K31．室戸岬の地球温暖化量著者：近藤純正 31.1 はしがき 31.2 周辺環境の変化についての検討　　　風速　　　霧日数　　　気温日較差 31.3 観測方法の変更による年平均気温の補正 31.4 最高・最低気温の不連続（1972年）の検討要約文献

四国東部の南端・室戸岬の地球温暖化量について解析する。室戸岬では、年平均風速と年間の霧日数の経年変化がが小さく、地球温暖化など気候変動の監視に適していると判断される。
まず、１日の気温観測回数の時代変化による補正を行い、次いで1921年以前の気温は周辺９観測所平均値と接続し、さらに百葉箱内水銀温度計から通風式隔測電気抵抗線温度計（1972年以後）への切り替えに伴う補正を行った。その結果、1893～2006年の114年間の地球温暖化量は100年間当たり 0.67℃の上昇率であることがわかった。この約100年間の上昇率のうち、最近20年間の上昇率の寄与が大きく、 1980年前後の平均気温に比べて2000年前後は約0.8℃も高くなっている。
室戸岬では1972年の測器変更（百葉箱内温度計から通風式隔測電気温度計への切り替え）に伴って最高気温の不連続が顕著に現われている。この不連続は、これまで他の観測所では見られなかった傾向である。（2007年１月22日完成）

31.1 はしがき

これまでの解析によれば、日本の気象台・測候所のデータは都市化や陽だまり効果の影響を受けており、さらに観測法の変更もあるので、真の地球温暖化量を知るには、いずれの地点でも観測値に補正を施さなくてはならない。この章では、四国の室戸岬測候所における気温観測資料を用いて地球温暖化量を求めた。

室戸岬の環境
室戸岬測候所では1920年7月1日から百葉箱内で気温観測が開始された。
この観測所は標高185ｍにあり、周辺には人家はない。ほぼ南北にのびる岬の尾根にあり、測風塔からは東～南～西の眼下に太平洋が見える。

室戸岬測候所は「写真の記録」の「53. 高知と室戸岬の観測所」の後半に掲載されているように、気候変動監視目的の観測所として理想に近い環境にある。

気象官署経歴簿
データの予備解析の段階で、いろいろ疑問点が出てきた。 CD-rom の気象年報には気象観測所の経歴が簡単にしか掲載されていなく、また重要な事項が記録されていないので、室戸岬測候所の所長・佐山仁重さんに官署履歴簿を調べてもらい、補足すると次の通りである。

気温解析で重要なことのみを列挙する：
室戸岬の観測回数は、
1921～1952年：３回（６、14、22時）
1953～1990年：８回（３、６、９、12、18、21、24時）
1991年以降～：毎正時24回

1935年4月19日：庁舎新竣工事の間、仮移転
1936年5月17日：庁舎竣工に伴い移転
●1936年5月23日～8月17日：露場拡幅工事。その間、百葉箱などは構内北側に移設する。
後掲の図31.4を平均した図（本文では省略：室戸岬の気温と周辺観測所平均気温の差）から判断されるように、1936年前後の年平均気温に不連続の異常は認められない。

●1939年5月1日：百葉箱内の通風乾湿計による観測開始
「K23. 観測法変更による気温の不連続」の表23.3に示すように、百葉箱内での非通風と通風による年平均気温、年平均最高気温、年平均最低気温の差は0.1℃以下であるので、非通風から通風への切り替えに伴う補正は行わない。

●1972年5月1日：地上気象観測装置（通風式隔測電気抵抗温度計）による気温の観測開始
「K23. 観測法変更による気温の不連続」の表23.5に示すように、百葉箱内（非通風、通風共に）から隔測温度計への切り替えに伴い、年平均気温は平均的に0.10℃±0.06℃低下する。それゆえ、現在の観測値を基準にして、1972年までの年平均気温は0.10℃低く補正する。0.10℃の補正は12ヶ所15年間の平均値から得た値であり、 0.10℃には±0.06℃誤差が存在する。

次の31.2節では、観測所周辺の環境変化がなかったかどうかについて、年平均風速と年間霧日数、及び気温日較差の年平均値の経年変化から検討する。そして31.3節では、観測法の変更に伴う年平均気温の補正を行う。

注意：最高気温の不連続（1972年）
観測装置の切り替えにともなって、室戸岬では最高気温と最低気温、特に最高気温に大きな不連続が見られる。その詳細は最後の31.4節で検討する。

注意：通風乾湿計による観測開始年
気象庁の統計指針、または日本気候総覧下巻に記載された気温観測の変遷によれば、「気温の観測は昭和25年（1950年）から通風乾湿計の乾球すなわち通風した水銀温度計で気温を測ることになった」と記されている。しかし、上述のように、室戸岬測候所の官署履歴簿では、その約10年前から通風乾湿計による観測が開始されていることに注意のこと。

31.2 周辺環境の変化についての検討

多くの気象観測所では、近傍の環境変化にともない都市化や陽だまり効果によって年平均気温が上昇している。室戸岬測候所では近傍の環境変化がほとんど無視できるのだが、風速などからそれを確かめることにしよう。

風速
図31.1は1941年以後についての、年平均風速の経年変化である。プロットは生データであるので、理解を助けるために風速計に関する情報を次に示す。

1961年1月1日：風杯式4杯から3杯への変更
1961年8月1日：新測風塔の建設により風速計高度が30.7ｍから41.7ｍに変更
1983年2月4日：80型地上気象観測装置に更新
2000年2月9日：95型地上気象観測装置に更新

1961年8月以後の風速計高度は41.7ｍであり、風速値は露場から水平方向数百ｍ～数ｋｍ範囲（風速計高度の10～100倍程度）の周辺環境のパラメータとなる。この観点から図を眺めることにしよう。

室戸風速

図31.1　室戸岬における年平均風速の経年変化
赤線は長期的な変化傾向、発電式風速計は弱めに観測されることを考慮してある。

図31.1に入れた赤線は、風速の長期変化の傾向を示したものであり、 1968～1982年の発電式の風車型風速計が弱風で回転し難いという特性を考慮して描いてある。この特性はこれまで解析してきた他の全観測所においても見られる傾向である。

1960年代から2000年代にかけて風速が４％程度弱くなっているのは、周辺の数百ｍ～数ｋｍ範囲に生育する自然樹木の変化によるものなのか、広域風速の長期変動によるものなのか、判断は難しい。しかし４％の変化は、日本の他の気象官署における風速の弱化に比べれば、何処におけるよりも小さく、室戸岬が観測所としてよい環境にあることを意味している。

（注）　なお、1948年から1949年にかけての風速のジャンプは、 4杯風速計の回転数から風速へ換算する際に用いる係数の変更によって生じた単なる見かけのものと考えられる。
これと同じ1949年のジャンプは、函館海洋気象台における年平均風速の経年変化にも見える。詳細は「K22.函館気象台改築に伴う気温の不連続」の図22.3、及びその図のすぐ下の「備考」を参照のこと。

霧日数
図31.2は1930年以後の霧日数の経年変化である。これは「K21. 都市と田舎の霧日数長期変化」の図21.7（上図）に2006年のデータを追加したものである。

霧日数の経年変化は観測所周辺の数ｋｍ～数10ｋｍ程度の広域の環境変化を表すパラメータとみなすことができる。

室戸霧

図31.2　室戸岬における霧日数の経年変化
折れ線は5年間の移動平均。

他の観測所に比べて、室戸岬における長期にわたる霧日数の変化は小さい。詳しく見ると、1950年以前と最近の10年間の霧日数が少ない傾向にある。これは自然変動であるのかもしれない。

気温日較差
観測露場に関して、より広域の代表性を持つような配慮がされていない限り、気温は、観測高度が地上１～２ｍ程度であるので、露場のごく近傍の水平方向 10ｍ～数百ｍの環境パラメータとなる。

最高気温は百葉箱時代（1972年以前）に高温に観測されている。また、最低気温は１日の区切りの時刻（日界）の違いによる補正が必要であり、９時日界の時代（1953～1963年）は高めに観測されている。

最高気温については、「K23. 観測法変更による気温の不連続」の表23.4によれば、百葉箱時代の12地点の平均値として、

最高気温（補正済み）＝観測値－（0.20±0.14℃）、　1972年以前・・・・・（１）

最低気温の日界が9時の時代（1953～1963年）、「K23. 観測法変更による気温の不連続」の図23.1によれば、日界24時に比べて、室戸岬における気温日較差＝5.8℃に対して、

最低気温（補正済み）＝最低気温（日界９時の観測値）－0.20、1953～1963年・・・・・（２）
　ただし室戸岬の気温日較差＝5.8℃の場合

によって補正した。その結果を図31.3に示した。図（上）は気温日較差（毎日の最高気温と最低気温の差の年平均値）の経年変化であり、1970年代以後で0.7℃ほど小さくなっている。

室戸日較差

図31.3　室戸岬における経年変化
（上）気温日較差の年平均値、（中）日最高気温の年平均値、（下）日最低気温の年平均値。ただし最高気温については百葉箱から隔測に伴う補正を、最低気温については日界による違いを補正してある。

気温日較差の長期変化、特に1972年の不連続的減少の原因を探るために、図（中）に日最高気温の年平均値、（下）に日最低気温の年平均値を示した。
日最高気温の長期変化の傾向は後掲の図31.5（年平均気温の経年変化）に示す長期変化の傾向とよく似ているが、1990年以後の上昇は年平均気温の上昇傾向よりも弱い。

日最低気温の長期変化の傾向は年平均気温（図31.5）の傾向によく似ている。年平均気温及び最低気温の変化傾向に比べて、最高気温のそれが最近の 30年間で異なる原因は何か？

観測法の変更による最高・最低気温の不連続、特に最高気温の不連続は、これまで解析した他所では顕著でなく、見出し難かった。

この不連続の問題は最後の31.4節で検討することにして、本節の解析結果を要約すると、室戸岬測候所の近傍における環境変化は他の気象官署に比べれば小さいと判断できる。

31.3 観測方法の変更による年平均気温の補正

ここでは1日の観測回数の違いと、百葉箱内から隔測温度計への切り替えに伴う年平均気温の補正を行う。

室戸岬では3回観測が開設当初から1952年まで長期にわたる。

予備知識　気温の日変化パターンが仮に正弦関数で正確に表されるならば、1日に2回、あるいは3回の等間隔で観測すれば、その平均値が日平均気温となる。現実には正弦関数からずれるために、観測時刻の選び方によって、その平均は日平均気温よりも高温になったり、低温になったりする。

「K20. １日数回観測の平均と平均気温」の図20.1で示したように、例えば３回観測として観測時刻が 6時、14時、22時の場合、この平均値は真の日平均値よりも0.1～0.3℃ほど低温となる。すなわち統計的な補正量は＋0.1～＋0.3℃程度（経度、つまり南中時刻の関数）である。

(A) ３回観測の補正
「はしがき」で示したように、室戸岬の３回観測は1921～1952年であり、この32年間の年平均気温は、次式により補正した。

室戸岬の気温補正値(A)＝生データ＋0.08℃、　1921～1952年・・・・・・（３）

0.08℃は、室戸岬が岬であることと、経度＝東経134度10.8分を考慮し、「K20. １日数回観測の平均と平均気温」の図20.1（上の右）から得た値である。

（B) 1920年以前への接続
室戸岬では1921年以後のデータしかなく、それ以前についても気温を知りたい。その目的のために、年平均気温と周辺の多地点平均の気温の差を比較する。

室戸岬の周辺観測所として、まず、10観測所（高知、徳島、和歌山、多度津、松山、鹿児島、宮崎、大分、岡山、津）を選んだ。各観測所の年平均気温と10観測所平均との気温差について経年変化を図示する。

その図から、データの質を吟味（移転その他による不連続的データについての品質管理）する。

図31.4の上から2番目（徳島）の図において、1930年前後、徳島のデータ品質が悪いと判断できるので、以下では、10観測所から徳島を除く9観測所のデータを利用することにした。

室戸周辺の気温点検

図31.4　年平均気温（生データ）と周辺10観測所平均気温との差の経年変化
上から順番に高知、徳島、和歌山、多度津と10観測所平均気温との差。

この時代における９観測所は創設に近く、開けた場所に設置され、都市化の影響がほとんど無視できる。そこで、９観測所平均気温に室戸岬の気温の接続は次のようにして行った。

1921年～1949年の平均気温：
９観測所平均＝15.39℃
室戸岬の平均＝16.15℃
両者の気温差＝0.76℃

室戸岬の気温推定値（B)＝９観測所平均気温＋0.76℃、　1893～1920年・・・・・（４）

（C) 百葉箱内から隔測への切り替えに伴う補正
「K23. 観測法変更による気温の不連続」の表23.5 で示すように、百葉箱内の観測値（非通風、通風ともに）は1970年代以後の通風式隔測による気温に比べて、次式で示すように高めであった。

百葉箱内観測値－通風式隔測による観測値＝0.10±0.06℃

現在の通風式隔測による気温を基準とし、室戸岬における1972年以前の気温は次式によって補正した。

全補正済みの年平均気温＝式（３）および式（４）で補正した気温－ 0.1℃、　1893～1972年・・・・・（５）

1973年以後の年平均気温については、いずれの補正も施さない。

図31.5は、以上の(A)(B)(C)の順序で補正して得た、室戸岬における 1893年～2006年まで114年間の年平均気温の経年変化である。

室戸気温結合、補正済み

図31.5　室戸岬における年平均気温の経年変化
青線は3年移動平均、赤線は滑らかな長期変化の傾向を示す。

全体を直線近似で表すと、気温上昇率は100年間当たり0.67℃である。図から長期変化の傾向（赤線）をみると、1940年まで変動は小さいが、 1950～1960年頃は高温、1970年前後～1980年代半ばに低温時代があり、その後1990、2000年代にかけて急上昇している。

31.4 最高・最低気温の不連続（1972年）の検討

気温日較差の経年変化の図31.3（上）で気になったのは、これまでの他の観測所の解析で見えなかった1972年以後に気温日較差が不連続的に約0.7℃小さくなったことである。例えば、「K24. 伊豆石廊崎の樹木生長と気温上昇」の図24.1（石廊崎の気温日較差の経年変化）では観測法の変更による気温日較差の不連続は見出せない。

室戸岬におけるこの不連続は、観測法の変更によって生じた可能性がある。以下では、この問題について検討しよう。

1972年前後について、周辺観測所における最高気温と比較する。
図31.6は、室戸岬の最高気温と９観測所（高知、徳島、和歌山、津、多度津、松山、大分、宮崎、鹿児島）平均の最高気温との差である。

室戸最高と９地点との差

図31.6　室戸岬の最高気温と９観測所平均の最高気温の差の経年変化、
ただし未補正の生データによる。
図中の縦長四角印は、これら観測所における測器更新時期を示す。

図から明らかなように、室戸岬の最高気温が測器変更の1972年を境にしてダウンしている（小さくなっている）。最高気温の９観測所との差について前後15年間の平均値を求めると、

1956～1970年平均＝－0.92℃（ただし未補正値）
1975～1989年平均＝－1.72℃
最高気温ダウン量＝0.8℃（ただし未補正値）

1971年以前の百葉箱内では0.2℃高めに観測されていたこと（永年気候観測所における統計結果：式１）を考慮して補正すれば、

最高気温ダウン量＝0.6℃（補正済み）

が得られ、図31.3（上）で見られた1972年以後の気温日較差の減少量（約0.7℃）とほぼ一致する。このことから、1971年以前の室戸岬における最高気温は異常であったと推論する。

これは他の観測所における最高気温との比較から推論できたことで、1972年の観測法の変更にともなって生じた。同じ方法による最低気温の異常は、データのばらつきに比べて小さく、見出し難い。

そこで、室戸岬の最低気温と平均気温の差の経年変化を図31.7（上）に示した。ただし、最低気温の1953～1963年の日界9時観測による誤差は補正済みである。

室戸最高最低平均差

図31.7　室戸岬の最高・最低気温の経年変化
（上）最低気温と平均気温の差の年平均値、（下）最高気温と平均気温の差の年平均値。

平均気温を基準にすれば、観測法変更前の1971年までと、その後では最低気温は不連続的に0.2℃ほど上昇している。

図31.7（下）は最高気温と平均気温の差であり、最高気温も1971年までとその後では、逆に、不連続的に大きく約0.5℃の下降があった。

要約すると、観測法の変更前（非通風の時代）、最低気温は約0.2℃低めに、最高気温は約0.5℃高めに観測されていた。これは放射の影響を受けていた可能性がある。その結果、気温日較差が1972年以後小さくなったと理解できる（図31.3（上））。

この傾向は、他の観測所では顕著でなかったことであり、室戸岬固有のものかどうか、今後詳細な解析を続ける必要がある。

要約

室戸岬における長期的な気温変動について、１日の観測回数など観測法の変更による補正を行った。長期変動を直線近似したときの100年間当たりの気温上昇率は0.67℃であることがわかった。この上昇率のうち、最近20年間の上昇率の寄与が大きく、 1980年前後の平均気温に比べて2000年前後は約0.8℃も高くなっている。

解析途中で得られた100年間当たりの気温上昇率は次の通りである。
[1] 0.90℃・・・・・生データから、ただし1921～2006年
[2] 0.56℃・・・・・室戸岬に９観測所を接続、1893～2006年
[3] 0.67℃・・・・・全補正済み、1893～2006年

[1b] 0.94℃・・・・・[1]と同じ期間1921～2006年の全補正済みデータ

次に、室戸岬における風速の長期変化をみると2000年代は1960年代に比べて約4％減少している。これは他の気象観測所における減少傾向に比べてもっとも小さく、周辺環境の変化に伴うものなのか自然変動なのか判断は難しい。

年間の霧日数（1931年以後）の長期変化は少ないが、1940年代以前と最近の10年間はやや少ない傾向である。

1921年以後の気温日較差は、観測法の変更があった1972年代以後に約0.7℃も減少している。周辺観測所データとの比較により、この約0.7℃の減少は室戸岬における1972年以前の最高気温データが0.5℃ほど高めであり、最低気温のデータが0.2℃ほど低めであったことに起因する。

観測法の変更に伴う不連続を別にすれば、室戸岬の気温日較差（５℃前後）の変動は小さいものと考えられる。

総合して室戸岬においては、周辺環境を表すパラメータとなりうる風速、霧日数、気温日較差の長期変動は、他所における変動に比べて小さい。

注意すべきは、観測方法の変更（1972年）と関連して、室戸岬において最高・最低気温とくに最高気温が他の観測所と比べて異常に高温に観測されていたことである。この傾向は、他の観測所では顕著でなかったことであり、室戸岬固有のものかどうか、今後詳細な解析を続ける必要がある。

文献

高橋浩一郎（監修）、1983：日本気候総覧下巻、地域観測（アメダス）・高層観測編・解説編．東洋経済新聞社発行、pp.1060．

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