地球環境研究,Vol.8(2006)

熊谷市都心部と郊外の気候特性＃(第４報) 都市化に伴う風の変化について
福岡義隆＊

丸本美紀＊＊

キーワード：風の日変化､ 風の年変化､ 風配図､ 都市化､ 川風

１. はじめに街中の風は道路毎に違うことは誰しもが経験することある｡
従って両地点における測風塔の高さの差は約10〜12mになる｡ 風速 U は高度 Z とともにベキ法則
である｡ 風向が急変するだけでなく風速も ｢風の息｣ を 思わせる変わりようである｡ 都市化に伴って高層建築物に従って大きくなるので､ を0.3とすると立正大でのが密集するためにビル風の発生が頻繁になるとか､ ビル

風速 (＝６m) に対して気象台の風速 (＝10〜12m)の衝立効果で弱風化することもあるが､ 温暖化 (ヒートは1.3〜1.4倍である｡ 立正大の気象観測圃場は周辺に森アイランド形成) に対して､ 前者はネガティブに､ 後者林があるのでもう少し風速は弱くなるものと思われる｡

はポジティブに働いているようである｡ あるいは､ 温暖

本研究では2004年の１年間について気象台と立正大学化による都心の上昇気流を補償するように都市の周辺か内の毎時風向風速データを使用して､ 比較考察を試みた｡

ら吹く country wind が､ 都市内で強くなることもある｡
そのような従来の研究によって明らかにされてきた一
般的な風の特性が熊谷市内外でも発現しているか否か､

３. 研究結果

あるいは埼玉県内あるいは関東平野部の風の特徴なのか

３−１を検証してみるために､ 熊谷市都心部 (熊谷地方気象台)

と郊外部 (立正大学構内) における風について統計的にまとめてみた｡

風の日変化

風速の日変化
春夏秋冬の四季別に熊谷気象台 (都心) と立正大 (郊外) の特徴をみてみよう｡ まず春についてみると郊外の立正大構内では､ 平野部の一般的特徴である ｢相対的に２. 研究方法

昼間に風が強く夜間に弱い｣ という傾向がはっきりしている (図１)｡ しかも11時から17時まで比較的風が強い

熊谷地方気象台は北緯36°09'､ 統計139°23'､ 標高30mが際立ったピーク値は示さないし､ 夜間も22時から早朝の市街地中心に近い位置にあり､ 1896年開設以来100年６時まで殆ど変化なく一様に弱風となっている｡ ところ以上にわたり移転せずに観測を継続している､ 全国でもが､ 都心の気象台は極大値が16時に突出しており､ 早朝稀有な気象官署のひとつである｡ 熊谷地方気象台はヒー５時の極小時まで弱風となり６時以降16時まで直線的にトアイランドの中心からやや西に位置するが､ 高温部の強くなっている｡

中にあることは事実であり､ 測風塔の高さは気象台建物自体の高さで約15mである｡
一方､ 立正大学地球環境科学部の総合気象観測装置は学部創設とともに1998年３月に設置され観測を開始して夏季も春季にやや類似しており､ 郊外のピーク時13時より２時間遅れて15時に極大となっている｡ 夜半過ぎから日の出頃までの弱風傾向は都市内外でほぼ同じである(図２)｡いる｡ しかし､ ルーチンに自動記録されるように軌道に郊外に比べ都心の方が昼間は２〜2.5倍､ 夜間から早乗ったのは1999年半ばからである｡ なお､ 立正大の気象朝は４〜５倍風が強いのが注目される｡ この違いは後述

観測露場の地理的位置は､ 北緯36°6.5'､ 東経139°22'､するように年間通して言えることで､ 考えられる理由と標高は約50mであり､ 気象観測 (測風) 塔は約５m でしては測風塔の高さの違い (約10m)､ 郊外部の立正大＊

立正大学地球環境科学部
立正大学大学院地球環境科学研究科オープンリサーチセンター研究補助員＃
平成17年度立正大学大学院地球環境科学研究科オープンリサーチセンター業績＊＊77熊谷市都心部と郊外の気候特性 (福岡・丸本)

図１

風速の日変化〜春季

図２

風速の日変化〜夏季の気象観測圃場周辺が森林で覆われていること､ および

風向の日変化都市のビル群によるラフネスの増大などがあげられる｡

両地点の風向頻度をまとめるに際して､ 気象台の方は秋季 (図３) と冬季 (図４) についてみると､ 風速のもともと16方位で報告されているのでそのまま利用でき日変化に市内外の時間的ずれは殆どないといえる｡ 風速

たが､ 立正大の方は０度から360度と角度で記録されての日最大も気象台が14時で立正大内が13時とわずかに１いるので16方位への変換が正確にはできない｡ 0.5度の時間の遅れしか見られない｡ 日最小が冬季７時と遅いの誤差は免れないが､ 大局的には問題ないと思われる｡

は大気が安定しやすいのが日の出直前の気温逆転発生時であるからと思われる｡
全年通しての特徴は図５に示されるように､ 熊谷気象台の方が日変化の幅がやや大きく､ 極大値は春季の傾向が強く反映されて15〜16時頃にあらわれ､ 立正大の方は13時ころである｡

後述する風配図からも明らかなように両地点の風向については比較的類似している｡ ただし､ 風速では立正大内の方が弱いことからもわかるように静穏 (0.2m/s以下) の頻度が両地点で大きく異なる｡
風の強い冬季でも立正大では静穏発生頻度が大きく､特に17時から８時､ すなわち日の入りから日の出までの夜間は35〜40％が無風である (図６)｡ 昼夜通して NW

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図３

風速の日変化〜秋季

図４

風速の日変化〜冬季

図５

風速の日変化〜年79熊谷市都心部と郊外の気候特性 (福岡・丸本)

図６80

風向の日変化〜立正大学熊谷キャンパス (冬季)

地球環境研究,Vol.8(2006)

図７

風向の日変化〜熊谷気象台 (冬季)81

熊谷市都心部と郊外の気候特性 (福岡・丸本)

図８82

風向の日変化〜立正大学熊谷キャンパス (夏季)

地球環境研究,Vol.8(2006)

図９

風向の日変化〜熊谷気象台 (夏季)83

熊谷市都心部と郊外の気候特性 (福岡・丸本)

図10

風速の年変化の冬の季節風が卓越しており､ ９時から17時の昼間は､NW〜NNW の風が卓越し､ 風系としてはほぼ山谷風循

70〜80％が NE〜NW で北寄りの風が卓越しているのが環を呈していると言えよう｡ いずれにしても春と秋の風分かる｡ それに対して､ 熊谷気象台 (図７) では静穏は向の日変化は年平均の変化傾向にほぼ近いのが注目され１〜３％と僅かで､ 立正大同様に NW の風が昼夜通しる｡て多く､ ついで WNW (夜間に多く昼間はやや少ない)と NNW (昼間に多く夜間にやや少ない) が多く､３−２

N〜ENE がそれに続く｡ 両地点において12〜17時の間

SSE〜ESE が多くなるのが注目される｡

風の季節変化

風速の年変化
風速の日変化が季節によって多少異なることはすでに一方､ 夏季は郊外域の立正大でますます静穏の比率が述べた｡ 次に風速の年変化について､ 月平均風速の上で増しており､ 特に日の入りから日の出の間は20〜60％もどのような特徴があるかをみてみよう｡ 図10から明らか占めている (図８)｡ 熊谷気象台では静穏率が少なくそなように､ 熊谷市内外ともに秋 (９〜10月) に弱く冬かの分特に夜間は WNW〜NE の N 成分が立正にくらべら春先 (１〜４月) に強く吹くことが分かる｡ ７月に多多くなっている｡ 両地点ともに昼間は ESE を中心に少強くなるが夏季は秋についで弱い｡

E〜SSE の頻度が多いのが特徴である｡ 立正大で昼夜通日変化の項でも触れたように､ 都心の気象台が郊外のして ESE 風が見られるのにたいして､ 気象台では E 風立正大に比べて全年通して風が強く吹いていることになとなっているのも注目される｡ このように熊谷周辺ではるが､ はたしてこれは都市気候によるものなのか､ ある

夏の猛暑時は E〜SSE 系が吹いており､ ほぼ同時期のいは埼玉県における一般的な傾向なのであろうか｡

東京湾周辺の風景が S〜SSW が海風として進入してい都市気候学的には､ もし測風の高さが同じであれば都るのと対比され､ 内陸に進むにつれて E 成分が増して市内部の方が風が弱いというのが一般的見解である｡ 地

くることが流線図などに見られる (上遠野､ 2003)｡

方気象台の風速値そのものを統計的にみると､ 都市中心春季と秋季については図は省略し概要を述べるにとど部への移転に伴うことも含めて各地の都市の風速は強くめることにする｡ 比較的風の弱い秋は勿論のこと､ ややなっている｡ たとえば､ 岡山地方気象台は移転前風の強い春季にも､ 荒川の走行に沿った山谷風の半日交(1931〜1960) と移転後 (1971〜2000) を比べると年平替という循環風系が目立つ｡ 熊谷気象台では春と秋が良均風速で2.0m/sから3.2m/sへと増強している｡ 風速のく 似 て い て 昼 間 は ESE〜SSE が 卓 越 し ､ 夜 間 は最も強い冬 (１月) では2.4m/sが4.1m/sにもなっていWNW〜NNW が卓越している｡ 一方､ 立正大の方は､る｡ 同じころ移転した広島地方気象台も3.5m/sから

春秋で多少異なるが大枠では､ 昼間には E〜SE が多く3.9m/sというように､ 都心部へ移転しビル屋上での測

夜 間 は 静 穏 が 50％ も 閉 め て い て そ れ に 次 い で

風高度が増加することによる風速増の例も少なくないの84地球環境研究,Vol.8(2006)

図11

春季の風配図図12

夏季の風配図である｡と NW を中心とする NNW〜WNW の風向が卓越して一方､ 埼玉県内のアメダスデータによって風速分布のいる｡ これはほぼ NW から SE 方向に流れる荒川に沿っ傾向をみると (中島､ 2006)､ 僅かではあるが立正大学た山谷風循環の交替を思わせる卓越風向の傾向である｡

キャンパスのあたりは熊谷市内 (気象台) より風が弱い

夏季になると川風 (海風の延長) に加えて夏の季節風傾向にあることも事実である｡の影響が強くなり SE〜ESE からの風が多くなり､ 関東山地からの山風に相当する NW 系の風の頻度はやや少

風向の季節変化なくなる (図12)｡ 都心部のビル群を通過してくる気象

先にも述べたように風向データのまとめ方の違いで台にくらべ郊外部の立正大の方にそのことが強く反映さ0.5度程度の誤差はあるかも知れないが､ 熊谷気象台れているように思われる｡ また､ SE〜ESE 系の風が首(都心部) と立正大内 (郊外部) の風向の季節的特性に都圏からの気流を運ぶことと熊谷市独自のヒートアイラついて比較してみた｡ 春夏秋冬各季と年平均の風配図のンドの相乗効果で､ しばしば日本一の高温を記録するもそれぞれについて考察してみる｡のと考えられる｡

まず春季 (11図) では僅かな違いを除けばほぼ同じ傾秋になると図13に示されるように春と似たような傾向向と見て取れよう｡ SE を中心とする ESE〜SSE の風向になることが分かる｡ すなわち荒川の走行と平行した風85

熊谷市都心部と郊外の気候特性 (福岡・丸本)

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図13

秋季の風配図図14

冬季の風配図図15

全年の風配図地球環境研究,Vol.8(2006)

向の傾向が卓越している｡て季節によっては６m/s 以上の風で風力発電が可能な

冬季は見事に冬の季節風の影響下にあることが注目さ地域がないこともない｡

れる (図14)｡ この NNW〜WNW の寒冷で強い風が空っまた季節的な傾向でも夏から秋に風が弱く､ 台風シー風をもたらしているのである｡ このような冬の突出したズンの影響も弱いことが見て取れるが､ 風向頻度の上で傾向にもかかわらず､ 年間の平均的な風配図 (図15) はも NE 系の風が少なく､ ヤマセの影響も熊谷の内陸まで

春 と 秋 の 傾 向 と ほ ぼ 同 じ く NW を 中 心 と す るは達しないのかもしれない｡ しかし､ １年の特定の季節

NNW〜WNW 系の風と SE を中心とする ESE〜SSE 系に一時的にはヤマセの南限が見られるかもしれない｡ 今の２系統のか風が卓越する ｢山谷風｣ 循環下にあること

後はそのような立場から特殊な風について調べてみたいが分かる｡と考えている｡

謝４. あとがき

辞本研究を進めるに際し立正大学地球環境科学部 ORC プロジェ

熊谷市のヒートアイランドとその成因および光化学ス

クト () の費用を使用した｡

モッグとか熱中症との関係で風が大きく影響していることはこれまでの諸研究でも明らかであるが､ 郊外の風と文献の関係で長期的に統計的に考察したものは本研究が始め

上遠野輝義 (2003)｣：関東地方におけるオキシダント濃度分布と局地風の関係､ (立正大学地球環境科学部卒業論文､ 一部てであると確信している｡
埼玉県は内陸に位置していることもあり全般的に風が弱く､ 風力エネルギーの立地条件に乏しいところのようである (中島､ 2006)｡ その中では所沢から熊谷に至る日本地理学会で発表済)
中島彰夫 (2006)：埼玉県における風力発電普及の可能性についての研究､ (立正大学地球環境科学部卒業論文､ 未発表)
吉野正敏 (1971)： 小気候 ､ 地人書館

南北の狭いベルト状地帯に比較的風の強いところがあっ

Climatological Characterisitics of Central andSuburban Areas of Kumagaya City
Part 4:Change of Wind due to Urbanization
Yoshitaka FUKUOKA＊, Miki MARUMOTO＊＊＊

Faculty of Geo-environmental Science, Rissho University
Open Research Center, Part-time Researcher, Rissho University＊＊

Keywords: diurnal change of wind, annual change of wind, wind-rose, urbanization, river wind87