測候時

報第 80 巻2013

報 告

気温観測用通風筒の特性調査

気象測器検定試験センター *要

旨

気温をより正確に測定するために，日射や風雨の影響を遮蔽する様々な気象観測用の通風筒が考案されているが，これまで客観的な影響評価がされていな
い．そこで，通風筒の様々な性能を比較する基準を設け，技術的資料とするた
めに，現在市販されている通風筒の中から，6 種類の強制通風式と 4 種類の自然通風式を選定し，JMA-95 型地上気象観測装置用通風筒を比較基準として特性調査を実施した．
強制通風式について，構造の違いにより日射の影響によると考えられる正の気温差がみられた．これらは断熱材がない二重構造の場合であった．自然通風式について，最大 +3.9℃，最小 -3.4℃の気温差が見られた．これらの要因は，
前者は日射の影響，後者は夜間の気温急変時における放射冷却による応答速度の差の影響と考えられる．また，構造の違いにより降水時に負の気温差が見られた．降水の侵入や雨滴の滞留などによると考えられる．

1.

はじめに

とから断熱性プラスチック製の通風筒が好まれて気温をより正確に測定するために，気温の感部を風雨などから保護し，日射や放射を遮蔽する

いる．自然通風式の場合は，断熱性のある材質を用いなければならないと記されている．
これまで WMO による通風筒の国際比較が行

様々な通風筒や百葉箱が使用されている．
CIMO GUIDE WMO-No.8（2008 edition, Updated

われ，日射の影響など報告され（Lacombe, 2008

in 2010）（WMO, 2010）の「第 2 章 気温の測定」; WMO, 2011），また，種々の気象状況による影の「2.5 放射からの遮蔽（Radiation Shields）」では，

響など調査結果が報告されている（Brandsma and通風筒や百葉箱は，内側の温度ができるだけ外気

van der Meulen, 2007）．低緯度での日射の影響や，温と同じで一様となるよう設計すべきとされ，通中緯度での気象状況による統計値への影響などは

風筒はファンを使って温度計全体に空気を通す強調査されているが，中緯度における様々な気象要

制通風式にすると，最良の結果が得られると推奨素の影響については報告されていない．

されている．遮蔽材の材質は，光沢があり酸化しそこで，気象庁の地上気象観測や地域気象観測ない金属が良いが，メンテナンスが簡便であるこ（アメダス）の気温観測で使用されている通風筒

* 熊本
青嶋

真理子，上甲忠好（現実（現関西航空地方気象台松山空港出張所），川村

観測部観測課観測システム運用室）（平成 26 年 1 月 8 日発行）

－ 15 －

裕志，酒井

武，河野

沙恵子，

測

候

時

報

第 80 巻2013

を含む，現在市販されている気象観測用通風筒に2.2ついて，JMA-95 型地上気象観測装置用通風筒を通風筒の性能を比較するにあたって，同じ露場比較基準とし特性調査を実施した．

データと解析手法

の南側に位置する高層気象台の JMA-95 型地上気象観測装置用通風筒（型名：JS-258，以下「JMA-95

2.

調査の概要

（A）」と記す）を比較基準とした．データサンプ

2.1

各通風筒及び気温感部

リングは 1 秒ごとに行い，前 1 分間の正 10 秒毎

現在，日本国内において流通している通風筒のの瞬間値 6 個平均を正 10 秒毎に作成し（以下「10中から通風方式（強制通風式，自然通風式），形

秒値」という），比較を行った．正 1 分毎の 10 秒状（縦型，横型），及び材質の異なるものを選定

値を 1 分値，正 10 分毎 の 1 分値を 10 分値，10した．

分間の正 1 分値 10 個（前 4 個後 5 個）の平均を「10本報告で取り扱う通風筒（百葉箱を含む）の主な特徴を第 1 表（上部）に示す．以下，自然通風

分平均値」という．これらの各通風筒の観測値と基準値との差を「気温差」とする．

式には型名に「（N）」（「Natural」の頭文字）を付

各通風筒の気温差に関して，全期間の月別統し，強制通風式には型名に「（A）」（「Artiﬁcially」

計 値，11 ヶ 月 間（2009 年 8 月，2009 年 12 月 ～の 頭 文 字 ） を 付 す． 自 然 通 風 式 の 一 つ で あ る2010 年 9 月）の期間統計値，日射・放射収支及JMA-W1（N）は，百葉箱（気象庁 1 号型）で，び降水との関係について調査した．

屋根・側面の鎧戸・下面は全て二重構造である．
調 査 は， 高 層 気 象 台 及 び 気 象 測 器 検 定 試

3.

結果

験 セ ン タ ー（ 茨 城 県 つ く ば 市 ） の 露 場 に お い

3.1

期間統計値（日最高・最低・平均気温）て「Meteorology - Air temperature measurements

各通風筒における 10 秒値から求めた（a）夏季- Test methods for comparing the performance of（2009 年 8 月）の日最高気温の差，（b）冬季（2010thermometer shields/screens and defining important

年 1 月）の日最低気温の差，11 ヶ月間（2009 年 8 月，

characteristics」（ISO 17714：2007）における試験

2009 年 12 月～ 2010 年 9 月）の（c）日最高気温

条件を参考に実施した．熱源や建築物からの距離と（d）日最低気温及び（e）日平均気温の差，（f）に関する条件は最低 20m，また，試験器の間隔

気温差の日最大値と（g）日最小値を第 3 図に示に関する条件は 2m 以上とした．全天電気式日射

す．また，（a），（b），（e）について最小値を 0%，

計は気象測器検定試験センターの同じ露場内に通最大値を 100% としたときの 25 ～ 75% 範囲を第風筒と同等の高さに設置し，放射計は東に隣接す

1 表に示す．

る露場の高層気象台の放射観測のデータを使用し夏季（8 月）の日最高気温の差は，AV-040（N）

た．雨量は気象測器検定試験センターの露場に隣で正の気温差が最も大きく最大 +1.8℃であった

接する高層気象台の露場に設置された JMA-95 型（第 3 図（a））．次いで YG-41003L（N）で +1.1℃，

地上気象観測装置の転倒ます型雨量計のデータを

PFT-02（A） で +0.9 ℃，PVC-02（A） で +0.7 ℃使用した．通風筒等の配置を第 1 図に，通風筒ので正の気温差が大きかった．一方，JS-256（A），

外観を第 2 図に示す．

TV-150（A）は最大 +0.3℃で気温差の絶対値は

気温感部の違いによる影響を除き通風筒自身小さかった．冬季（1 月）の日最低気温の差は，の基本性能を評価するために，調査に使用した気DTR503A（N）で負の気温差が最も大きく最小

温感部は白金測温抵抗体 Pt100 Ω（3mm φ , JIS-1.0℃，次いで AV-040（N）で -0.9℃だった（第C1604「測温抵抗体」クラス A）で統一し，上位3 図（b））．YG-41003L（N） や PFT-02（A） で標準との校正に基づき器差補正を行った．強制通-0.7℃の負の気温差であった．JMA-W1（N）や風式についてはピトー管による通風速度の測定を

TV-150（A），JS-256（A），E-834-Z1（A）では気実施した．調査期間は 2009 年 7 月 9 日～ 2010 年

温差の絶対値は小さかった．

9 月 22 日である．

調査期間全体の 11 か月間の結果について，25－ 16 －

－ 17 －

117
475

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-0.1

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270

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HMP155

238

105

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������F

JMA-W1 (N)*5) 2010 年 1 月の日最低気温の気温差．

*6) 1 分平均全天日射量が 700W/ ㎡以上ある場合の 10 秒値の気温差．

*7) 10 分平均放射収支量が -50W/ ㎡以下の場合の 10 分平均の気温差． *8) 日降水量 10mm 以上（47 事例）より 2mm/10 分以上の降雨時における 10 分平均値の気温差．

*4) 2009 年 8 月の日最高気温の気温差．

*3) 11 ヶ月間（2009 年 8 月，2009 年 12 月～ 2010 年 9 月）の日平均気温の気温差．

気温差は，それぞれの期間において最小値を 0%，最大値を 100% としたときの 25% ～ 75% 範囲．( ) は最大値と最小値．比較基準は JMA-95(A)．

*2）ただし装着できない E-834-Z1 については 3.1mm φ ( 長さ 10cm) のピトー管を使用．JS-258 は過去の試験結果参照．メーカー値はメーカーが公表している通風速度．

*1) 通風速度の試験：強制通風筒の通風能力の指標として屋内で通風速度の試験を実施した．使用したピトー管は Pt3.2mm φ ( 長さ 10cm) と同型の物を使用．

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420200

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420

88

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586

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423

76

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358

89

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370

100

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230.2

E�������
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DTR503A (N)

第 80 巻������������������
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457

117

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314.0

16.2
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YG-41003L(N)報��� �������������������������
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471.0

5

16

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A

AV-040 (N)

�����

時

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34.6

5

24

C
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C

PFT-02 (A)

��
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PVC-02 (A)

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24.7

1.5

19.6

C

PVC-03 (A)����������

31.8

14
1.5

A

TV-150 (A)

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27.4

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18
1.5

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B

E-834-Z1 (A)��������������������

1.5�����������

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15.5

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A

JS-256 (A)

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候

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�
�
�
�
�

A

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��

(JS-258)

JMA-95 (A)各種通風筒の特徴と気温差および全天日射量，放射収支量および降水との関係

��

����

第1表

測
2013

測

候

時

報

第 80 巻

JMA-95(A) : �������

E-834-Z1(A)JS-256(A)2013

PFT-02(A)TV-150(A)PVC-02(A)PVC-03(A)DTR503A(N)�����

AV-040(N)YG-41003L(N)JMA-W1(N)

第1図

通風筒の配置（上図：北方から南方に向けて撮影，下図：西方から東方に向けて撮影）－ 18 －

測

候

時

報

第 80 巻2013

JMA-95(A)JS-256(A)E-834-Z1(A)PVC-03(A)PVC-02(A)

PFT-02(A)AV-040(N)YG-41003L(N)DTR503A(N)

第2図

各種通風筒の写真（上：側面，下：下側から見上げて）－ 19 －

TV-150(A)JMA-W1(N)

測

候

時

報

第 80 巻2013～ 75% 範 囲 の 分 布 か ら， 日 最 高 気 温 の 差 は，の気温差が見られた（第 3 図（c））．日最低気温（a）夏季の日最高気温の差と同様な傾向がみらの差は，自然通風式の AV-040（N），DTR503A（N）

れ，JS-256（A），E-834-Z1（A），TV-150（A），の 2 種類で負の気温差が見られたほかは，気温差

JMA-W1（N）を除く 6 種類の通風筒において正はわずかであった（第 3 図（d））．日平均気温の

JMA-W1(N)(e)

������ ���������� ����
2.0

1.6

1.6

1.6

1.2

1.2

1.2

0.8

0.8

0.8

-0.8

0.0
-0.4
-0.8

第3図

JMA-W1(N)DTR503A(N)YG-41003L(N)PFT-02(A)AV-040(N)PVC-03(A)PVC-02(A)TV-150(A)E-834-Z1(A)JMA-W1(N)DTR503A(N)AV-040(N)YG-41003L(N)PFT-02(A)PVC-03(A)PVC-02(A)�������� ����TV-150(A)

4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5
-4.0

E-834-Z1(A)��� [�]JMA-W1(N)DTR503A(N)YG-41003L(N)AV-040(N)PFT-02(A)PVC-02(A)TV-150(A)PVC-03(A)JS-256(A)E-834-Z1(A)JS-256(A)DTR503A(N)JMA-W1(N)(g)

�������� ����JS-256(A)

(f)
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5
-4.0

YG-41003L(N)-2.0

AV-040(N)-2.0

PFT-02(A)

-1.6

-2.0

PVC-02(A)-1.6

TV-150(A)

-1.2

-1.6

PVC-03(A)-1.2

JS-256(A)-1.2

JMA-W1(N)

-0.8

-0.4

0.4

DTR503A(N)

-0.4

0.0

YG-41003L(N)

0.0

0.4

PFT-02(A)0.4

��� [�]2.0

��� [�]2.0

AV-040(N)DTR503A(N)YG-41003L(N)PFT-02(A)AV-040(N)PVC-02(A)TV-150(A)(d)

������ ����PVC-03(A)JMA-W1(N)DTR503A(N)YG-41003L(N)PFT-02(A)AV-040(N)PVC-02(A)-2.0TV-150(A)

-1.6

-2.0

PVC-03(A)

-1.2

-1.6

JS-256(A)-1.2

E-834-Z1(A)��� [�]最小値-0.8

JS-256(A)

-0.8

95 ％
75 ％
25 ％
5％

平均値

0.0
-0.4

E-834-Z1(A)

0.0
-0.4

最大値

PVC-02(A)0.4

TV-150(A)

0.8

0.4

PVC-03(A)

1.2

0.8

JS-256(A)

1.6

1.2

������ ���2010�1��

E-834-Z1(A)1.6

��� [�]2.0(c)��� [�](b)������ ���2009�8��

2.0

E-834-Z1(A)��� [�](a)

各種通風筒における夏季と冬季および 11 ケ月間の気温差（比較基準：JMA-95(A)）(a) 日最高気温（2009 年 8 月），(b) 日最低気温（2010 年 1 月），(c) 日最高気温（11 ケ月），(d) 日最低気温（11 ケ月），(e) 日平均気温（11 ケ月）の気温差，(f) 気温差の日最大値（11 ケ月），(g) 気温差の日最小値（11 ケ月）．11 ケ月とは，2009 年 8 月および 2009 年 12 月～ 2010 年 9 月．

－ 20 －

測

候

時

報

第 80 巻2013

差の 25 ～ 75% 範囲の分布は，AV-040（N）で気幅は小さく全期間で +0.3℃であった．JMA-W1（N）

温差が最も大きく +0.2℃で，そのほかは± 0.1℃の 75％は期間の後半 3 月以降の気温差が小さく以内であった（第 3 図（e））．

+0.2℃以下であった．日最低気温の差の平均は，

11 ヶ月間の気温差の最大値は YG-41003L（N）

JMA-W1（N）を除く自然通風筒において負の気の +3.9℃，次いで AV-040（N）の +3.4℃で，それ温差で月ごとの変動が大きく，25% は AV-040（N）

ぞれ晴れた日の朝 8 ～ 9 時頃に発生した（第 3 図の 冬（12 ～ 1 月 ） に 負 の 気 温 差 が 大 き く -0.6（f））．気温差の最小値は DTR503A（N）の -3.4℃℃，次いで DTR503A（N）で 11 ～ 2 月に -0.4℃，で，次いで YG-41003L（N）と JMA-W1（N）のYG-41003L（N）では 11 ～ 2 月に -0.3℃であった．

-3.1℃で，冬季の夜間の気温急変時に発生した（第JMA-W1（N）では日最低気温の差の平均の月ご3 図（g））．

との変動は小さかった．日平均気温の差の平均はAV-040（N）で最も大きく 12 ～ 1 月を除き正の3.2

月別統計値（日最高・最低・平均気温）

各通風筒ごとに，月別の日最高気温，日最低気

気温差で，9 月に最大 +0.3℃，DTR503A（N）は
1 月に負の気温差 -0.2℃であった．

温，日平均気温の差を強制通風式は第 4 図 -1 に，

自 然 通 風 式 の 日 最 高 気 温 の 差 の 平 均 は，

自然通風式は第 4 図 -2 に示す．以下，統計日数

DTR503A（N）を除き次年度の夏季に気温差の絶が 8 割以上の月について説明する．

対値が小さかった．これは，DTR503A（N）のみ

第 4 図 -1 より強制通風式において，日最高気プレート（自然通風式を構成する皿状の部材）の温の差の 25 ～ 75% 範囲の月ごとの変動が最も

裏面が黒色で，その他は白色であることから，経小 さ い 通 風 筒 は JS-256（A） で -0.2 ～ +0.1 ℃，

年の汚れによって，日射の影響による季節変動がE-834-Z1（A） で ± 0.2 ℃ 以 内，TV-150（A） で小さくなったと考えられる．

-0.3 ～ +0.1℃であった．これらの 3 つの通風筒では日平均気温の差の平均は -0.1℃以内であった．

3.3

日射との関係

日最高気温の差の平均は PVC-03（A）では春（3全天日射量の多い 8 月を対象に，全天日射量と～ 4 月 ） に +0.3 ℃，PVC-02（A） と PFT-02（A）

気温差の関係を調べた．各通風筒の 10 秒値の気では春から夏（3 ～ 9 月）に大きく +0.3℃以上で，温差とその時刻から前 1 分間平均の全天日射量と8 月に最も大きく前者では +0.4℃，後者では +0.6の関係を第 5 図に示す．雲によって日射が遮られ℃であった．日最低気温の差の平均は冬（12 ～ 2ていない条件として，8 月の全天日射量の過去の月）に小さく，PFT-02（A）では 1 月に -0.3℃で，日変化データから，日中の全天日射量 9 ～ 14 時

日平均気温の差の平均は± 0.1℃以内であった．

頃に相当する 700W/ ㎡以上を閾値とし，1 分平均

これら 3 つの通風筒は，PVC-02（A）と PFT-02

全天日射量が 700W/ ㎡以上ある場合の気温差デ（A）は横型の通風筒，PVC-03（A）と PVC-02（A）

ータのうち，最小値を 0%，最大値を 100% としは内部構造がほとんど同じで縦型と横型の違いでたときの 25 ～ 75% 範囲を第 1 表に示す．

あることから，第 4 図 -1 下段の通風筒の気温差

強 制 通 風 式 JS-256（A） 及 び E-834-Z1（A），の月ごとの変動が，上段の通風筒より大きかった

TV-150（A）では日射による影響はほとんどみら

理由として，断熱材がない二重管構造であることれない．その他の通風筒で，日射量が増えるととが原因と考える．

もに正の気温差が顕著である通風筒は自然通風

第 4 図 -2 より JMA-W1（N） を除く自然通風

式 AV-040（N）で（最大 +3.4℃の正の気温差），

式において，日最高気温の差の平均は正の気温

次 に YG-41003L（N），PFT-02（A） で あ っ た．

差で月ごとの変動が大きく，75% は AV-040（N）

DTR503A（N）は 25 ～ 75％範囲の正の気温差はで最も大きく 2 月，4 月を除き +1.0℃以上，次い+0.4℃以下で，日射による影響は小さかった．

で YG-41003L（N）で 4 月を除き +0.4℃以上と大日変化について，全天日射量が多く最高気温がきかった．DTR503A（N）の 75％の月ごとの変動高かった 2009 年 8 月 16 日の（a）各通風筒によ－ 21 －

測第 4 図－ 1

候時

報

第 80 巻2013

各種通風筒における月別の気温差（比較基準：JMA-95（A））（強制通風式）

上段：日最高気温，中段：日最低気温，下段：日平均気温．期間は 2009 年 7 月から 2010 年 9 月まで．凡例は第 3 図と同じ．PFT-02(A) は最大値を欄外に記す．それぞれの統計日数を数字で示す．統計日数 8 割未満の月をハッチで示す．2009 年 9 月 2 日～ 11 月 18 日は通風筒のメーカー仕様の気温感部で観測を実施したため，気温感部がPt100 Ω (3mm φ ) と異なる場合は統計から除く．

－ 22 －

測第 4 図－ 2

候時

報

第 80 巻2013

各種通風筒における月別の気温差（比較基準：JMA-95（A））（自然通風式）

図の説明および凡例は第 4 図－ 1 と同じ．

－ 23 －

��� [�]��� [�]101002003004005006007008009001000110012001300-

��� [�]101002003004005006007008009001000110012001300-

��� [�]����� �W/��

YG-41003L(N)DTR503A(N)��� [�]

3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5

101002003004005006007008009001000110012001300-

��� [�]101002003004005006007008009001000110012001300-

PFT-02(A)
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5

����� �W/��

AV-040(N)��� [�]����� �W/��

PVC-02(A)
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5

����� �W/������� �W/��

TV-150(A)
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5

����� �W/��

PVC-03(A)

3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5

2013

101002003004005006007008009001000110012001300-

��� [�]101002003004005006007008009001000110012001300-

��� [�]

3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5

����� �W/��

3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5

第 80 巻E-834-Z1(A)JS-256(A)
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5

報

����� �W/��

101002003004005006007008009001000110012001300-

時

101002003004005006007008009001000110012001300-

候

3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5

101002003004005006007008009001000110012001300-

測����� �W/��

���

���

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95 �
75 �
25 �
5�

101002003004005006007008009001000110012001300-

��� [�]JMA-W1(N)
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5

����� �W/��

第5図

各種通風筒における前 1 分平均全天日射量と気温差の関係（2009 年 8 月）

－ 24 －

測

候

時

報

第 80 巻

2013

る 10 秒毎の気温，（b）自然通風式の気温差，（c）

大は AV-040（N）で +2.6℃，YG-41003L（N）で強制通風式の気温差，（d）全天日射量の日変化を+2.3℃である．JMA-W1（N）では，他の自然通第 6 図に示す．自然通風式では，正の気温差の最風式に比べて変動幅も小さく，追従もやや遅れて

第6図

各種通風筒における気温と全天日射量の日変化（2009 年 8 月 16 日）(a) 気温 , (b) 自然通風式の気温差，(c) 強制通風式の気温差，(d) 全天日射量（通風筒と同等の高さに設置）－ 25 －

測

候

時

報

第 80 巻2013

いる．日の出 5 時頃から日没 18 時過ぎにかけて各正 1 分放射量から求めた前 10 分間平均放射照

正の気温差が見られる．

度の収支である．
気温差は，各通風筒について日々

強制通風式の正の気温差の最大は PFT-02（A）
で +1.4 ℃，PVC-02（A） で +1.1 ℃，PVC-03（A）の正 10 分毎の 10 分平均値の月平均値から気温差を算出した．

で +0.8℃である．また，自然通風式，強制通風式

8 月 と 1 月 の 放 射 収 支 量 を 比 較 す る と，1 月

とも 8 ～ 9 時頃に正の気温差が減少しているが，では夜間の放射収支の負が 8 月より顕著で，通この頃全天日射量が減少しており対応が見られ

風筒によって負の気温差のばらつきが大きかっる．

た．放射収支は，1 月では 16 時 10 分～ 7 時 40
分頃まで -60 ～ -40W/ ㎡と負収支となり（図 7 Ⅱ3.4

放射収支との関係（a）），自然通風式では JMA-W1（N）を除いてほ通風筒の 10 分平均値の気温差と放射収支のぼ同じ時間帯で気温差も負の気温差で，AV-040

関係を調べた．前 10 分間平均の放射収支量が（N），DTR503A（N），YG-41003L（N） の 順 に-50W/ ㎡以下の場合の気温差データのうち，最小-0.7 ～ -0.4℃と負偏差が大きかった（図 7 Ⅱ（b））．

値を 0%，最大値を 100% としたときの 25 ～ 75%

JMA-W1（N）では遅れてなだらかに変化し負の範囲を第 1 表に示す．

気温差 -0.3℃であった．強制通風式では，断熱材・

1 月と 8 月の放射収支量と通風筒の気温差の日

遮蔽板のない PFT-02（A），
PVC-02（A），PVC-03（A）

変化の関係を第 7 図に示す．上向き短波，下向きが夕方から夜にかけて負の気温差 -0.4 ～ -0.3℃

短波，上向き長波，下向き長波の放射データは，が見られ，断熱材・遮蔽板のある E-834-Z1（A），

第7図

放射収支量と各通風筒における気温差の月平均日変化（左：Ⅰ .2009 年 8 月，右：Ⅱ .2010 年 1 月）

上から順に，（a）10 分間平均放射収支量（上向き短波，下向き短波，上向き長波，下向き長波，放射収支），（b）
自然通風式の 10 分平均気温の差，（c）強制通風式の 10 分平均気温の差（比較基準：JMA95（A））．Ⅰ（c）の点線
は 2 日以上の欠測を含む．

－ 26 －

測

候

時

報

第 80 巻2013

TV-150（A），JS-256（A） の 気 温 差 は -0.2 ℃ で，

AV-040（N）では 3 時頃 10mm/h 以上の降水があ

前述の 3 つの強制通風式に比べると気温差の絶った頃から -0.2℃程度の負の気温差が見られ，こ対値は小さかった（図 7 Ⅱ（c））．放射収支量はの傾向は日射が強まる 8 時過ぎまで継続してい日没後の 17 時 10 分頃に負の収支が極小となり，た．

AV-040（N）では負の気温差が顕著でこの後 19～ 20 時頃に極小で -0.7℃であった．

3.6

総合評価

放射収支量の昼間の日変化を 8 月と 1 月で比各通風筒について，調査結果（第 1 表）を要素較すると，12 ～ 13 時頃のピーク時は，8 月で約ごとに階級分けしたレーダーチャートを第 11 図

400W/ ㎡，1 月 で 約 300W/ ㎡ と 8 月 の 方 が 大 きに示す．

い．気温差について，断熱材・遮蔽板のない強制通 風 式 PFT-02（A），PVC-02（A），PVC-03（A）

4.

では 1 月に比べて 8 月の昼間に正の気温差が大き（1） 日射の影響（2009 年 8 月）

い．自然通風式では 8 月に比べて 1 月に日中の正自 然 通 風 式 に つ い て は， 全 天 日 射 の 影 響 にの気温差と夜間の負の気温差の差が大きくなって

よ っ て 2009 年 8 月 で は 最 大 +3.4 ℃ の 正 の 気 温いる．また，自然通風式（JMA-W1（N）を除く），

差が見られた．正の気温差の最も大きかったも

強制通風式ともに，1 月には 7 時前（日の出前後）の は AV-040（N） で， 最 も 小 さ か っ た も の は

及び 17 時頃（日没前後）の変動が顕著である．

DTR503A（N）であった．DTR503A（N）は素材

これに対して JMA-W1（N）では遅れて緩やかにがポリカーボネートで熱を伝えにくいこと，プレ

変化している．

ートの裏側が黒色となっていることから，プレー考察

ト表面からの散乱光による温度計感部への影響が3.5軽減されたと考えられる．

降水との関係

階級別 10 分間降水量と気温差の関係を調べた．

また，日射が斜めに差し込む時間帯において，

日降水量が 10mm 以上の 47 日間について，10 分

日射の影響によって自然通風式では正の気温差が間降水量を７つの階級別に分け，10 分平均値の気大きかった．傘の構造や材質によって日射の影響

温差との関係を第 8 図に示す．このうち，階級 3を受けやすくなると考えられる．

以上（10 分間 2mm 以上）の降水時における気温差の値を第 1 表に示す．

な お，Lopardo et al.（2013） に よ る と，3 ～ 5年経った自然通風式について，日射の影響により

DTR503A（N）及び AV-040（N）では，概ね階

昼間は高くなる傾向があったと報告されている級が上がるにつれて次第に負の気温差が大きくなが，本調査では調査期間が短く，経年傾向についる傾向が見られ，気温差の平均は階級 5 で -0.4℃，て定かではない．

-0.3℃であった．PVC-02（A），PFT-02（A），YG-

強制通風式については，断熱材を使用していな

41003L（N）でも気温差の絶対値は小さいがほぼ

い PFT-02（A），PVC-02（A），PVC-03（A）では同じ傾向が見られる．JS-256（A），E-834-Z1（A），

日射による影響が見られた．その他の断熱構造（断TV-150（A），JMA-W1（N）ではこのような傾向

熱材・空気層）がある通風筒では全天日射の影響はみられない．

があまり見られなかった．

階級 3 以上（10 分間 2mm 以上）の時間帯が長（2） 放射収支の影響（2010 年 1 月）

かった 2009 年 8 月 10 日（風速 0 ～ 2m/s）の時

自然通風式については，夜間の放射冷却により系列を第 9 図，8 月 31 日（風速 3 ～ 4m/s）の時

通風筒が冷やされる影響を受けやすく，AV-040

系列を第 10 図に示す．自然通風式 DTR503A（N）（N），DTR503A（N），YG-41003L（N）の順に負

では，階級 3 以上の降水期間中に -0.5 ～ -0.2℃のの気温差が大きかった．これは，通風筒全体の熱

負の気温差がみられた．また，降水が弱まった後

容量や通風筒の材質の断熱性の違いによって，放も持続する場合があった．第 9 図（b）と（e）から，

射収支の影響の差異が顕れたと考えられる．

－ 27 －

測

候

時

報

第 80 巻2013

階級

1時間降水量に換算[mm/h］

0

0

0～

1

0.5

3～

2

1.0～1.56～3

2.0～3.0

12～4

3.5～4.521～

5

5.0～6.5

30～

6

7.0～

42～

最大値
平均値
最小値

第8図

10分間降水量[mm/10分］

95 ％
75 ％
25 ％
5％

階級別前 10 分間降水量と 10 分平均値の気温差

日降水量 10mm 以上（47 日間）における階級別 10 分間降水量と気温の 10 分平均値の差（比較基準：JMA-95（A））．
階級は右上に示す．それぞれの事例数を上部に示す．

－ 28 －

測

第9図

候

時

報

第 80 巻2013

各種通風筒における気温と降水量の日変化（2009 年 8 月 10 日）(a) 気温，(b) 自然通風式の気温差，(c) 強制通風式の気温差，(d) 風速と全天日射量（通風筒と同等の高さに設置），(e) 積算降水量と降水強度（視程計）．

－ 29 －

測第 10 図候時

報第 80 巻2013

各種通風筒における気温と降水量の日変化（2009 年 8 月 31 日）(a) 気温，(b) 自然通風式の気温差，(c) 強制通風式の気温差，(d) 風速と全天日射量（通風筒と同等の高さに設置），(e) 積算降水量と降水強度（視程計）．

－ 30 －

���

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���

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YG-41003L(N)

���

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10
8
6
4
2
0

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10
8
6
4
2
0

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10
8
6
4
2
0

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10
8
6
4
2
0

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JMA-W1(N)���

PVC-03(A)

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10
8
6
4
2
0

10
8
6
4
2
0

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��

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10
9
8
7
6
5
4
3
2
1

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PVC-02(A)
���

���

��

���

PFT-02(A)

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���

10
8
6
4
2
0

-0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -+0.2 +0.3 +0.4 +0.5 +0.6 +0.7 +0.8 +0.9 -

����

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0-0.1 -

����

0+0.1 -

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10
8
6
4
2
0

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－ 31 －-0.4 --0.3 --0.2 --0.1 -

0-

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��

���

��

分以上の降雨時における 25 ～ 75％範囲．比較基準の JMA-95（A）と比較した結果を，各要素について相対的に視覚化したものである．

それぞれの事例は第 1 表と同様．高温時と日射については 2009 年 8 月，放射と低温時については 2010 年 1 月，降水時は日降水量 10mm 以上の 47 事例より 2mm/10

第 80 巻

第 1 表の試験結果の内，右表のように各要素について階級で示す．比較基準の JMA-95（A）を 10 とする．階級はそれぞれの統計結果の値より便宜上設けたものである．

���

DTR503A(N)

�����

��

��

��

TV-150(A)報

各通風筒における試験結果のレーダーチャート

��

��

��

E-834-Z1(A)時

第 11 図

���

���

10
8
6
4
2
0

10
8
6
4
2
0

���

候

���

AV-040(N)���JS-256(A)

�����

測
2013

測

候

時

報

第 80 巻2013(Japan) Intercomparison of Thermometer Screens/

強制通風式では負の気温差の絶対値は小さいな
がら差異が見られた．これは通風筒全体の熱容量

Shields in 2009-2010, TECO-2010.

や断熱性に加え，通風速度の違いによるものと考

h t t p : / / w w w. w m o . i n t / p a g e s / p r o g / w w w /えられる．

IMOP/publications/IOM-104_TECO-2010/（3） 降水の影響（日降水量 10mm 以上の 47 日間）

P3_1_Aoshima_Japan.pdf

自然通風式については，DTR503A（N）及び

http://www.jma.go.jp/jma/jma-eng/jma-center/ric/

AV-040（N）は降水強度が強くなるほど顕著な負material/4_Reports/3-1_TECO_poster.pdfの気温差となった．これらの通風筒はプレート間

Brandsma, T. and J.P. van der Meulen (2007): Thermometerから内部の温度計感部が見える構造であり，雨滴

Screen Intercomparison in De Bilt (the Netherlands) -または飛沫が温度計感部に付着したことが考えら

Part II: Description and modeling of mean temperature

れ る． ま た，DTR503A（N） で は 風 速 0 ～ 2m/s

differences and extremes, International Journal of

で降水時に負の気温差が持続した事例が見られClimatology.

た．この理由として，プレートの縁の形状が雨滴ISO 17714: 2007 Standard: Meteorology - Air temperatureの溜まりやすい構造となっていたことが原因と考

measurements - Test methods for comparing the

えられる．影響が小さかった YG-41003L（N）はperformance of thermometer shields/screens and温度計感部が見えない構造であり，プレートが皿

deﬁning important characteristics, 2007

を伏せたような形状で上部が上から下に次第に小Lacombe, M. (2008): Acquisition system used by the

さくなっており，雨滴が溜まらない構造であった．

Algerian ONM for WMO Combined Intercomparison

強制通風式では，縦型で差異は見られなかった

of Thermometer Screens/Shields in Conjunction with

が，横型で降水強度が強くなるほど小さいながら

Humidity Measuring Instruments. TECO-2008.

負の気温差が見られた．

h t t p : / / w w w. w m o . i n t / p a g e s / p r o g / w w w /IMOP/publications/IOM-96_TECO-2008/

5.

P1(07)_Lacombe_France.pdf

結論・自然通風式は経済性や維持管理の容易さに優Lopardo G., F. Bertiglia, S. Curci, G. Roggero and A.

れている．しかし，中緯度の調査において日

Merlone (2013): Comparative analysis of the inﬂuence

射の影響が大きく見られたものが存在した．

of solar radiation screen ageing on temperature

このことから低緯度帯での使用には更に十分

measurements by means of weather stations. Int.

な注意が必要である．夜間の放射による冷却

J.Climatol., doi: 10.1002/joc.3765.

の影響についても十分考慮して使用すべきでWMO (2010): WMO Guide to Meteorological Instrumentsある．また，降水が内部にまで浸入して気温

and Methods of Observation. WMO - No. 8 (2008

測定に影響を及ぼしていると考えられる通風

edition, updated in 2010).

筒も一部あり，構造や特性を十分理解して使

http://www.wmo.int/pages/prog/www/IMOP/CIMO-用する必要がある．

Guide.html

・強制通風式において日射・放射の影響を最小

WMO (2011): Field Intercomparison of Thermometer

限にするためには，適切な断熱構造（断熱材・Screens/Shields and Humidity Measuring Instruments,空気層）が必要不可欠である．また，横型はGhardaïa, Algeria, November 2008 - October 2009.

風雨が浸入しやすい形状であるため，使用すInstruments and Methods of Observation Report No.

る際には注意する必要がある．

106. WMO/TD-No. 1579.
h t t p : / / w w w. w m o . i n t / p a g e s / p r o g / w w w / I M O P /

参

考

文

publications/IOM-106_Ghardaia/IOM-106_Report.pdf

献Aoshima, T. , K. Nakashima, H. Kawamura, M. Kumamoto,T. Sakai, S. Kawano and M. Joko (2010): RIC-Tsukuba－ 32 －