都市がどこに位置するかを見る。世界を見渡せば、札幌市より人口の多い都市はいくらでも存在する。だが、年間降雪量に関する限り、国外ではなく日本国内の各都市が上位を独占している。世界の主要都市の年間降雪量は、カナダのケベックシティ（人口約52万人）の約３メートル、同じくカナダのモントリオール（人口約165万人）の約2メートルなどが多い方の部類に入るが、青森市（人口約28万人）の567センチメートル、旭川市（人口約33万人）の557センチメートルには遠く及ばない。そして、200万都市札幌の年間降雪量（479センチメートル）は、人口規模を加味すると、驚異的な多さと言える。札幌市は、豪雪地に存在する大都市として、世界的にもまれな存在であることがわかる。
札幌の冬は、雪の降らない日がとても少ない。各月の降雪日数の平年値を調べると、1月は29.1日となっていて、雪の降らない日は２日位しかない。12月は26.8日、2月は25.2日で、この３か月間は約9割の日に降雪がみられる。
日本海側で雪が降るしくみ
図2は、冬の季節風によって日本海側で雪が降るしくみの概念図で、札幌管区気象台のホームページに載っているものだが、北海道に限らず、本州の日本海側一帯に当てはまる。よく似た図は中学校の理科の教科書にも載っているので、これは日本国民ならだれでも知っている常識かもしれない。すなわち、大陸から流れ出した寒気が、日本海を渡るうちに海面から水蒸気の補給を受け、雪雲が発生して日本海側の各地に降雪をもたらす、というものである。山脈を越えた空気は乾いた風となるため、太平洋側では晴天となる。
図2の中に、「空気が冷たく、日本海の海水温が高いほど、雪雲が発達します」との記述がみられる。さすがは札幌管区気象台で、そこまで書き込んでいる概念図はあまり見たことがないのだが、この知見は、日本海側の降雪を考える場合にとても重要なことである。つまり、冬の季節風に伴う日本海側の雪の降り方は、気温と海面水温のコントラストが大きいほど強いという特徴がある。
冬の季節風によって大陸から流れ出す空気の温度は常に変動しているが、平均的には1月下旬頃に最低となる。これに対し、日本海の海面水温は、気温より約1カ月遅れて、２月下旬から３月上旬頃に最低となる。このように、気温と海面水温の変化には時間のずれがある。このことは、本連載の「初冬の広域停電」（2020年11月）でも述べた。
気温と海面水温のコントラストが大きいのは、冬の前半の12月から1月にかけてであり、２月に入るとコントラストは小さくなっていく。つまり、2月は季節風に伴う日本海の雪雲の発達の勢いが次第に弱まり、季節風による大雪は降りづらくなっていく。しかし、「収束」という要因が関与すると、様相は異なってくる。
収束雲と天気図
気象用語の「収束」を簡単に言うと、集まるという意味で、空気が集まることをいう。対流圏下層（地表に近いところ）の空気が集まると、空気は地中にもぐることができないので、上空へ向かうしかない。つまり、収束があると上昇気流が起こり、雲が発生して降水が生じる。
対流圏下層に大規模な収束を生じさせるのは温帯低気圧であり、それが札幌市に雪を降らせる第２の要因にほかならない。温帯低気圧は1000キロメートル以上の水平スケールがあり、天気図でおなじみの大気組織である。したがって、札幌市で温帯低気圧によって大雪が降る時には、札幌市だけでなく、北海道の広い範囲で大雪が降る。
しかし、本稿のテーマである第３の要因「収束雲」は、もっとスケールが小さい。収束雲の一例として、2018（平成30）年2月18日10時の気象衛星可視画像を図3に掲げる。北海道北部の西海上にある利尻島（りしりとう）付近から南方へ連なる帯状の雲が収束雲で、この時刻には札幌ではなく、後志（しりべし）地方の余市（よいち）町付近にかかっている。収束雲の西側には季節風による雲が筋状に並んでいるが、収束雲の東側は雲が少なく、北海道の陸地はよく晴れている。オホーツク海には流氷が見られる。
図4に、図3の1時間前の地上天気図を示す。気圧配置は冬型である。この地上天気図を見て、図3のような収束雲ができることを納得される読者がおられるだろうか。図4は通常の冬型の気圧配置と何が違うのか。北海道付近で、1012ヘクトパスカルと1016ヘクトパスカルの等圧線の間隔が開いていることに気がついた読者は、天気図を相当に深読みするスキルをお持ちの方である。また、この天気図は、気象衛星画像（図3）に見られる収束雲を意識し、細心の注意を払って描かれていると言える。
局地解析図
図5は、図3と同時刻の局地解析図で、筆者が作成したものである。レーダーエコー（降水強度分布に相当）を図に重ねている。利尻島付近から緩やかな曲率をもって南へ連なるレーダーエコーは、収束雲を形成する積乱雲の帯によって強い雪が降っている領域である。その幅は30キロメートル程度である。
冬季の北海道付近に見られる積乱雲は、暖候期の積乱雲より背が低く、雲頂高度が3キロメートル位しかない。このため、冬季は気象レーダーで積乱雲を探知できる範囲が狭くなる。利尻島付近から北にレーダーエコーが見られないのは、そのためである。また、収束雲の西側に存在するはずの、季節風による筋状雲（すじじょううん）の降水エコーは、後志地方や渡島（おしま）半島にかかるもの以外はほとんど探知されていない。
図5に筆者が描いた等圧線で示されるように、収束雲のところは気圧が低く、気圧の谷になっている。時には、閉じた等圧線で描かれる小低気圧になることもある（それが石狩湾にできたものが「石狩湾小低気圧」である）。収束雲の西側では、西へ行くほど気圧が高くなる。一方、収束雲の東側では、北海道の内陸部に高気圧が形成されている。このような時、北海道の内陸部は著しい低温になっているのか常で、上川地方の和寒（わっさむ）町のこの時刻の気温は、摂氏－17.1度であった。
図5に海上の観測データは少ないが、陸上に記入されたアメダスのデータによって、「収束」の様子を知ることができる。収束雲による帯状エコーの西側にあたる後志地方の西部から渡島半島では、北西の季節風が吹いており、平均風速10メートル／秒以上のペナント記号も見られる。一方、北海道内陸部の高気圧からは時計回りに風が吹き出しており、留萌地方や石狩地方の沿岸部では、沖合の収束雲に向かう弱い東風が観測されている。この2種類の風（北西季節風と内陸からの東風）が、収束雲のところで収束している。
この時、収束雲の真下にある後志地方の赤井川（あかいがわ）村では1時間に8センチメートル、余市町では1時間に6センチメートルの強い雪が降っていた。
季節風をせき止める
図4で見たように、大局的には冬型の気圧配置で、北西季節風の卓越する場になっている。その中に、図3のような収束雲ができるわけを考える。
図3の気象衛星画像は、南北走向の収束雲の西側から押し寄せる季節風による筋状雲が、収束雲のところでせき止められているような構図になっていることに注目してほしい。図5によれば、北海道の内陸部に形成された高気圧から吹き出す弱い東風が、季節風を押しとどめていると見ることもできそうだ。
冬型の気圧配置でも、夜間に北海道の内陸部で風が弱まり、雲の少ない領域ができると、放射冷却の効果により、地上気温は急速に下がっていく。気温が下がると、そこは周囲より気圧が高くなる。このようにして、冬季の北海道の内陸部には、局地的な高気圧ができやすい。図4において、北海道付近で、1012ヘクトパスカルと1016ヘクトパスカルの等圧線の間隔が開いているのはそのためである。
北海道の内陸部に高気圧ができると、そこから低温の空気が周囲に流れ出す。その風が、北海道の日本海側では、東風や南東の風になる。そして、沖合で北西の季節風とぶつかる。いや、ぶつかるというより、北西の季節風にあらがい、季節風を押しとどめる。北西季節風は行く手をさえぎられ、上昇気流となって低温の空気の上に乗り上げ、そこに収束雲が形成される。
温水プール
天気図だけを見ていると気がつきにくいのだが、ほかにも重要なことがある。それは、海面水温である。図６は、2月の月平均海面水温図である。北海道の日本海側の沿岸海域には南から対馬暖流が流れ込んでおり、そこは海面水温が相対的に高くなっている。海面水温の等値線は、北海道西岸沖で北に凸の形をしており、その先端はサハリンとシベリアとに挟まれた間宮海峡にまで達している。一方、オホーツク海は低温で、摂氏－1度の等温線で縁取られた紫色の部分は海氷域にほぼ等しい。海水の凍る温度はおよそ摂氏－1.8度である。
図6を、風の気持ちになって考えてみてほしい。これは、風が接する地球表面の温度分布とみることができる。陸地の部分に等温線は描かれていないが、この季節の陸地は海面よりも低温である。そうすると、この季節の日本海北部は、低温の陸地に囲まれた温水プールのようになっている。
このようなわけで、冬季の北海道の西岸沖では、海面から大気へ熱と水蒸気の供給が常時盛んであり、そこは周囲より気圧が低くなりやすい。西高東低の気圧配置の中で、北海道西岸沖の気圧が局所的に下がると、そこは気圧の谷となって、北西の季節風がそこでせき止められる。要するに、収束が起こる。その結果、収束雲が形成される。この要因は、北海道の内陸部にできる高気圧によるせき止め効果と相まって、収束雲の発達を促す。
図6において、オホーツク海や間宮海峡の海氷域（摂氏－1度以下）は、陸地ではないが、海氷のない海面よりは低温であり、どちらかというと陸地の性質に近い。つまり、2月頃は、気象的には、シベリア、サハリン、北海道が海氷域を介して陸続きになっているとみなすことができる。そのように考えると、北海道はシベリア大陸から伸び出た半島の南端に位置することになる。
オホーツク海の海氷域と、サハリン、北海道を合わせて、「オホーツク大陸」と呼ぶ場合がある。オホーツク大陸の領域は、周囲より低温であり、高圧部になりやすい。2月頃、海氷域の発達によるオホーツク大陸の形成は、北海道内陸部における高気圧の形成を助長する。
石狩湾
札幌市の降雪を考える場合に、もう一つ重要なことは、地形の影響である。札幌市は石狩湾の奥に位置している。石狩湾は、北海道の日本海側にあって北西に開いている。湾の南側には積丹（しゃこたん）半島と後志地方の山々、東側には暑寒別岳（しょかんべつだけ）などの山々があり、それらは冬の季節風に対して障壁のような作用をする。すなわち、湾に吹き込んだ季節風は、両側の障壁（山岳）に挟まれて、収束を余儀なくされる。石狩湾では、その地形の特徴ゆえに収束が起こるのである。収束雲が石狩湾に形成されると、湾の奥に向かって発達しながら陸地に侵入する。収束雲の矛先は季節風の風向によって異なり、北西～北北西風の場合は札幌市、西北西風の場合は岩見沢市が大雪に見舞われることが多い。
収束雲によって札幌市で大雪が降る時は、札幌付近だけに収束雲がかかっており、数十キロメートルも離れれば快晴のことさえある。
おわりに
冬季、札幌市など北海道日本海側の気象予報においては、図3のような収束雲ができるかどうか、さらに、どの位置にできてどのような挙動を見せるかが重要なポイントになる。なぜならば、この収束雲は、大雪をもたらす第3の要因だからである。特に、約200万の人口を擁する札幌市では、降雪が都市機能に与える影響が大きいため、きめ細かい降雪予報が必須である。このため、気象台だけでなく、民間気象事業者やメディア各社が、気象情報サービスにしのぎを削っている。
冬後半の2月になると、季節風による大雪は降りづらくなるが、オホーツク海の流氷面積が拡大し、北海道内陸部に高気圧ができやすくなるため、収束雲による大雪のリスクは減少しない。
北海道の西岸沖にできる収束雲は、冬型の気圧配置の気圧の傾きの変化や、北海道の内陸部にできる高気圧の消長、上空の気圧の谷の接近・通過などによって位置や走向、強度を変える。
北海道の内陸部にできる局地的な高気圧は、地表気温の日変化に伴い消長を見せ、夜間から朝にかけて発達し、日中は弱まるのが普通である。それに伴い、収束雲も、夜間は明瞭になりながらゆっくり西進し、日中は形が崩れながら東へシフトすることが多い。図3の収束雲は、その後、東へ移動しながら形が崩れ、13時頃から札幌にかかったが、大雪にはならなかった。
参考文献
永沢義嗣（1995）：『天気図の散歩道』第14節，日本気象協会
