【衝撃】天気予報の理論的限界は129日先…なのに今届いているのは「14日」

なぜ「予報の限界」に答えが出せなかったのか

天気予報アプリを開いてみてください。だいたい10日先までは数字が並んでいると思います。11日目の欄はもうありません。あれは技術者の遠慮ではなく、そこから先の数字は、当てずっぽうと大差なくなるからです。

この「そこから先」の壁を、気象学では予報可能限界と呼びます。1960年代、気象学者のエドワード・ローレンツが「大気は初期の値をわずかに間違えるだけで、時間がたつにつれて答えが全然違う方向に転がってしまう」と示したのが出発点です。有名な「蝶がはばたくと竜巻が起きる」のたとえは、ここから生まれました。

ローレンツ以来、この「天井は何日か」を推定する方法は、初期値のズレがどれくらいの速さで大きくなるかを見るのが定番でした。ズレが「もうこれ以上は増えない」というところまで飽和した時点を、その予報の限界とみなすやり方です。

この方法で長らく言われてきたのが「だいたい2週間」でした。ただし、この推定には落とし穴があります。「ズレを追う」ためには、そもそもズレが定義できる程度に精度のいい予報モデルが要るのです。予報モデルの出来がそのまま推定値に響いてしまう。

今回の論文の著者、マイアミ大学のウェイ・ジャン博士はここに疑問を持ちました。彼の言葉です。

「実際にはやってみせられないのに、『とても長い予報も可能だ』とどうして言えるだろうか」

誤差を追わずに、大気を丸ごと計算した

ジャン博士のチームがとった別ルートは、大気そのものが持っているエネルギーの流れを計算する、というやり方でした。

地球の大気には、太陽から光子（こうし、光の粒）が絶え間なくぶつかっています。この光子は、量子力学の言うところの「本質的にちょっとだけランダム」なふるまいをします。だから、たとえ観測機器が魔法のように完璧でも、大気の状態にはどうしても消せないゆらぎが残る。

このゆらぎが、大気のエネルギーの流れに沿って伝わり、大きく育っていく速さを計算する。それが最終的に「大気全体を覆う大きさ」になった時点が、どんな観測機を使っても予報が届かない絶対的な壁だ——というのが今回の考え方です。

計算の結果、はじき出された天井が129日（誤差±7日）。約4か月先、というのがこの論文の答えです。

ここが意外①　いまの予報は理論値の9分の1で止まっている

FIGURE 01 / 距離

「今の実力」と「理論的な天井」の差

ここで並べておきたい数字があります。129日と、いまの予報が実用になる日数の差です。

実用として使える予報は、だいたい2週間（14日）まで。それより先は「なんとなくの傾向」しか出せません。129÷14で、その差はおよそ9倍あります。

言い換えると、いまの人類は、理論的にはできるはずのことのうち、まだ1割強しか実現できていないことになります。

論文はさらに具体的に、「今の5日予報を、精度を保ったままあと62日ぶん伸ばす余地がある」と書いています。もしそこまで届けば、いまの週間予報の中身が、2か月予報のところまで届くという計算です。

ここが意外②　129日の中身は「全部よく当たる」ではない

ここでよくある誤解を先に片づけておきます。「129日先まで予報が届く」は、「129日先の火曜日が晴れか雨か言い当てる」という意味ではありません。

論文はこの129日を、大きく3つに分けて説明しています。

• 「よく当たる」ゾーン（現在の実力で約14日、理論的にはもっと伸ばせる）
• 「役立つ手がかりが出る」ゾーン（伸ばして最長62日ぶん）
• 「限界すれすれのぼんやりした予兆」ゾーン（そこから129日まで）

129日という数字は、この3番目——「もう限界ぎりぎり、当てられるかどうかというところ」までの理論的な上限です。「いまの週間予報と同じ感覚」で使える範囲ではありません。

FIGURE 02 / 内訳

129日の中身は3段階に分かれる

129日先の火曜日を言い当てることではありません。 ※ 論文が示した内訳の要点。数値は本文の記述による

この数字の正しい読み方

ここがこの記事の心臓部です。「129日」を、そのまま「もうすぐ天気予報が4か月先まで当たる」と読んではいけません。

まず、この計算には強い前提があります。 論文は「大気の初期状態を完璧に把握できていて」「大気の物理法則が正確に分かっていて」「計算機に丸め誤差もない」という、現実にはあり得ない理想状態で計算しています。地球上のありとあらゆる場所の温度・湿度・風を、量子ゆらぎの直前まで完璧に測るのは、そもそも物理的に不可能です。

次に、著者たちは「独立検証はまだこれから」と書いています。 つまり、別の研究チームが、別の方法で計算して同じ答えが出るかどうかは、これから確かめる段階です。「これで129日で決着した」ではなく「129日という新しい候補が出た」というのが今の位置です。

そして、「129日先の火曜日は晴れ」と言う話ではない。 前の節に書いたとおり、この129日には「よく当たるゾーン」「手がかりが出るゾーン」「予兆しか出ないゾーン」の3段階が含まれています。伸びるのは主に「予兆」の帯です。

最後に、この理論と「実用のスキル」の間には長い距離があります。 129日の天井があるからといって、明日の予報が129日ぶんまで届くわけではありません。実用のスキルはまだ14日で頭打ちで、そこから62日ぶんの余白を埋めるだけでも、観測網とスパコンの両方に大きな投資が要ります。

「4か月先の天気が分かる時代がすぐ来る」というニュースの読み方は、この論文の主張とは違います。

ジャン博士自身が言うのは、そういう楽観論ではなく、こちらです——「これで、予報の科学がめざしていい上限がはっきりした。目的地の座標が決まった、という意味は大きい」。地図の上で「あと何合目まで登れるはず」という線が引かれた、という話です。登り切ったわけではありません。

世の中の動き

「初期値のわずかな違いが、時間とともに大きな違いに育っていく」というカオス理論の話は、ネットでは主に蝶と竜巻の比喩のかたちで流通しています。日常でも聞いたことのある概念だと思います。

ただ、この比喩は「予報はどうせ当たらない」という話に受け取られがちです。今回の論文が言っているのはむしろ逆で、「バタフライ効果があるにしても、そこには理論的な限界日数があり、その数字が計算できる」というものです。悲観論を、数字に置き換えた研究と読むほうが近い。

まとめ

• マイアミ大学のチームが、天気予報の理論的な限界を新しい方法で計算した
• 答えは 129日（±7日）。従来言われていた「2週間」より、はるかに長い
• ただし現在の予報スキルは14日で頭打ち。理論値との差は約9倍ある
• 129日の中には「よく当たる」「手がかり」「予兆」の3段階が含まれる
• 計算には「初期値が完璧」という理想条件が入っており、独立検証はこれから