K165. 東京都心部を代表する気温

著者：近藤純正・菅原広史
東京都心部のヒートアイランド分布を調べるとき、都心部を代表する気温が必要となる。この目的から、東京白金台の森林公園「自然教育園」の樹冠上の気温（高度19ｍ）を基準として、東京の旧大手町露場、北の丸露場（東京の新露場： 2014年12月2日以後）、府中アメダス、及びママ下湧水公園（臨時観測所）の気温を比較した。

この結果に、以前に行った2015年4月～9月の広い芝地（新宿御苑広場、代々木公園中央広場、明治神宮境内の北広場、北の丸公園広場、大手町気象庁の南側のお濠端）と大手町露場の気温差の観測結果を考慮すると、自然教育園の樹冠上の地上高度19ｍの気温は東京都心部を代表する基準値とすることができる。ただし、4月～9月の晴天日正午前後の平均気温は広い芝地より0.2℃低温である。（完成：2018年5月18日）

本ホームページに掲載の内容は著作物である。内容（新しい結果や方法、アイデアなど）の参考・利用に際しては”近藤純正ホームページ”からの引用であることを明記のこと。

更新の記録
2018年5月6日：素案の作成
2018年5月10日：備考1を追記
2018年5月18日：細部に微小加筆

目次 165.1　はじめに 165.2　観測 165.3　月平均気温の比較 165.4　気温日変化（月平均） 165.5 気温日変化（晴天日）（1）都心部を代表する基準気温（2）晴天日の日変化平均グラフ（3）日中の南風日の日変化平均グラフまとめ参考文献

大手町の気温データ
大手町の旧露場の気温は気象庁観測部の提供による。

165.1 はじめに

地域を代表する気温は、日当たりがよく風通しのよい広い芝地上の気温とされている。しかし、近年は観測所の露場の風通しが悪化し「日だまり効果」によって日中の気温は高温に、夜間はやや低温ぎみに、日平均気温は高めに観測されるところもでてきた。

東京の都市化による年平均気温は、1910～1925年を基準とすれば、2000年時点で1.96℃の上昇である（地球温暖化量0.67℃/１00年を除く）。これは大手町の旧露場における値である（近藤、2012）。

東京の気温観測点は大手町から2014年12月2日に北の丸公園の林内の狭い開空間へ移転し、平均気温、最高気温、最低気温が不連続的に変わった。年平均気温は0.7℃ほど低くなり、３月～４月の晴天日の最高気温は1℃ほど高めになった（「K54.日だまり効果と気温：東京新露場」；「K101.森林公園内の気温－北の丸公園と自然教育園」）。

都心部におけるヒートアイランドの水平分布を調べる場合、基準となる気温が必要となる。大雨後の晴天日の密な林内など特殊な場合を除けば、地域内の気温差は±１℃の範囲内に入る。それゆえ、基準の気温は少なくとも±0.2℃ 程度以内の観測精度が必要となる。

都心部を代表する広い芝地の気温と大手町露場の気温を比較した表165.1によれば、4月～9月の晴天日の正午前後（10時ころから15時ころまでの晴天の時間帯）では、大手町は広芝地に比べて0.35℃の高温であった。この昇温量 0.35℃は、露場周辺の舗装効果による昇温量0.25℃に近い（「K157.日だまり効果、アーケード街と並木道の気温（まとめ）」）。

表165.1　東京都心部の広芝地を基準とした大手町露場の気温差
「K116.東京都心部の代表気温―大手町露場の代表性（完結報）」から抜粋、大手町の気温は放射影響による誤差を補正してある。ただし、最下段の全平均（未補正）は気象庁観測値を用いたときの気温差である。
大手町と広芝地の比較

大手町露場の気温は、日中は0.35℃ほど高めながら都心部をほぼ代表できていた。しかし、観測は2018年3月21日で終了した。そのため、それに代わる基準値を知りたい。

本論では、東京白金台の自然教育園の樹冠上の気温（高度19ｍ）、東京の旧大手町露場、北の丸露場（東京の2014年12月2日からの新しい観測露場）、府中アメダス、及びママ下湧水公園に設置した臨時観測所の気温を比較した。その結果、自然教育園の樹冠上の気温は都心部の基準値となることがわかった。

今後、この気温の基準値をもとに、都心部のヒートアイランド分布の研究を行うことができる。すでに平塚市や仙台市の市街部において、観測が行われたが、これらは、従来と異なる観点から行う都市気象の研究である（「K157.日だまり効果、アーケード街と並木道の気温（まとめ）」）。

165.2　観測

観測塔
東京白金台（ＪＲ山手線目黒駅の東500ｍ）の国立科学博物館附属自然教育園に高さ20ｍの観測塔がある。園内と観測塔の位置などの詳細は近藤・菅原・内藤（2017）、または「K141.自然教育園の林内気温の特徴」に説明されている。

気温の観測は高度19.0ｍ、15.6ｍ、および1.5ｍの3高度で行った。高度1.5ｍの気温計は、塔の下の観測小屋の影響がないように塔の南20ｍの地点に設置した。観測塔周辺の樹木の平均的な高さは14ｍである（直近で16ｍの樹木もある）。

気温計
気温の観測では近藤式精密通風気温計（「K126.高精度通風式気温計の市販化」）、および、その原型となる手製品を用いた。

センサーは白金抵抗体のPt1000オーム、受感部の直径は2.3ｍｍである。気温のサンプリングは10分間隔である。気温観測用の通風筒のファンモータの電源は12ボルトであり、ＡＣ100ボルトの電源にＡＣアダプターを接続して 12ボルトとした。

気象庁気温計に及ぼす放射影響の誤差
気象庁の観測所で用いられている通風式気温計は、放射影響により晴天日中は最大0.3～0.4℃ほど高温に観測される。筆者らの観測との比較では、この放射影響による誤差を補正した値を用いる。補正しない場合は、未補正であることを明記する。

165.3　月平均気温の比較

全体的な傾向を知るために、月平均気温の季節変化を図165.1と表165.2に示した。参考のために、表には都心部の周辺を代表する府中アメダス（東京農工大学の広い農場）と国立市ママ下湧水公園の気温も含めてある（「K140.国立市ママ下湧水公園の気温、８～12月」、および2月までの観測を追加）。

気温変化の特徴を見やすくするために、自然教育園の高度19ｍの気温を基準とした気温差も示してある。図の下段によれば、平均的に大手町は0.1～0.7℃前後の高温、北の丸は0～－0.7℃前後の低温傾向である。表によれば、2016年 4月～2018年3月の2年間平均の年平均気温として大手町は0.40℃高温、北の丸は 0.22℃低温である（表の最下段）。

ママ下湧水公園と府中アメダスの平均気温はほとんど同じである。ただし、気象庁観測所の気温は未補正での比較である。雨天・曇天を含む月平均気温・年平均気温は、未補正でも誤差は0.05℃以内であろう。この結果から、ママ下湧水の年平均水温を利用した地球温暖化・環境変化の研究を行う場合、年平均気温は府中アメダスを利用することができる。

各地の月平均気温の季節変化

図165.1　月平均気温の季節変化、2016年4月～2018年3月。ただし、2018年 3月は21日までの平均値である。気象庁観測所（大手町、北の丸）の気温は放射影響の誤差未補正である。

表165.2　月平均気温の比較、表の左半分は月平均値、右半分は自然教育園の高度19ｍを基準とした気温差である。
気象庁観測所（大手町、北の丸、府中）の気温は放射影響の誤差未補正である。
各地の月平均気温の比較

東京の2017年8月は平年に比べて晴天日が少ない特異な月であった。そのため、 8月のみ2016年を代用して2017年の月平均気温の季節変化を次に掲げる図165.2 と表165.3に示した。

この図と表によれば、大手町は3月～10月に0.4～0.7℃の高温、北の丸は 11月～12月に0.6～0.7℃の低温である。

月平均気温差の季節変化

図165.2　月平均気温の季節変化（2017年、8月のみ2016年）。
ただし自然教育園19ｍ高度を基準値とした気温差で表してある。気象庁観測所（大手町、北の丸）の気温は未補正である。

表165.3　月平均気温（2017年、8月のみ2016年）。
気象庁観測所（大手町、北の丸）の気温は未補正である。
大手町と北の丸の気温差

表165.3には、日最低気温の発生頻度が高い2時～5時の3時間平均気温と、日最高気温の発生頻度が高い11時～14時の3時間平均気温と、自然教育園の高度19ｍの気温との気温差も示してある。

表の最下段の右端に示した4月～9月の正午前後（11～14時）平均の気温差＝0.76℃（大手町）、0.69℃（北の丸）である。後掲の表165.4に示す晴天日の気温差＝0.72℃（大手町）、0.87℃（北の丸）と比較すれば、大手町はほとんど同温で0.04℃の違いであるのに対し、北の丸は晴天日が0.18℃の高温である。

165.4　気温日変化（月平均）

図165.3～165.6はそれぞれ2月、5月、8月、11月の気温日変化である。前記したように2017年8月は天候の特異月のため、8月のみ2016年を示した。

大手町露場は、都市の観測所としては比較的に風通しがよく、自然教育園の高度19ｍとの気温差、および気温差の日変化幅が1日を通して小さいのに対して、北の丸露場は林内の開空間の風通し不良の場所に設置されており、気温差の日変化幅が1～2℃もある。つまり日中はより高温に夜間はより低温となり、気温日較差が大きい。

気温差の季節変化、2月

図165.3　自然教育園の高度19ｍを基準とした気温差の日変化、2月

気温差の季節変化、5月

図165.4　自然教育園の高度19ｍを基準とした気温差の日変化、5月

気温差の季節変化、8月

図165.5　自然教育園の高度19ｍを基準とした気温差の日変化、8月

気温差の季節変化、11月

図165.6　自然教育園の高度19ｍを基準とした気温差の日変化、11月

備考１：森林内気温の特徴と林内の風通しの良否「見通し良好・不良」
観測地点の空間広さが十分に広い場合は「空間広さ」は定義しやすいが、森林内のような場合はその定義は難しくなる。そのかわり、林内では「木漏れ日率」と「見通し」のパラメータを用いる (「K121.空間広さと気温－”日だまり効果”のまとめ」)。

「木漏れ日率」とは林外の水平面日射量に対する林内の水平面日射量の比で定義する。
「見通し良好・不良」は目の高さ（≒気温観測の高さ）で水平方向の30ｍ以上の遠方まで見える場合を”良好”、半分以上の方位で30ｍ以内しか見通せない場合を”不良”と定義する。境界値30ｍは、東京都内、つくば市内、平塚市内の多数の森林における気温の振舞いから決めた値である。

次の「林床の木漏れ日率と林内の見通し（詳細）」をクリックして参照し、ブラウザの「戻る」を押してもどってください。

林床の木漏れ日率と林内の見通し（詳細）

165.5　気温日変化（晴天日平均）

（1）都心部を代表する基準気温
日照時間が8時間以上の日を「晴天日」とする。晴天日は気温日較差が大きいので、気温日変化の特徴がよくわかる。

2015年に行った延べ35回の晴天日中の観測によれば、北の丸公園の高度35ｍの風向が南寄りの日と北～北東の日で、広芝地を基準としたときの大手町の気温差に次の違いがみられた（「K116.東京都心部の代表気温－大手町露場の代表性（完結報）」の表116.3）。

広芝地を基準とした気温差：
南寄りの風の日（26回）の気温差＝0.30℃±0.16℃
北～北東風の日（9回）の気温差＝0.52℃±0.23℃
両方を含む35回の平均の気温差＝0.35℃±0.23℃

この違いは、南寄りの風に対し露場は風通し良好、北～北東風に対し風通し不良によると考えた。しかし、観測回数が少ないので、本論の観測数の多いデータから再検討してみよう。ただし、本論では広芝地との比較ではなく、森林公園の樹冠上の気温と大手町の気温との比較である。

次の図165.7と表165.4は自然教育園の高度19ｍ（樹冠上）を基準としたときの大手町露場と北の丸露場の気温差について、日最低気温の発生頻度の高い 2時～5時（3時間）平均値と日最高気温の発生頻度の高い11時～14時（3時間）平均値の季節変化を示している。

晴天日昼夜の気温差季節変化

図165.7　晴天日の夜間（2～5時平均）と正午前後（11～14時平均）の気温差の季節変化（2017年ただし8月は2016年）。
気象庁観測所（大手町、北の丸）の気温は未補正である。
上：晴天日全日
下：日中の南寄り風晴天日（2月のプロットは1～3月平均、11月のプロットは 10～12月平均）

表165.4　晴天日の日平均気温、および夜間（2～5時平均）と正午前後（11～14時平均）の気温と気温差の月平均値の表。
略称「自然」は自然教育園の高度19ｍの気温を意味する。気象庁観測所（大手町、北の丸）の気温は未補正である。
上半分の表：晴天日平均
下半分の表：日中の南寄り風晴天日の平均

表165.4の上半分の表と下半分の表、それぞれの最下段の右端に示された4月～9月における、11時～14時平均の気温差＝0.72℃（大手町、晴天日61日間の平均）、0.70℃（大手町、南寄り風晴天日50日間の平均）である。気象庁気温計の通風筒に及ぼす晴天日中の放射影響その他の誤差（誤差の平均＝0.14℃：表165.1を参照）を補正すれば、気温差はそれぞれ0.58℃、0.56℃となる。

前記の0.35℃との違いは、
0.58－0.35＝0.23℃（大手町、晴天日61日間の平均）
0.56－0.35＝0.21℃（大手町、南寄り風晴天日50日間の平均）

0.23℃と0.21℃は近似的に同じとし、風向による気温差に大きな違いは認められない。

そこで、晴天日の0.23℃と0.21℃の平均値0.22℃について考察する。
今回得られた0.22℃は：
（広芝地基準の気温差）－（自然教育園19ｍ高度基準の気温差）＝0.22℃
つまり、
（広芝地の気温）－（自然教育園19ｍ高度の気温）＝0.22℃
を意味する。

0.22℃の違いは無視してもよいが、少し気になる大きさでもある。

自然教育園の樹冠上が0.22℃低温である理由として次のことが考えられる。
（1）自然教育園の樹冠上は広芝地に比べて空間広さが広く「日だまり効果」による昇温量が小さい。
（2）自然教育園の19ｍ高度の標高＝28ｍ＋19ｍ＝47ｍに対し、広芝地の平均標高＝31ｍ（北の丸広芝地：22ｍ、明治神宮北広場：33ｍ、代々木公園中央広場：35ｍ、新宿御苑広芝地：34ｍ）に比べて高い。
（3）実効的地表面の「芝面」と「森林樹冠面」の粗度面としての空気力学的・熱的な違い。

次に、図165.7から分かる大きな特徴は、北の丸露場の2時～5時（青点線）の気温差が－1℃前後の低温、つまり森林公園内の風通し不良な所では夜間の気温が下がりやすいからである。

（2）晴天日の日変化平均グラフ
次に、1日の全時間にわたる気温の日変化をグラフから見てみよう。図165.8～165.11はそれぞれ2月、5月、8月（2016年）、11月の晴天日における気温の日変化である。

曇天・雨天を含む毎日平均の気温日変化（図165.3～165.6）と比べてプロットのバラツキが大きいのは、基準点の自然教育園との距離が約6.5ｋｍ（大手町、北の丸）離れており、晴天日の日数が30日より少ないことによる。それゆえ、1～2時間の短時間変動は無視して日変化の特徴を見ることにしよう。

北の丸（赤印）の晴天日は、どの月も自然教育園の高度19ｍを基準とする気温差の日変化幅は2℃前後もあり、風通し不良な林内開空間では最高気温が1℃ほど高めに、最低気温が1℃ほど低めに観測される。

他方の大手町の気温差は、＋0.5℃を中心として±0.5℃の範囲内にある。

晴天日日変化、2月

図165.8　晴天日の気温差の日変化、2月

晴天日日変化、5月

図165.9　晴天日の気温差の日変化、5月

晴天日日変化、8月

図165.10　晴天日の気温差の日変化、8月

晴天日日変化、11月

図165.11　晴天日の気温差の日変化、11月

（3）日中の南風晴天日の日変化平均グラフ
次に示す図165.12～165.19は2017年における日中の風向が南寄りの晴天日における気温差の日変化である。ただし、前記と同じ理由で8月のみ2016年である。気温差は自然教育園の高度19ｍを基準とした値である。南寄り風の晴天日が少ない1～3月と10～12月は3か月をまとめた平均値を描いてある。

全体を見比べたところ、前項（2）晴天日の日変化平均グラフと比べて大きな違いはない。

南風晴天日日変化、1～3月

図165.12　南寄り風の晴天日の気温差の日変化、1～3月平均

南風晴天日日変化、4月

図165.13　南寄り風の晴天日の気温差の日変化、4月平均

南風晴天日日変化、5月

図165.14　南寄り風の晴天日の気温差の日変化、5月平均

南風晴天日日変化、6月

図165.15　南寄り風の晴天日の気温差の日変化、6月平均

南風晴天日日変化、7月

図165.16　南寄り風の晴天日の気温差の日変化、7月平均

南風晴天日日変化、8月

図165.17　南寄り風の晴天日の気温差の日変化、8月平均

南風晴天日日変化、9月

図165.18　南寄り風の晴天日の気温差の日変化、9月平均

南風晴天日日変化、10～12月

図165.19　南寄り風の晴天日の気温差の日変化、10～12月平均

まとめ

東京白金台の国立科学博物館附属の自然教育園の高度19ｍで観測した気温（樹冠上の気温）を基準として、東京の旧大手町露場、北の丸露場、その他の気温を比較した。以前に行った広芝地（新宿御苑広場、代々木公園中央広場、明治神宮境内の北広場、北の丸公園広場、大手町気象庁の南側のお濠端）と大手町の気温差の観測を考慮すると、次の結果が得られた。

（1）自然教育園の樹冠上の地上高度19ｍの気温は東京都心部を代表する基準値とすることができる。ただし、4月～9月の晴天日正午前後の平均気温は広い芝地より0.2℃低温である。

（2）北の丸露場の年平均気温は旧大手町露場に比べて0.62℃低い（表165.2）。

（3）晴天日の北の丸露場の気温は、都心部基準値に比べて日中は0.6～0.7℃ （11～12月）から0.9～1.4℃（2～5月）の高温、逆に夜間は0.4～1.3℃の低温で、気温日較差が大きい。

（４）国立市のママ下湧水の年平均水温を利用した地球温暖化・環境変化の研究を行う場合、気温は府中アメダスを利用することができる。

参考文献

近藤純正、2012：日本の都市における熱汚染量の経年変化．気象研究ノート、 224号、25-56.

近藤純正・菅原広史・内藤玄一，2017．自然教育園内の林内気温の特徴．自然教育園報告，第48号，1-15.

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