〔短報〕（地球温暖化；気温上昇率；筑波山)

筑波山（男体山）の過去100年間における気温の長期変化

中津留

高 広 ・林辻村陽

真 貴 ・浅生・上沼野健

一・植順・日 下博

田 宏昭

幸１．はじめに補正を加え，100年以上に渡る長期間の変化傾向を求

気候変動に関する政府間パネルの第４次評価報告書

めた結果について示す．

（IPCC 2007）に よ る と，最 近100年 間（1906〜2005年）の全球平均気温は0.74±0.18℃/100年の上昇率で２．筑波山気象観測ステーションある．気温上昇の原因として，人類活動による化石燃

筑波山は関東平野の北東部に位置する孤立峰であ料の消費に伴い CO などの温室効果ガスの増加により，この周辺では標高が最も高い．筑波山周辺の地形る温室効果の可能性が極めて高いと指摘している．の 概 略 を 第 １ 図 に 示 す．筑 波 山 頂（男 体 山，東 経

日本列島の平均気温を求める場合は，長期の観測140.10度，北 緯36.23度，海 抜 高 度871m）に お け る

データを保有し且つ都市化の影響が少ないこと，特定観測の歴史は古く，国内では最初の山岳気象観測所との地域に偏らないことを基準に選定された17地点の気して設置された．1893年から中央気象台（現気象庁）

象官署のデータを用い，過去100年間（1898〜2008年）による冬季臨時気象観測が行われ，1902年からは旧皇の気温上昇量1.11℃を求めている（文部科学省ほか

族の山階宮家により通年観測が開始された．1909年に2009）．しかし，この気温上昇量には地球温暖化の成は観測施設が山階宮家から国に寄贈されて「中央気象分のみならず，都市化による気温上昇も混在している台附属筑波山測候所」として観測が続けられた（気象可能性がある．

庁 2001）．山頂には，1929年に建築された建物が現在

地球温暖化の実態を明らかにするためには，都市化も残っている（第２図）．その後，1976年にアメダスの影響を受けず過去100年間に及ぶ観測が行われていが設置されたが，統廃合により2001年12月に廃止される筑波山頂のデータは貴重である．しかし，アメダスが設置された1976年以前の観測値は数値化されておらず観測原簿の状態で保存されている．また，１日の観測回数も年代により異なるため，数値化と同時に日平均値の補正も検討する必要がある．
そこで，筑波山頂（男体山）の過去の気温および風向・風速について長期変化を解析するためのデータベースを作成した（中津留ほか 2010）．本報告では，このうちの気温に関し，アメダス以前の日平均気温に

筑波大学大学院生命環境科学研究科環境科学専攻．
筑波大学生命環境系．
―2010年11月24日受領――2011年10月６日受理―Ⓒ 2011 日本気象学会
2011年 12月

第１図

筑波山周辺の地形の概略．
21

1056

筑波山（男体山）の過去100年間における気温の長期変化た．観測施設の周囲の状況を第３図に示す．

３．解析資料2006年１月から筑波大学の大気水文研究グループが筑波山頂の1902年から1976年までの原簿記録をもと「筑波山気象・水文観測プロジェクト」の一環で筑波に数値化を行い，補正を施して日平均気温を算出し，山気象観測ステーションを設置し，アメダス時代と同アメダス設置後も含めた2009年までのデータと結合しじ場所で観測を再開した．観測項目は，風向風速，気て解析を行った．1902年１月から1976年３月までは気温，相対湿度，地温，地表面放射温度，日射量，気象庁が編集している地上気象観測資料の CD‑ROM に圧，降水量，雨水 pH，雨水電気伝導度，現在天気，収録された原簿の画像，1976年４月から2001年12月まライブカメラによる観測地点周辺の画像などである

では気象庁年報の CD‑ROM データ，2006年１月から（Hayashi et al. 2006）．こうして，欠測期間はあるも2009年12月までは筑波山気象観測ステーションの観測のの通年観測を開始した1902年以来2010年まで109年データを使用した．

間のデータの蓄積がある．筑波山気象観測ステーショ

日本列島の気温変化を求める際に気象庁が選定してン の 詳 細 や リ ア ル タ イ ム 観 測 値 の 閲 覧 は，http://

い る17地 点（網 走，根 室，寿 都，山 形，石 巻，伏 木

mtsukuba.suiri.tsukuba.ac.jp を参照して頂きたい．

（高 岡 市），長 野，水 戸，飯 田，銚 子，境，浜 田，彦根，宮崎，多度津，名瀬，石垣島）の気温は，気象庁が Web 上 で 公 開 し て い る 年 平 均 値（http://www.
data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/index.php）を利用した．
アメダス設置（1976年４月）以降は毎正時の観測値が得られるが，それ以前では時代によって１日観測回
数 が ３ 回（06時，14時，22時），６ 回（02時，06時，10時，14時，18時，22時），８回（03時，06時，09時，12時，15時，18時，21時，24時），12回（隔時），24回（毎時）の場合がある．年代による気温の１日観測回数を第１表に示す．このため日平均値を基準にした長期的変動を解析する際には，少ない回数の観測値から第２図

筑波山（男体山）山頂に現存する旧中央気象台の建物（林，2006年撮影）．

日平均値を求める場合の誤差を除去する必要がある．
本研究では毎時値から求めた日平均気温を基準とすることとして補正を行った．
４．欠測の取り扱い
アメダス時代（1976年４月〜2001年12月）の 気 温
データの欠測処理は，気象庁が定めている気象観測統計 指 針（気 象 庁 2010）を参照した．この中で「気象観測統計の解説 第４章 要素及び現象ごとの統計値」に記載されている気温の平均値を求める場合のデータ処理方法を第２表に抜粋して示す．
気温の年平均値は段階を

第３図
22

観測装置の配置．

設けて処理されている．始〝天気" 58．12．

筑波山（男体山）の過去100年間における気温の長期変化

めに，時別値から日平均値を欠測値とするかを判断

1057

５．観測回数と気温の補正し，次に得られた日平均値から月平均値が欠測値であ

筑波山気象観測ステーションにて10分間隔で観測をるかを判断する．その後，月平均値から年平均値を求行っているが，このうち2006年から2009年までのデーめる．基本的には，どの段階においても平均値を求めタを用いて，観測回数の違いが年平均気温に及ぼす影る個数に20％以上の欠測がある場合は資料不足値とし響の評価を行った．て取り扱う．さらに，１年を通じて１カ月でも月平均毎正時から求めた日平均気温と，過去の１日３回，値に資料不足値が含まれる場合は年平均値が求められ６回，８回，12回の観測に合わせた時刻から求めたない．

日平均気温との差および標準偏差を第３表に示す．

上記の指針に基づいた結果，筑波山頂での1977年，第３表 よ り，１ 日 ３ 回 観 測 で は そ の 差 が＋0.15〜

1978年，1981年，1987年，1996年，2001年の年平均値＋0.23℃，１ 日 ６ 回 観 測 で は0.00〜−0.02℃と なっは資料不足値となったため解析から除外することとした．また，１日８回，12回の観測に基づく年平均気温た．なお，アメダスが廃止された2002年から筑波山気については，明確な差は見られなかった．このように

象観測ステーションが開設された前年の2005年までは１日の観測回数が少ないと毎時観測による日平均値と観測が行われていないため解析から除外した．の差が大きくなる傾向がある．本解析では１日３回と６回の場合について補正を行うこととした．
１日３回観測の観測時刻は，06時，14時，22時である．予備的な解析を行った

第１表
観測回数
該当年

３1940
1948〜1952

６1902
1921〜1927

８1953〜1975

第２表る［14時と06時の観測値の1224

気温差］と［３回の観測値から求めた日平均気温と毎1909〜1920

1903〜1908
1928〜1939
1941〜1947
1976〜

３回観測：（06時，14時，22時）．
６回観測：（02時，06時，10時，14時，18時，22時）．
８回観測：（03時，06時，09時，12時，15時，18時，21時，24時）．
12回観測：（隔時）．24回観測：（毎時）．

平均値

結果，ほぼ日較差に相当す

筑波山頂（男体山）における気温の１日観測回数と実施年．

時値から求めた日平均気温との差］に密接な関係が認められた．この関係を第４図に示す．第３表にも示した［３回の観測値から求め気温の平均値算出の方法．

日

①平均気温

①毎正時の観測値（24回）を平均して求める．

①毎正時の観測値に欠測，資料不足値または疑問値があり，その回数が４回以下の場合は，欠測，資料不足値及び疑問値を除いて平均を求め 準正常値 とする．
②①の回数が５回以上の場合は，欠測，資料不足値及び疑問値を除いて平均を求め 資料不足値 とする．
③毎正時の観測値が全て欠測，資料不足値または疑問値の場合は，平均値を 欠測 とする．

半旬旬
月

①平均気温
②日最高気温の平均値③日最低気温の平均値①日統計値を平均して求める．

①日統計値に欠測または資料不足値があり，その日数が半旬・旬・月のそれぞれの日数の20％以下の場合は，欠測及び資料不足値を除いて平均を求め 準正常値 とする．
②①の率が20％を超える場合は，欠測及び資料不足値を除いて平均を求め 資料不足値 とする．
③日統計値が全て欠測または資料不足値の場合は，平均値を 欠測 とする．

①月平均値を平均して求める．

①月平均値に欠測または資料不足値がある場合は，欠測及び資料不足値を除いて平均を求め 資料不足値 とする．
②月平均値が全て欠測または資料不足値の場合は，平均値を 欠測 とする．

年

（気象観測統計指針（2010）より抜粋)
2011年 12月

231058

筑波山（男体山）の過去100年間における気温の長期変化

た日平均気温と毎時値から求めた日平均気温との差］

回の観測から求めた日平均気温，T は１日３回観測の標準偏差は0.44〜0.50℃であるが，第４図の関係をの06時の気温，T は１日３回観測の14時の気温であ用いることでその標準偏差が小さくなることが期待さる．

れる．そこで14時と06時の気温差を利用して日平均値を求める次式で補正することとした．
＝T

Tの１/10以下に減少すると同時に系統的に差がマイナ−8.05×10 ×(T −T )＋0.198

スになる傾向が認められた．これらの特徴を補正する

（1)
ここで，T

第３表

は補正後の日平均気温，T１日６回観測による日平均気温の場合には，毎時値から求めた日平均気温との差が，１日３回観測の場合ために，2006〜2009年の４年間について毎時値から求は１日３めた日平均気温と６回観測から求めた日平均値の散布

各観測回数ごとの日平均気温から求めた年平均気温と毎時値から求めた年平均気温の差および標準偏差（単位：℃）．

期間

2006年

2007年

2008年

2009年

差

標準偏差差標準偏差差

標準偏差差

標準偏差

３回観測−
毎正時観測

0.17

0.48

0.23

0.50

0.18

0.44

0.15

0.45

６回観測−
毎正時観測

−0.02

0.19

0.00

0.21

−0.01

0.20

−0.01

0.19

８回観測−
毎正時観測

0.00

0.18

0.00

0.20

0.00

0.17

0.01

0.19

12回観測−
毎正時観測

0.00

0.11

0.00

0.12

0.00

0.10

0.02

0.10

第４図 ［14時値−06時値の気温］（横軸）と［３回観測による日平均気温−毎時値による日平均気温］（縦軸）の関係．図中の式は回帰直線を示す．
（a）2006年，（b）2007年，（c）2008年，（d）2009年．
24〝天気" 58．12．

筑波山（男体山）の過去100年間における気温の長期変化

1059

図（第５図）を作成し回帰直線を求めた．４年間を平気温との相関関係から導出した式（3）を用いて，筑均した回帰直線を次式に示す．

波山の年平均気温を補間して気温変化率を求めた．

T＝T×0.997＋3.55×10

ここで，T（2)

T＝T×0.613＋1.504（3)

は１日６回の観測から求めた日平均気温である．

R ＝0.799

1902年から2009年の期間における気温変化率は，欠毎時値から求めた年平均気温との差は１日３回観測測期間を補間した 場 合，0.93℃/100年 と なった．なの場合に式（1），１日６回観測の場合に式（2）の補お，式（3）による筑波山頂における年平均気温の欠正式を用いた場合には±0.01℃の範囲内となり，補正測期間の補間は，現時点で適応可能な一つの方法ではを行わない場合と比較して長期トレンドを評価する確あるが今後検討が必要と考えられる．従って，本稿で度が向上した．こうした１日の観測回数の補正は年平は参考の値として取り扱うことにする．

均気温の算出の際には不可欠であるが，長期トレンドに及ぼす影響は本稿における解析期間（1902〜2009７．長期変化の特徴年）では小さい．後述する通り，1902年から2009年の筑波山頂の観測値を補正して求めた年平均気温と，期間における気温変化率は，観測回数の補正の有無に国内17地点の気象官署による観測値から求めた年平均係わらず0.90℃/100年となった．

気温の時系列変化と回帰直線を第６図に示す．これによると，筑波山頂では1902年から2009年の期間では６．欠測期間に関する検討100年間あたりほぼ0.90℃の気温上昇を示した．この

本解析では，気象庁の指針に準じた欠測処理年およ

値は日本を代表する値1.18℃/100年よりも小さいが，びアメダス廃止後の４年間を合計して，10年間の欠測全球を対象として1906年から2005年の期間で得られてが生じた．これによる差を評価するため，筑波山の年いる気温変化率0.74℃/100年（IPCC 2007）よりも大平均気温と最寄りの観測点である館野における年平均

きい．筑波山頂と日本を代表する気温上昇率の差は，第５図６回観測による日平均気温（横軸）と毎時値による日平均気温（縦軸）の関係．図中の式は回帰直線を示す．
（a）2006年，（b）2007年，（c）2008年，（d）2009年．

2011年 12月

25

1060

第６図

筑波山（男体山）の過去100年間における気温の長期変化

筑波山頂と日本17地点の年平均気温の変化．筑波山頂には観測回数による補正を施している．太実線は５年
移動平均値，破線は回帰直線を示す．期間は1902年から2009年．

30年を単位にした気温変化率の変動を第７図に示す．これより，筑波山頂と国内17地点の平均ともに上昇期と下降期がほぼ同調して変動していることがわかる．詳細にみると筑波山頂では1930年代から1960年代に＋0.88℃/30年の上昇傾向，1960年代から1990年代に−0.85℃/30年の減少傾向である．近年では上昇傾向に推移し，＋1.22℃/30年とこれまでに最も大きな変化率を示し，気温上昇が急激に進行していることを裏付けている．
第７図

筑波山頂（太線）と日本17地点（細線）の30年の気温変化率の変動．筑波山頂には観測回数による補正を施している．期間は1902年から2009年．

８．まとめ
筑波山頂（男体山）における過去の気温を観測原簿から読み取り数値化を行い，観測時刻の違いに起因する誤差を補正した．最近の観測値と連結させて長期間後者の場合に都市化による気温上昇の影響があると考の気温変化について解析を行った結果，以下の特徴おえられる．

よび課題が明らかになった．

しかし，筑波山頂は海面高度付近の観測点と比べ，（1）筑波山頂における108年間（1902‑2009年）の気温気圧や湿度が異なるため，気温の経年変化を比較した変化率は0.90℃/100年である．欠測期間を最寄りのだけでは都市化の影響を分離することは難しい．そこ

観測値から推定した場合は0.93℃/100年である．いで，単位体積の気塊に与えられたエネルギーを基準にずれの値も日本を代表する17地点の気温変化率よりした解析が必要である．

も小さい．

26

〝天気" 58．12．筑波山（男体山）の過去100年間における気温の長期変化（2）30年 間 の 気 温 変 化 率 は 近 年 上 昇 し，最 近 で は＋1.22℃/30年で最も高い水準である．
（3）今回行った補正方法により年平均値の変動を評価することが可能になった．しかし，季節や月ごとの気温変化を長期間で比較するためには，さらに詳細な補正を行い解析する必要がある．

1061

気象庁，2001：筑波山測候所のあゆみ．気象庁予報部 通信課無 線 通 信 室 筑 波 山 通 信 所 東 京 基 地 事 務 所，194
pp．
気象庁，2010：気象観測統計の解説．http://www.data.
jma.go.jp/obd/stats/data/kaisetu/index.html（2011.10.6閲覧）．
文部科学省，気象庁，環境省，2009：温暖化の観測・予測及び影響評価統合レポート「日本の気候変動とその影謝 辞
本研究は，2005年度筑波大学学内プロジェクト研究

響」．65pp．
中津留高広，林陽生，上野健一，植田宏昭，日下博幸，（S）による支援および筑波山神社の協力を受けた．

浅沼

関係された多くの方々に心より感謝申し上げます．

山山頂の気温と風の変化．日本気象学会2010年度春季大順，辻村真貴，2010：過去100年間における筑波会講演予稿集，(97)，83．
参考

文

献

Hayashi,Y.and Research Group for Intramural Project（S）, 2006：Meteorological observation station at thesummit of M t. Tsukuba. Tsukuba Geoenviron. Sci.,
２, 19‑24.
IPCC, 2007：Climate Change 2007 ‑ The Physical Science Basis. Cambridge, 996pp.

解析に用いた資料
気 象 庁，2002：地 上 気 象 観 測 資 料，筑 波 山 頂（原 簿）．
1902年１月〜1976年12月．
気象庁，2007：アメダス観測年報（時日別値）．1977年１月〜2001年12月．

A Mean Annual Temperature Trend past 100 Yearsat the Summit of Mt. Tsukuba
Takahiro NAKATSURU , Yousay HAYASHI , Kenichi UENO ,Hiroaki UEDA , Maki TSUJIMURA , Jun ASANUMA andHiroyuki KUSAKA(Corresponding author）Graduate School of Life and Environmental Sciences, University ofTsukuba, Tsukuba 305‑8572, Japan.
Graduate School of Life and Environmental Sciences, University of Tsukuba.
（Received 24 November 2010；Accepted 6 October 2011）2011年 12月

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