歴史的なカナダの気象データの文字起こし

過去の天気が今日も重要な理由

気候変動を考えるとき、多くの人は衛星やスーパーコンピュータ、最新の気象観測所を思い浮かべます。しかし、何世紀にもわたる気候の変化を正しく理解するには、科学者はもっと遠い過去――インクと紙、日々の丹念な記録が残る世界――にさかのぼる必要があります。本研究は、現在のカナダに相当する地域で1768年から1884年にわたって記録された約200万件の手書き気象観測を、コンピュータが読み取り気候モデルで利用できるデジタルデータへと注意深く変換した経緯を説明します。

古い紙記録に隠れた天気情報

国の気象機関が存在する以前、軍の士官、医師、教師、その他の志願者たちが英領北アメリカ各地で日々の天候を詳しく書き残していました。彼らの手帖や既製の記録用紙は、カナダではなく米国や英国のアーカイブに収められることが多くありました。NORTHERNプロジェクト（Nineteenth-century Overseas Records Transcribed for Historical Environmental Reconstruction in the North）は、こうした散逸した記録を探し出し救出することを目的に立ち上げられました。主に米英のアーカイブで撮影されたマイクロフィルムのページを対象に作業を行い、チームは大西洋岸の港から北西の交易所のような人里離れた地点まで、観測者が3〜20種類の気象変数をしばしば1日に複数回記録していた46地点を特定しました。これらの記録には気温や気圧だけでなく、嵐、洪水、氷の割れ始め、火災など日常生活を形作った出来事も含まれています。

手書きの文字をデータに変える

これらの情報を救出するには、古いページをスキャンするだけでは不十分でした。チームは、気象台帳のデジタル画像を表示し、数値を構造化されたデータベースに直接入力できる専用のウェブベース文字起こしシステムを構築しました。さまざまな種類の用紙やページレイアウトを目録化し、デジタル入力画面が元の表を模して表示されるようにしたのです。誤入力を減らすために、ボランティアは雲の種類や風向を制御メニューから選択し、気温や気圧などの数値は自由記述ボックスで扱いました。各画像ファイルには観測所、日付、観測者、保管アーカイブと結び付く慎重に設計された名前が付けられ、どんなデジタル値も特定のページの特定の行に追跡できるようにしました。

数値の洗浄と検証

これらの観測は古い器具や観測者ごとの習慣で行われていたため、生の数値をそのままコピーして使うことはできませんでした。研究者たちは、文字起こしされたデータに対して複数段階の品質チェックを実施しました。まず専門家がデータベース表をページ画像と視覚的に比較し、欠測日や小数点の位置の誤りなど明らかなミスを検出しました。次に、コンピュータプログラムが不可能または疑わしい値――合理的な範囲を大きく外れた気温や観測者が想定していた尺度を超える風力など――を検出しました。分数や省略記号、先頭のゼロの欠落がある場合はソフトウェアが変換・修正を行い、すべての変更を記録しました。さらに関連する測定値同士を照合し、例えば最低気温は最高気温より低いはずだとか、補正後の気圧は通常生の観測所気圧より高いはずだといった整合性を確認しました。それでも異常に見える値は消去せずフラグを付けて残し、記録の誠実さを保ちました。

旧単位と現代基準の橋渡し

もう一つの大きな課題は、19世紀の観測者が現代の単位で考えていなかったことです。彼らは気圧を水銀インチで、気温を華氏で、雲量を十分率の10分法で、風は記述的な尺度や速度、場合によっては板にかかる力（ポンド）で記録していました。これらの記録を現代の気象データと比較可能にするために、チームは歴史的な取扱説明書や現代の変換ライブラリを参照して、摂氏、ヘクトパスカル、メートル毎秒などの国際基準に変換しました。「フレッシュブリーズ（やや強い風）」の正確な強さや天気所見の表現のように完全に翻訳できない細部については、無理に分類するのではなく、慎重に符号化された近似値として保存しています。

何世紀にもわたるカナダの天候を写す新しい窓

この取り組みの最終成果は、米国国立環境情報センター（NCEI）で公開されているデータセットです。これには1768年から1884年にかけて現在のカナダ領域の広範囲で記録された日内レベルの気温、気圧、風、雲量、湿度、降水、気象記述ノートが含まれます。これらのデータは、昔の熱波や寒波、暴風などの極値事象を研究するのに役立ち、現代の物理ベースのモデルを用いて過去の天候パターンを再構築するグローバルな「再解析」プロジェクトにも供給されます。専門外の人にとっても、このプロジェクトは、脆弱で忘れられた手帖がどのようにして我々の気候が三世紀にわたりどう変動してきたか、そして今日の変化がカナダの気候史全体とどう比較されるかを理解する強力な道具に変わり得るかを示しています。

引用: Slonosky, V., Black, R., Podolsky, L. et al. Transcribing historical Canadian weather data. Sci Data 13, 678 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-025-06036-y

キーワード: 歴史的気象データ, カナダの気候, データ救出, 気候の極値, 気象アーカイブ