第３章 ヒートアイランド現象の実態に関するデータ解析 ３．１ 既存の気象データの概要 気 象 庁 で の 気 象 観 測 や 、 環 境 庁 及 び 地 方 自 治 体 で の 大 気 汚 染 観 測 時 に お け る 気 象観測データ等の概要をまとめると以下のようになる。 (1) 気象庁における主な観測項目 気 象 庁 は 気 象 官 署 で 行 う 地 上 気 象 観 測 や ア メ ダ ス に よ る 観 測 は も と よ り 、 気 象 衛 星 に よ る 宇 宙 か ら の 観 測 、 レ ー ウ ィ ン ゾ ン デ 等 に よ る 高 層 の 観 測 、 気 象 レ ー ダ ー に よ る 観 測、海洋気象観測船や海洋気象ブイロボットに よる海洋の観測などを行っている。 ① 地上気象観測 全 国 154か 所 の 気 象 台 や 測 候 所 な ど で 気 圧 、 気 温 、 風 向 ・ 風 速 、 降 水 量 、 雲 、 視 程 な ど の 観 測 を 行 っ て い る 。 雲 や 視 程 は 人 が 観 測 し 、 そ の 他 に つ い て は 、 気 圧 計 、 温 度 計 、 雨 量 計 、 風 向 風 速 計 な ど に よ り 構 成 さ れ る 地 上 気 象 観 測 装 置 を 用 い て 自 動 的 に 観 測している。 ② 地域気象観測（アメダス）
アメダ ス と は、 地域 気 象 観測 シ ス テム (Automated Meteorological Data Acquisition System） の 略 称 で 、 全 国 約 1,300か所 （約 17km間 隔） に 設 置 した 無人 の 観 測 所 で、 降 水 量などを自動的に観測するシステムである。 1,300か 所 の 観 測 点 の う ち 、 約 840か 所 （ 約 21km間 隔 ） で は 降 水 量 、 風 向 ・ 風 速 、 気 温 、 日 照 時 間 を 観 測 し て い る ほ か 、 豪 雪 地 帯 の 約 200か 所 で は 積 雪 の 深 さ も 観 測 し て い る 。 こ れ ら の 観 測 デ ー タ は 東 京 の 地 域 気 象 観 測 セ ン タ ー に 集 め ら れ 、 自 動 編 集 処 理 された後、各地の気象台などに配信されている。 ③ 人工衛星による気象観測 気 象 衛 星 は 地 上 か ら の 観 測 が 困 難 な 海 洋 や 砂 漠 地 帯 な ど を 含 む 、 き わ め て 広 い 地 域の雲や水蒸気分布などをほぼ同時に一様な精度で観測することができる。 日 本 を は じ め と す る 各 国 は 、 Ｗ Ｍ Ｏ （ 世 界 気 象 機 関 ） の 世 界 気 象 監 視 （ Ｗ Ｗ Ｗ ） 計 画 の 一 環 と し て 、 ５個 の 静 止 気 象 衛 星 と 数 個 の 極 軌 道 気 象 衛 星 から な る世 界 気 象 衛 星 観 測網を展開している。 ④ 高層気象観測 高 層気 象 観測 は、 全 国 18か 所の 気象 台 や 測候 所 お よ び５ 隻 の 海洋 気 象 観測 船 に お い て 、 レ ー ウ ィ ンゾ ンデ と 呼 ば れ る 観 測 機 器 を 用 い て 観 測 を 行 っ て い る。 レー ウ ィ ンゾン デ は 気 球 に つ る し て 飛 揚 し 、 高 度 約 30kmま で の 気 圧 、 気 温 、 湿 度 、 風 向 ・ 風 速 を 観 測 している。 ま た 、 気 象 ロ ケ ッ ト 観 測 所 （ 岩 手 県 三 陸 町 ） で は 、 観 測 機 器 を 搭 載 し た ロ ケ ッ トを 毎 週 １回打ち上げ、高度約60kmまでの気温、風向・ 風速などを観測している。
⑤ 気象レーダー観測 気 象 レ ー ダ ー 観 測 と は 、 ア ン テ ナ か ら 発 射 し た 電 波 の う ち 、 雨 粒 や 雪 片 に 当 た っ て 反 射 し てく る電 波 （エ コ ー ） を受 信す る こと に よ り、 降 水 の 強 さや 降 水域 の 広 が りな ど を リ ア ル タ イ ム に 把 握 す る も の で あ る 。 気 象 庁 は 19か 所 の 気 象 レ ー ダ ー で 全 国 の 降 水 状 況 を監視している。 ま た 、 海 洋 気 象 観 測 船 「 啓 風 丸 」 に は 、 船 舶 用 気 象 レ ー ダ ー を 搭 載 し 、 日 本 周 辺 の 海上レーダー観測を行っている。 (2) 環境庁、地方自治体における観測状況（大気環境の監視測定体制） 大 気 汚 染 物 質 の 常 時 監 視 は 、 環 境 基 準 の 達 成 状 況 の 把 握 、 大 気 汚 染 防 止 対 策 の 確 立の た めに は不 可 欠で あ り 、大 気 保全 行 政 の 基 盤を な す も の で あ り、 以 下 の よ うな体 制で実施されている。 ① 国設大気測定網 大 気 汚 染 の 様 態 を 全 国 的 な 視 野 で 把 握 す る と と も に 、 大 気 保 全 施 策 の 推 進 等 に 必 要 な 基 礎 資 料 を 得 る 目 的 で 、 国 設 大 気 環 境 測 定 所 及 び 国 設 自 動 車 交 通 環 境 測 定 所 が 設 置 さ れ て い る 。 こ れ ら の 国 設 大 気 測 定 所 に 国 設 酸 性 雨 測 定 所 を 加 え た 全 国 の 国 設大気測定網の配置を図3.1-1に示す。 ●国設大気環境測定所は、全国に 10カ所設置されている。 ● 国 設 自 動 車 交 通 環 境 測 定 所 はは 東 京 都 内 に ３カ 所 、 群 馬 県 前 橋 市 、 大 阪 府 四 条 畷市に設置されている。 ② 地方大気汚染監視体制 地 方 に お い て は 、 大 気 汚 染 防 止 法 に 基づ き 、都 道 府県 知 事及 び 政 令指 定 市 長が 大 気の汚染状況を常時監視測定している。 （一般環境大気測定局） 大 気 汚 染 防 止 法 (昭 43法 97)に 基 づ き 、 都 道 府 県 知 事 は 、 大 気 の 汚 染 の 状 況 を 常 時 監 視 し な け れ ば な ら な い 。こ の た め 設 置 さ れ る 測 定 局 の うち 、 住 宅地 な どの 一般 的 な 生 活 空 間 に お け る 大 気 汚 染 の 状 況 を 把 握 す る た め 設 置 さ れ た も の を 一 般 大 気 測 定 局 と い う 。 平 成 4年 度 に は 全 国 の 1614測 定 局 で 硫 黄 酸 化 物 、 窒 素 酸 化 物 等 の 物 質 に つ い て測定されている。 （自動車排出ガス測定局） 「 大 気 汚 染 防 止 法 」 (昭 43法 97)に 基 づ き 、 都 道 府 県 知 事 は 、 大 気 の 汚 染 の 状 況 を 常 時 監 視 しな け れ ば な ら な い 。 この た め 設 置 され る 測 定 局 の うち 、 道 路 周辺 に 配 置 された も の を 自 動車 排 出 ガ ス測 定 局 とい う。 平 成5年 度 は全国 の390測定 局で一 酸化炭素 、窒
３．２ 利用可能データの概要 前 節 の 各 種 デ ー タ の う ち 、 ヒ ー ト ア イ ラ ン ド 現 象 に 利 用 可 能 な デ ー タ と し て は 、 ア メ ダ ス観測値と大気測定局におけるデータの２つが考えられる。 3.2.1 アメダスデータの概要 ア メ ダ ス 観 測 年 報 は 、 観 測 地 点 約 1,300ヶ 所 の デ ー タ が 観 測 地 点 別 ・ 時 刻 別 、 日 別 で 、 こ の う ち 気 温 、 降 水 量 、 風 、 日 照 の ４ 要 素 は 、 約 800ヶ 所 、 降 水 量 の み は 約 500ヶ 所 が収録され、一般に提供されている。 （データ入手可能年次） ・1976～1978年 ・1979～1982年 ・1983～1986年 ・1987～1990年 ・1991～1994年 ・1995年 ・1996年 ・1997年 ・1998年 3.2.2 大気測定局データの概要 大 気測 定 局に お け る観 測 デー タ は 、 国立 環 境研 究 所 から環 境 デー タ ベ ー スフ ァ イル （ 磁気 テ ー プ、 Ｍ Ｏ） の形 式で 提 供 され てい る。 表 3.2-1に 大気環境 データファイル の概 要を示す。 光磁気ディスク（ＭＯ） ・大気環境時間値データファイル；国設局（昭和５１年度～平成８年度） ・大気環境月間値・年間値データファイル（昭和４５年度～平成７年度） ・大気測定局マスターファイル（平成８年度） 磁気テープ ・大気環境月間値・年間値データファイル（昭和４５年度～平成７年度）
３．３ データの集計方法 3.3.1 データ集計の目的 ア メ ダ ス デ ー タ 、 大 気 測 定 局 に よ る 気 象 デ ー タ を 用 い て 、 首 都 圏 に お い て 、 ヒ ー ト ア イ ラ ン ド 現 象 を 把 握 で き る か ど う か の 検 討 を 実 施 し た 。 特 に 、 大 気 測 定 局 デ ー タ に つ い て は 、 ヒ ー ト ア イ ラ ン ド に 関 連 す る 既 存 論 文 等 で も あ ま り 用 い ら れ て こ と が な い た め 、 ヒ ートアイランドの分析に用いることが出来るかどうか考察することを目的とした。 （データ解析項目） ・等温度分布図の作成 ・ヒートアイランド強度の評価（都心及び郊外の温度差の考察） 3.3.2 データの集計方法 (1) アメダスデータ 1996年 １ 月 か ら 12月 まで の アメ ダ ス 観 測 局 の 時 間 値 デ ー タ を 集 計 し た 。 表 3.3-1に 首 都圏 におけるアメダス観測局 を示す。１都県あたり約 15の 観測 地点があり、10km程度の 間 隔 で 観 測 が 行 わ れ て い る 。 ア メ ダ ス デ ー タ で は 、 観 測 地 点 の 密 度 が 低 い た め 、 都 心 と そ の 周 辺 で の 気 温 分 布 （ 等 温 度 線 ）な ど を 、求 め るのは 困 難で あ る と考 え られ る。 この ため、データの集計は、２つの観測ポイントの温度差の比較の集計のみ行った。 (2) 大気測定局データ 1996年 に お け る 大 気 観 測 時 間 値 デ ー タ フ ァ イ ル （ 関 東 ） 及 び 、 測 定 局 マ ス タ ー フ ァ イ ル （ 平 成 ８ 年 版 ） に 基 づ い て 集 計 を 行 っ た 。 図 3.3-1に 集 計 手 順 を 示 す 。 入 手 デ ー タ は、測定 局ごとにデータが集計 されているため、これを温 度分布等 の比 較を行い易い、 時間別データに変換し、温度分布図及び２測定局間の気温差の比較を行った。
大気測定局 大気測定局 時間値データ マスターファイル 大気測定局 大気測定局 時間別気温データ 座標データ (気温ﾃﾞｰﾀ抽出） ファイル データ変換・統合 プログラム ﾋｰﾄｱｲﾗﾝﾄﾞ解析用ﾃﾞｰﾀ 海岸線・行政界ﾃﾞｰﾀ ･測定局ごとのﾃﾞｰﾀ 時間別気温ﾃﾞｰﾀ 数値地図ﾃﾞｰﾀ を時間別ﾃﾞｰﾀに ファイル 変換、座標値統合 ﾃﾞｰﾀ表示・解析 表計算ソフト プログラム ･測定局同士の ･ﾃﾞｰﾀ集計 比較分析 等 ･等温度線分布 等温度線分布図 ヒートアイランド強度 （測定局間の温度差グラフ） 図3.3-1 大気観測局データ解析の手順
３．４ データ集計結果 3.4.1 アメダスデータの結果 図 3.4-2に 、 1996年 の ア メ ダ ス デ ー タ を 用 い て 、 都 心 と 郊 外 の 日 最 高 気 温 及 び 日 最 低 気 温 の 比 較 を 行 っ た グ ラ フ を 示 す 。 こ れ よ り 、 ４ 月 、 ２ 月 の 日 最 低 気 温 に 大 き な 差 が あり、ヒートアイランド現象が明確に認められる。 3.4.2 大気観測局データの結果 (1) 評価対象範囲 下図の示す範囲の大気測定局のデータを用いて評価を実施した。 図3.4-1 東京圏における大気観測局の分布（気温の測定を行っている測定局）
(2) 等温度線図 図 3.4-3～ 図 3.4-8に 大 気 測 定 局 の デ ー タ に よ る 首 都 圏 の 気 温 分 布 を 示 す 。 ４ 月 、 ８ 月 、 ２ 月 の 各 月 に つ い て 、 各 測 定 局 の １ 日 の 最 高 気 温 、 最 低 気 温 を １ ヶ 月 間 平 均 し た 値 の 気 温 分 布 を 示 し て い る 。 こ れ ら の 図 よ り 、 ４ 月 や ２ 月 の 最 低 気 温 の 分 布 に 、 都 市 の 高 温 域 が 明 確 に あ ら わ れ る 傾 向 が あ り 、 ア メ ダ ス デ ー タ に よ る 結 果 な ど と 同 じ 結 果 が 読 みとることができる。 (3) ヒートアイランド強度など 図 3.4-9～ 図 3.4-11に 、 都 心 の 測 定 局 （ 丸 の 内 ） と 郊 外 の 測 定 局 （ 福 生 、 東 大 和 、 片 倉 ） の １ ヶ 月 の 気 温 変 動 を 示 す 。 こ の 図 か ら も 、 都 心 と 郊 外 の 測 定 局 間 で は 、 最 高 気 温 にはあまり差がみられないものの、最低気温に大きく差があることが わかる。 図 3.4-12～ 図 3.4-14に 、 同 じ 測 定 局 に お い て 、 時 刻 別 の １ ヶ 月 間 の 平 均 気 温 を グ ラ フ に し た も の を 示 す 。 こ れ よ り 、 都 心 と 郊 外 と で は 、 明 け 方 近 く に 最 も 大 きな 温 度 差 が 発 生することがわかる。
3.4.3 結果考察 ア メ ダ ス デ ー タ や 大 気 測 定 局 の 気 象 デ ー タ を 集 計 す る こ と で 、 冬 期 、 中 間 期 の 最 低 気 温 に ヒ ー ト ア イ ラ ン ド 現 象 を 明 瞭 に 捉 え こ と が で き 、 こ れ ら の デ ー タ を 用 い て 、 ヒ ー ト ア イ ラ ン ド 現 象 の 検 討 を 実 施 し て い く こ と が 可 能 で あ る と 考 え ら れ る 。 た だ し 、 ア メ ダ ス 観 測 デ ー タ は 、 測 定 密 度 が 低 い た め 、 単 独 で 用 い る よ り 、 大 気 測 定 局 デ ー タ を 合 わ せ て 、 用 い て い く こと を 検 討 す る 必 要 が あ る。 ま た 、そ の 場 合 、 測定 条 件 など の 相違 を 明 確に する 必要がある。 今 回の 報 告 では 、 等 温度 分 布 と測 定 局 間の 気温 差 の 比 較 の み のとど ま った が、今 後 は 、 日 射 量 、 風 量 、 雨 量 な ど の 他 の 測 定 項 目 と の 相 関 な ど の 解 析 を 行 って い くこ とが 可 能であると思われる。解析方法としては、以下のようなものが考えられる。 ・日射、放射収支量、雨量、風速などとの相関 ・主成分分析による都心、郊外の気候の類型化 ・人口密度、排熱量分布などの社会的条件との相関 ３．５ ヒートアイランド現象の解明・対策に必要なデータベース 今 年 度 調 査 に よ っ て 、 ア メ ダ ス デ ー タ 、 大 気 測 定 局 の デ ー タ が 、 ヒー トア イ ランド 現 象 の 解 析に 用い る こと が で きるこ と が 明 確 に な った 。 今 後は 、 さら に 詳 細な 解 析 を進 めると と も に 、 こ れ ら の デ ー タ が 利 用 し 易 い よ う に 、 デ ー タ ベ ー ス 化 を 行 っ て い く 必 要 が あ る と 考 え ら れ る 。 デ ー タ ベ ー ス 化 し 、 他 の 研 究 者 な ど に も 利 用 し 易 い 形 で 提 供 す る こ と に よ り、研究者間の データの 共有などを進めることが 可能に なると思われる。 デ ー タ ベ ー ス に は 、 時 間 （ 日 時 ） 、 空 間 分 布 （ 測 定 局 の 指 定 ） 別 に 、 多 元 的 な 切 り 口 での データをすぐに引き出せるような機能を有することが必要である。 （データベースの納める項目） ・測定局データ（測定局名、測定局位置、測定項目など） ・気象データ（気温、雨量、日射量、放射収支量、風速など） （データベースに求められる要件） ・汎用性の高く、操作の容易なデータベースとする。 ・利用者のアクセス性を高める（インターネットの利用など）
