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WBGT の 連 続 観 測 と 地 表 面 ・ 高 さ に よ る 違 い村山

1.

貢司・＊登内道 彦 （ 気 象 業 務 支 援 セ ン タ ー ） ･丸 山

Table-2. Portable WBGT instrument WBGT-101

はじめに夏季の都市部を中心に熱中症が注目を集めており、環境省による熱中症

保博（京都電子工業㈱）

健指導ﾏ

ﾆｭｱﾙの刊行（http://www.env.go.jp/chemi/heat_stroke/manual.html）、国立環境研 究 所 に よ る 熱 中 症 予 防 情 報 の 試 験 提 供(http://www.nies.go.jp/wbgt/)などの取り組みがなされている。

Factor
WBGT
Dry bulb Temp.
Wet bulb Temp.
Humidity
Globe Temp.

Range
0-50 deg. C
0-50 deg. C
0-50 deg. C
10-90%
0-50 deg. C

Accuracy< 1.0 deg. C< 1.0 deg. C

Resolution
0.1 deg. C
0.1 deg. C< 3%< 1.0 deg. C

0.1 %0.1 deg. C

屋外における WBGT(Wet-bulb Globe Temperature) は、Yaglouと Minard1)が提唱(1957)し、暑熱環境下での兵士の体調管理を目的に開発された指標で、高温環境下での業務従事者の健康管理のため、各国で広く利用されており、表―１のような行動指針も提示されている。

さらに、WBGT 値などの地表面・高さなどによる違いを観測することを目的として、６月および７月下旬に、全国

WBGT＝0.7×Tw＋0.2×Tg＋0.1×Td(1)Where, Tw : The wet-bulb temperature (degree Celsius)

７箇所で WBGT の同時観測を行った（計測は、すべて京Tg : The globe temperature (degree Celsius)

都電子工業㈱WBGT-101 によTa : The dry-bulb temperature (degree Celsius)る）。

Table-1. A guideline to prevent heat strokes for athletes(Japan Athletic Association,,1994）
WBGT

Ta

Tw

（℃）

（℃）

（℃）

31<=

27<=35<=Dangerous

Cancel physical exercise

28<=

24<=

31<=

Warning

Stop active physicalexercise

25<=

21<=

28<=

Cautionneeds to take a rest

21<=

18<=

24<=

Note

<21

<18<24

Safe

Photo-1. 5inch globe temperatureneeds immediate supply ofwaterneeds occasional supply ofwater

Ta : Dry bulb temperature
Tw : Wet bulb Temperature
ただ、WBGT は一般での認知度が低く、感覚的に想像できない数値であり、また、地表面の違いなどによる WBGT 値の違いなどは、まだ明らかにされていない。

Photo-2. Portable WBGT-101

本研究では、まず、夏季の都市において、wbgt 値がどのような値をとるかを評価するため、5inch 黒球温度計（京都電子工業㈱ 標準黒球温度計）を用いて、黒球温度等の連続観測を、東京都千代田区（気２．夏季における WBGT・黒球温度の日変化

象業務支援センター屋上:2005.66-7.30)で実施した。なお、周囲の環2005 年6 月6 日から7 月30 日まで、気象業務支援センター屋上(写境条件を表す気温・湿度・日射量・風速などの資料は、隣接する気象真-1)において黒球温度を連続計測した。晴天日の観測値によると、庁の観測値（芝面上・強制通風型）を用いた。

WBGT 値は、午前９時から午後４時まで、２５度を超え、朝早い段

また、携帯型の観測機により観測される気温が、気象庁で観測され階から熱中症の危険が高い。また、最高値で見ると、午前９時から午る気温と比較して、どのような差があるかを、携帯型の WBGT 計（京後２時までの時間帯で３０度を超えており、気温が午後２時頃にピー

都電子工業㈱WBGT-101）を用いて、地表面温度などの条件を比較のクになるのに対して、午前中から値が高くなるのが特徴である。

ために観測した（機器の緒元は表－２のとおり、気温などは自然通風式）。

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３．WBGT の簡易な推定方法
Maximum and average value of WBGT(2005/6-7,at Tokyo）

WBGT（℃）
34次に、地表面の状態の違いによる黒球温度の観測値の違いを比較す

Dangerous
31

るため、2005 年 8 月から 10 月の期間、茨城県つくば市において、隣接する芝面上とアスファルト路面上で、黒球温度ほかの連続観測を行Warningなった(写真-3)
28

Caution25

time

226789101112131415161718

Fig.1 Maximum and average of WBGT in clear days(2005/7-8, at Tokyo)
なお、2002 年９月の九州技術事務所での観測データによると、夏の晴天日には、日射により、まず黒球温度が上昇し、続いて路面（地表面）温度、最後に気温が上昇するため、それぞれの温度のピークは、

Photo.3(a) Observation at Tsukuba(on the grass field)

黒球温度が昼頃、路面温度が１３時頃、気温は１４時頃となる。

WBGT etc (2002/9/24：at Kurume）

Temperature（℃）
50
Surfacetemp.(℃)

45

Dry-bulbtemp.(℃)

40

WBGT(℃)

35

Globetemp.(℃)

30252015Time

1078910111213141516

Fig.2 A change of WBGT and so on(2002/09/24,at Kurume)
Photo.3(b) Observation at Tsukuba(on the concrete road)
また、晴天日に観測された、黒球温度（Tg）と乾球温度（Ta）の差の日変化によると、地表面が充分温まらず、また、風の弱い午前中は、日射量の増加よりも早く黒球温度が高くなり、地表面が充分にTg-Taの比暖かくなった午後は、日射量が減少しても黒球温度は下がりにくい。

2.00
1.80
1.60

258-10am
10-12am
0-5pm
8-10am10-12am
0-5pm

20O ra n g e :5 in c h - W B G T

15

1.40
芝／ コンクリート

T g-T a(d e g re e C e ls iu s )1.20

2005/9/8
2005/9/14
2005/9/29
2005/10/12
2005/10/13

1.00
0.80
0.60

10B lu e :5cm -W B G T

0.40
0.20

S u n R a d ia tio n (W / m 2 )
00

200

400

600

800

1000

Fig.3 A change of Tg-Ta(2005/06/24, at Tokyo)

0.00
7 :0
0
7:2 :00
0
7:4 :00
0
8:0 :00
0:0
8 :2 00
8:4 :00
0
9:0 :00
0
9:2 :00
0:0
9 :4 0
10 0:00:010 0:00:2
1 0 0 :0 0:4
1 1 0 :0 0:0
1 1 0 :0 0:2
1 1 0 :0 0:4
1 2 0 :0 0:0
1 2 0 :0 0:2
1 2 0 :0 0:4
1 3 0 :0 0:0
13 0:00:2
1 3 0 :0 0:4
1 4 0 :0 0:0
1 4 0 :0 0:2
1 4 0 :0 0:4
1 5 0 :0 0:0
1 5 0 :0 0:2
1 5 0 :0 0:4
1 6 0 :0 0:0
1 6 0 :0 0:2
1 6 0 :0 0:4
1 7 0 :0 0:0 0:0 05

時刻

Fig.4 A proportion of Tg-Ta above grass and asphalt

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１日を通して晴天で、かつ、２地点の観測データが連続して得られた５日間について、日変化を図－４に示したが、アスファルト面上に表―４は、各地の観測値と最寄りの気象観測点との乾球温度の差、おける Tg-Ta の芝面上における Tg-Ta に対する比は、0.75～0.8 であっ

Tg-Ta を日射量の一時回帰式で説明できると仮定したときに、最小二た。

乗法により求められる係数ａ、および、観測期間中の日射量および風また、滋賀県草津市における芝面上の黒球温度の観測値と近傍の気速の平均値（いずれも最寄の気象庁気象観測点）である。WBGT-101

象庁彦根の日射量(2005.9.1-9.10)、および、東京大手町におけるアスでは、乾球温度が自然通風式であり、日射や輻射に対するシェルター

ファルト上の黒球温度と日射量(2002.9)の関係を、最小二乗法によりの遮蔽効果が小さいことから、気象庁観測点の観測値に比べ、乾球温求めた回帰式は、式（２）のとおりであり、度で 2.5℃程度高く観測されていると考えられ、WBGT 値に換算した

Tg-Ta＝0.0163＊S（アスファルト、久留米）

ときに、0.7℃程度の上昇をもたらすと考えられる。表―５には、観測

Tg-Ta＝0.011＊S（グランド上、草津）(2)

期間中の各地点における、各温度の最大値を示した。

係数で比較すると、Tg-Ta の芝面の値のコンクリート上における値にTable 5. The maximum value of each factor (2005)

対する比は、0.67 であった。
式（１）は、ΔTg＝Tg-Ta とおくと、

surface(3)

WBGT＝0.7×Tw＋0.2×ΔTg＋0.3×Taと変形できるので、夏季晴天時の全天日射量が、900(W/m2)程度であることから、晴天時において、Tg-Ta はコンクリートやアスファルト上では、芝面に比べ３～７℃高くなる。
また、2005 年 7 月の晴天日(7/21,27,29)に、東京都大手町で観測したデータを隣接する気象庁（芝面）の観測データと比較すると、

date
6/20,21,22,23,24
7/25,26,28
6/24,7/28,29
6/24,7/27,28
7/28,29,8/1,2,3
6/24,7/28,29,8/4

Otaru
Yamagata
TokyoGifu
Shiga
Kyoto
Kokura(Note)

Tw,Tg,Ta の各値は、芝面（気象庁の露場での観測値）に比べて、コン

grass
concreteconcreteconcrete
grass
grass
groundcon/grasscon/grass

6/24,7/25,28,29
6/23,24
6/23,24
7/25,26,27,28

WBGT(max)Ta(max) Tg(max) Tw(max) Ta at JMA
27.2
33.4
40.5
23.4
31.2
28.6
32.2
38.4
25.3
27.329.8
37.5
43.0
26.2
34.0
31.0
40.5
48.3
26.8
35.5
33.7
40.1
49.9
29.3
35.1
32.6
37.0
47.1
28.8
32.5
31.9
35.6
44.2
27.8
32.5
31.5
38.5
47.0
27.5
34.8
30.2
36.5
40.9
27.0
30.7
29.5
33.9
40.5
26.2
30.7
31.5
34.6
41.6
28.1
32.2

Every data was observed in 10 minutes interval[Ta at JMA] is the maximum temperature at the nearest JMA observatory

クリー面上（屋上での観測値）の方が、気温は 2.5 度、湿球温度は 1.3度高い。晴天時のコンクリート上では、芝面上で観測される WBGTの推定値より、WBGT 値は約 2.5～3 度高いと推定される。

次に、身長の低い子供は、大人よりも暑く熱せられた地表面に近く位置することから、高さによる WBGT などの違いを、東京都大手町のコンクリート上において、WBGT-101 により比較観測を行なった。

Table.3 The difference of each factor above concrete and grass

DifferenceConcrete
GrassDry-bulb
temperature
+2.5
31.8
29.3

Humidity
-5.8
46.8
52.6

Wet-bulb
temperature
+1.3
23.9
22.6

気象庁の観測する気温や予報に使われる気温は、地面輻射の小さな芝面上の通常風通しの良い場所と想定しており、気象庁の予想する温度などの資料を用いた予測値に比べ、都市のアスファルトやコンクリート上では、WBGT 値は更に 2.5～3℃高く、表―１の行動指針上は、１ランク危険側に考えた行動が必要である。
４．共同観測の結果と高さによる WBGT 値の違い
６月および７月下旬に、全国７箇所で WBGT の同時観測を行った（計測は、すべて京都電子工業㈱WBGT-101 による）。
Table 4. The result of simultaneous observation (2005)
surface
dateΔtS
wsN
a1
Otaru
concrete
6/20,21,22,23,24
4.5
520.7
2.3
50 0.0099
grass
7/25,26,28
1.9
435.5
2.6
30 0.0079
Yamagata grass
6/24,7/28,29
2.3
615.2
2.3
30 0.0072
Tokyo
concrete
6/24,7/27,28
2.8
628.0
4.1
1400 0.0078
Gifu
concrete
7/28,29,8/1,2,3
4.1
598.9
2.5
40 0.0094
Shiga
concrete
6/24,7/28,29,8/4
5.5
607.9
2.3
27 0.0111
grass
2.3
534.3
2.4
40 0.0092
Kyoto
grass
6/24,7/25,28,29
2.7
509.9
2.6
40 0.0098
Kokuraground
6/23,24
2.9
609.2
2.2
20 0.0082
con/grass 6/23,24
3.0
617.0
2.2
19 0.0090
con/grass 7/25,26,27,28
2.4
610.5
3.3
26 0.0074
Δｔ(℃) : The difference of dry-bulb temperature on site compared to the nearest JMA observatory's dat
S(W/m*m) : Average sun radiation at the nearest JMA observatoryws(m/s) : Average wind speed at the nearest JMA observatory
N : The number of observed dataa : The proportion coefficient calculated statisticaly (when Tg-Ta = a * S)
Tg : The globe temperature (℃)
Ta : The dry-bulb temperature (℃)
S : Sun Radiation (W/m*m)Table.6 The difference of value depends on observation height.

WBGT

TaH

Δ
100cm
50cm
5cm

28.5
26.9
28.8

Δ
0.4
1.1
2.1

34.5
30.4
32.4

TwTg

Δ
0.6
1.94

37.8 -1.8
50.8 -4.5
51.7 -11.5

Δ
23.9
23.6
25.6

Δ0.40.91.24136.338.4

0.4
1.3
4.1

WBGT: Wet-bulbglobetemperature(℃）
Ta: Thedry-bulbtemperature(℃)
H: Therelativehumidity(%)
Tw: Thewet-bulbtemperature(℃)
Tg: Theglobetemperature(℃)
Δ:Thedifferencecomparedtothesamevalueat 150cm

高さによる WBGT 値の差は、表６に示すとおりであり、高さ 1m
では高さ 1.5m に比べて 0.4 度、50cm では 1.1 度、5cm では 2.1 度、それぞれ、WBGT が高く、乳幼児はさらに。高温度にさらされていることがわかる。

４．おわりに今回の観測・解析により、夏季の都市における WBGT の代表的な値と基本的な性質を観測することができた。ただ、異なる地表面上での連続観測データが不十分であることから、地表面状態の違いによるWBGT の違い、黒球温度の平衡温度・顕熱による黒球の冷却効果の検討は、十分とは言えず、次年度以降、複数の地表面上における連続観測を通して、WBGT の推定方法を、より、精度の高いものとしていきたい。
最後に、観測データをご提供頂いた国土交通省九州技術事務所の恵藤英明氏、小樽商科大学の花輪啓一氏、山形大学の大貫義人氏、岐阜大学の井奈波良一氏、滋賀県立大学の寄本明氏、京都女子大学の中井JP.2.8
誠一氏、産業医科大学の堀江正知氏、観測機器をご提供頂いた、京都電子工業㈱、横河電子機器㈱、㈱英弘精機、観測にご協力頂いた国立環境研究所の小野雅司氏、および、放射平衡式の推定のための技術指導を頂いた近藤純正氏に、深く感謝いたします。

(1)Yaglou, C.P. and Minard, C.D.: Control of casualties at militarytraining centers, AM.Med.Ass.Archs.Ind.Health 16, 302-306,
1957.
(2)中井誠一,寄本明,森本武利:夏季運動時温熱環境の実態と温熱指標の比較,体力科学 39(2), 120-125, 1990.