第29号

防災科学技術総合研究報告

1972年3月
551，524：551．55：711

数値実験による都市気象の研究

曲田光夫・西田圭子
気象庁気象研究所

0n

the

Study

of

Urban

Eff㏄tsWindby

MitsuoMagal1aon

th6Airth6NumericalBy

T6mperature

andExperiments

and■〈eiko

I、一ishida

肋肋・010敏σ1R搬鮒ん伽伽牢，肋紗0
Abstract

The
Bui1dings

urbanmeteoro1ogy

isin

effect

a

city

have

an

bounda正y1ayer

over

the

city．0ndiffe正ent

that

of

from

In

the

stエongwind

1t

is

we皿一known，fromovercharacterizedbyacoveringstatusoftheurbansurface．
wind

prof岨etheotherhmd，therma1structure

ofan

the

sunounding

area

md

the

the

city，maximum

points

of

on

view

has

wind

of

and
an

effectvelocity

bothco細plicate
onappeaIsdiumal

and

at

the

structure

urban
urban

of

the

surfaceistempeエature．

around1OO−mheight．

secu1肛v皿iations，thatuIban

tempemtu正e becomes hi蝕eI than that of the sunounding孤ea．In order to c1arify mecト
anism of these phenomena，severa1numerical experiments we正e made by taking the tur−bu1ent effect ofurban bui1dings md the the正ma1effect of urban suエface into account andsomechamcteristic

Iesu1ts

nume正ica1ca1culation
fore，ournumerical

weretechniqueexpedments

obtained．But

the正e

a正e

and

the

physica1structure

have

not

suf丘ciently

many

of

unsolved

theproblems

intheboundaエy1ayer．The附

succeeded、

まえがき

学的，熱力学的効果と大気汚染質による日射，放都市は地球上にあって，特有な地表被覆状態を射の収支への影響などを問題にすることにする。

もっている。すなわち，建造物が密集し，そこで人間生活が営まれてレ・る。そのために風に対する

個々の建造物の重わりの風も都市気象の問題であるが，こ＼ではこの問題にはふれない。以上の問

地表摩擦が変わり，周囲と熱的特性が異なるために，地表における熱収支が変化し，都布上空にお題については，気象学的には観測資料の不足，境界層や放射過程について不明な点が多い1＝となど

1

ける気温分布が周囲と異なってくる。言た工場ののために，厳密な取り扱いは今のところできない。

媒煙，自動車の排気ガス等によって都市上空の大都市上空の不規則な建造物にょる乱れに対して，気が汚染され，その汚染物質が日射や放射に影響を与え，都市の気温変化をもたらす。気温の変化が言た風に影響するのは勿論である。こ＼では都乱流理論を適用して考えると，いわソる粗度定数

市気象として，都市の被覆状態が気象に及ぼす力が1m／S以上にもなることが知られている。乱
流理論の適用の当否は厳密には不明であるが，こ
こでは都市の不規則な建造物の効果を粗度定数に

一127一

最近の都市開発に伴う水害およぴ風害に関する研究

よって表現することにする。都市に拾ける地表の被覆状態は極めて複雑で，その熱的効果を設定するのは困難であるために，いろいろの仮定の下で

防災科学技術総合研究報告

第29号

19？2

簡単な仮定の下で気温分布を求めて見た。地表状
態は水平方向に一様であるとし，気温丁は時間t

議論をす＼めるしかない。また日射や放射に大きと垂直座標zのみによるとし，熱は拡散係数Kにょって上方に運ぱれるとすると，気温丁についてく影響するのは，大気中の汚染質と並んで雲の効

はつぎの方程式が成り立つ。

果が極めて大きい。これらの効果は太陽から来る

∂T

∂2丁

打一Kπ

日射を遜えぎり，地表の放射収支を制禦する。これについても厳密な取り扱かいは困難なので，簡単な仮定から出発する。

（z≧O）

（1）

また地中温度Tgについては，熱伝導率をKgとすれぱ，

以上のような力学的，熱的条件を考慮して運動
方程式，熱力学方程式等の系を数値積分すること

∂Tg＿

∂2Tg

万一Kgπ・（・くO）（2）にょって，都市気象に関する現象をモデル的に再が成り立つと考えられる。地表面に券ける条件と現しようというのが数値実験である。電子計算機の発展によって，このような数値実験が可能になして，（T⊃。＿0一（Tg）、＿0

ったわけであるが，たとえぱ，東京付近の気象状

13）

態をかなりの程度，実況に即したような数値実験を行なうには，莫大な計算量を要し，現状では困難である。勿論，困難は単に計算時間の不足アどけ

は気温と地中温度の連続性を表わすものである。

の問題ではなく，さきに述ぺた力学的，熱力学的条件，境界条件，山や海陸分布など地形の取り扱

乱流輸送によって大気中に運ぱれるものとに分けかい，計算誤差の問題等多くの難点がある。こ＼けぱ，

さらに日射によって地表の受ける熱量Sは，放射によって失われるもの，地中に伝導されるもの，られるが、この関係を地表に拾ける条件として書では実況に即した三次元的な数値実験を行なう代（・一・（・一・）一・。ρ、・、繋・・。1・募）・一・りに，垂直二次元面内で，主要な問題点について定性的な解決を与えるような数値実験を行なった。

＝0

こ㌧に，h，cは適当な常数で2（4）h（T−C）は地表

都市気象の特性からの放射を表わし，cgは地面の比熱，cpは

都市気象の中で最も顕箸な現象は都市域に歩け

空気の定圧比熱，ρg，ρは夫々地面，大気の密る気温の上昇である。多くの観測によれぱ，いわ度で，第三項，第四項は夫々，地中伝導，乱流輸

ゆるheat islandと呼ぱれているように，都市域では周囲に比ぺて高温になって拾り，この傾向
は最低気温の現われる早朝に強く，都市内外の気温差が10℃以上にも及ぷことがある。このよ
うな気温上昇の原因として考えられるものは，都市の被覆物質である建造物等の熱的性質の差異と大気汚染質にょる放射効果の変動である。都市域での汚染質の増加は郊外に比ぺて1O倍以上にも達すると考えられて拾り，それによって目射量は減少し，放射収支にも大きな影響を与えることになる。また，建造物の密集しているところ程温度が高いという観測事実があり，都市域の被覆状態

送を表わす。（3），（4）の条件の下で（1），（2〕の解を数値的に解く問題は曲田（1965）が論じている。

Lomqvist（1962）は日射Sをつぎのような
時間のフーリエ級数に展開した。

N

S＝b・十昌（b・舳ωt＋・・sinnωt）（5）
こ＼にωば地球の回転速度を表わす。（5〕を用いて条件（3），（4）の下で，（1），12）の解を求めると，

・ギ省一箒祭1いが温度分布に深い関係があることは明らかてある。

（・ωt・婿・一1、）・・、・i・（・ωt・

しかしながら，放射過程や地表状態の熱的特性を婿・一δ、）1

明らかにし，さらに熱の乱流輸送等を考慮に入れて，温度構造を厳密な物理法則にょって説明することは困難であるので，こ＼では，つぎのような

一128一

数値実験による都市気象の研究一曲田・西田

T一・・十・・呈…（偶・）
g

h

10C，

24
22

ト1・（α、・・）・ぺ

1㌔…（㎜t＋環・一1

20

十…i・

！…fo・・
Z・1◎◎m18
16
14（㎜t・喝・一㌔）1

与・へ、

〃

1

こ＼で

tanδ＝
n

α

8
6
4
2

n

n

十h

㌔一・、1坪・・。1。辱

＼〆

！／
1 ／

10
α

、

！Z＝200m

12

！／

＼一

，

、

＼
＼

＼、

、一

024681012141618202224｛hr〕

16）

図一1

α仁臭Dに』＝って求bた気日の目変化

ヒの解から，地表温度（T）z＝oは

b。十hC

N

1

（T）。一0＝h一Σn＝1（α。十h）2＋咋

lb。…（・ωトδ。）十・。・i・（・ωt一δ

。

1

＼

4〆＾

〃

（7〕

／

（7〕式は地表温度の日変化を与える式になるが，｛6）〃式は日射，放射，地面の性質，大気の拡散係数等

レソとの関連を表わしてし（る。これから分かることと

1

＼
＼

、＼
＼．

、＼坦レ

して，

I，

i）日平均気温は日射，放射によって決まる。

i1）日変化の振巾は，熱容量や拡散係数が大き
レ・程小さく，日射量の振巾が大きい程大き

◎
図一2

いo
iii）長波放射の大きさは気温の日変化の振巾には無関係で日平均値と最高，最低気温の起

2

4

6

8

1012I41618202224｛hr，

数値実政に∴って求めた気沮の日変化。
（I）は図一1の地表の気温分布。（血は平均気温は（I）と同じで振幅が小さい場合。⑭は平均気温は（皿）より大きく，振幅は同じ場合。

ということは，図一2で云えぱ，（1）が郊外の気温時に関係する。
図一1は（i），12）を条件／3），（4）の下で，数値積分に，（1）が都市域の気温に対応するものと考えるこすることによって求めた気温分布である。その際とができる。すなわち，都市域の気温は，日射，（K）z＝o＝104〃／；ec地面に対して

cgρg＝

放射の効果として日平均気温が上り，地面の性質

0・57ca1／劫℃，Kg＝O・005劫／sec・放射に対や拡散係数の影響によって，振巾が減少する。

してh＝O．O02ca1■〃min，C＝一60℃とし，日都市気象のもう一つの問題は，風に及ぼす都市

射量Sの値としてつぎのような値を用いた。

域の地表面粗度の効果である。一般に都市域では

図一2の（1）は図一1の地表の気温分布であり，堤，荒川（1967）が示したように，地上数拾m（皿）は日平均値を変えないで振巾を小さくした場合〜百数捨mの高さで風速の極大を示すことが知ら（□）は日平均値も大きくなった場合である。都市域れている。そして風が弱い場合には，風速極大層の高さが高く，風速が増すにつれて低くなる。こに歩けるheat

is1andが早朝に顕著に現われる

一129一

最近の都市開発に伴う水害拾よび風害に関する研究

防災科学技術総合研究報告のような現象については，その機構がよく分かっ

第29号

19？2

∂u

1

∂P

∂

∂u

∂v

1

∂p

∂

∂v

V砺一fv＝7石十砺（Kπ）ていないが，地表の建造物による凹凸が大きく効

いていることと，都市域での高温による気流が影ωV巧十f・＝■万砺十π（Kπ）

響しているようである。これらについては，後に数値実験によって検討するが，風速極大層の存在

この方程式はいわゆる放物型の方程式であり，境については充分説明できない。

界条件として，

なお，都市域では雨量や雲量が5〜10％多い（・）。一〇＝O・（・）一二V・（・）、≒H＝O・と云われているが・これについては，さらに精密な検討が必要である。
3（・）、≒H：V

地表面粗度の効果に関する数値実験の他にz＝hにおけるu，vの値を一与える

都市気象の問題は主として，エクマン境界層内の現象であり，こ＼での運動を支配する最も基本と，⑩の解は一意的に決定されるoVはz＝Hに券ける地衡風であり，V＝VGと仮定する。

的な要素は，気圧傾度力，摩擦力，転向力でありz＝hに拾けるu，vについては，J・P・Gerrity，方程式としては，Jr．（1967）の方法に従ってつぎのように考える。
G・・を粗度定数・Gを地表地衡風とし・R・＝π。

一f・一十袈十岳（・詰）と置くと，摩擦速度u＊は

f・一一去劣・去（・祭）（8）

u＊＝G（0・07625−0・00625

1og

Ro）ω

となり，重た地表の風と地衡風となす角ダは
γ＝0，625（1・gR。）一12・75（1・gR。）となる。こ＼でX，y，Zはそれぞれ東西，南北，
鉛直方向の座標であり，u，Vはそれぞれ風速の
東西，南北成分である。重たPは気圧，ρは密度，と表わすことができる。接地層に拾ける風速Sぱ

fはコリオリ因子，Kは拡散係数である。接地境

中立成層を仮定すれぱ

界層

z＝h

とエクマソ境界層の上端

一←80，625z＝H（12（・）、一。一甘1・・去⑬に拾いて風の境界条件を与えて，（8）を解けぱいわ

ゆるエクマソspira1が得られる。z＝Hに春け

こ＼でkはカルマソ定数である。⑫，⑬を用いる

る条件としては，地衡風をとれぱよいが，z＝hに拾ける条件は厳密には，接地層の運動との関連において決められるぺきものである。都市域でのと，

z＝hに拾けるu，vは，（・）、＿h＝．（S）、＝r・i・ψω

地表条件が，郊外に拾けるものと異なるために，（・）、＝h（S）。＿r…Ψ

風の水平傾度ができると考えられるので，運動方これらの境界条件の下で，ωを数値積分を行な

程式として，（8）に移流項を加える必要があり，つうわけであるが，地表の境界条件ωは，地表の粗ぎのようになるo
∂u

∂u

1

∂p

∂

∂u

・石十v砺一fv＝一万孤十砺（K瓦）∂。∂。

1∂。∂∂、

9）u石十v砺十fu＝一ア砺十砺（K万）度定数zOによって決められる。こ＼では比較的滑らかな粗度定数の小さい地域から，粗度定数の大きい都市域に風が吹いて来る時に，風がどのよ
うに変形されるかを見ることにする。0≦y≦aのこの方程式系は非線型であるので，一般流として区域は粗度定数の小さいところ，aくy≦bは都

u＝0，v＝Vとして，それからの偏差は少さい市域に対応し粗度定数の大きい区域と仮定する。

と仮定し，線型化することにする。すなわち，

v＝V＋v

z方向は50m毎に格子点をとり，h＝50mとして50m≦z≧1050mの範囲で計算を行ない，を（9）に代入し．二次の項を省略し，気圧場に変化㈹式からu，▽を求めるには，y＝Oに歩けるu，がないとして，u，Vに対する線型方程式を作る

vから出発して，y＝△y，2△y，3△y……
（△y＝1㎞）における値を順次に求めて行くのであるo o≦y≦aの範囲でz＝h＝50m・

u＝u

と，

，

一130一

数値実験による都市気象の研究一曲田1西田

z＝H＝1050mに拾いては一定の境界条件でを扱かうには，非定常方程式について，時間ステ抑えているので充分大きいaをとって券けぱ，yヅプをとって，計算をす＼めて行くしかなく，莫二aに近いところでは一定のエクマソspiralに対応する解になっており，a＜y≦bの区域に入大な計算量を必要とする。一方，境界層の扱かいいると地表の粗度定数が大きくなるので，風も変なけれぱならないoを厳密にするには，エクマソ層の理論を発展させ形されるようになる。
4

地表面の温度効果に関する数値実験

既に述ぺたように都市域では郊外に比して，一8

般に温度が高い。この温度差が風の吹き方にどの浦ような影響を与えるかが問題であるが，理論的に考えると先づ最下層の接地境界層に拾ける温度や21風の構造を明確にしなけれぱならない。しかしな
がら，都市域では凹凸のはげしい建造物が複雑に3立ち並んで拾り，このようなところで，乱流理論
がどの様に成り立つものか，研究観測を行なう必要がある。こ㌧では，都市域の最下層で周囲に比

41kml

5、

幽rも」、2

図一8

都市と郊外の境界付近に歩けるエクマン蠣像。

表面粗度は都市域で100㎝，郊外で5ωとして醐したもの。
｛m，て調ぺることにする。この問題は海陸の温度差にょって起こる海陸風の機構と本質的に同じである。
前節では（8）で表わされるエクマソ螺線が，地表面

250
20
15

粗度の変化によって，どのように変形されたかという立場で，地表面粗度は境界条件として考え，

O．25

lO

0．5

気圧傾度は一定として水平移流項の効果を調ぺた。

1、◎

5
Z昌O
Z昌0

O

l

22

しかし，地表の温度効果を問題にする場合には，

33

気圧変化が重要になるために運動方程式だけで論ずるのは不充分で，熱力学方程式を考慮に入れな

4 4m■
km，

5cm←一一→lOOcm
rOughneSS
図

ぺて，一定の温度差を保っているとして，上空の風がどのような変形を受けるか，数値実験にょっ

4

ければならなレ・。従って，エクマンスパイラルで表

図一3に対応する凪の水平収東分布。
単位10−8s・1。

わされる運動とは本質的に異なり，簡単な方法で

図一3はこのようにして求められたエクマソ
spira1を都市域の付近で描いたものであり，都市域に吹き込んだ風が，地表磨擦のために引きとめられる状態を表わしている。図一4はこの場合の風の水平収束てあるが，都市域に入って数km付近まで収束の大きいとことが現われる。このよ
うに収東の大きい地域では，激しい乱れが起こるものと考えられる。重た，下層で風速が小さくなは解を得ることができず，非定常非線型の運動方
程式，熱力学方程式等について，数値的解法で時間積分を進めて行かなければならない。こ＼では垂直2次元面内で考えることにして，次のような運動方程式，熱力学方程式，静力学の式，連続方程式を用いる。

っているが・地上数拾m〜百数拾mで風速極大層が現われることについては説明できない。これは，

線型方程式を用いてレ・るためか，境界層の扱かいが不充分なためか，あるレ・はそれ以外の効果を考える必要があるか，な拾不明である。言た，こ＼

∂u

∂u

∂u

∂θ

∂θ

∂θ

生

∂・
∂u

次元で考える必要がある。三次元の非綿型方程式

一131一

∂

∂θ

π十・π十w砺＝π（Kπ）
＿一Lθ・
・p⑪2
∂W

∂X
∂Z
一十一＝O

ではy−Zの二次元面で考えたがX，y，Zの三∂π∂τ十u砥十w砺＝一cp⑪π⑯

最近の都市開発に伴う水害およぴ風害に関する研究

こ＼で，u，Wはそれぞれ水平，垂直方向の風速，
Kは熱の拡散係数，⑪は断熱大気の一定の温位で
あり，また
π

＝

π

一

防災科学技術総合研究報告

and

第29号

1972

C．M．Bh㎜ra1kar（1969）の方法によつて，

次のように考える。P＝・p⑪πと置けぱ⑮の第1

式をXについて徴分すると

π

C

∂

∂u

∂

∂u

∂

∂u

研P

万（石）十研（・研）十振（W砺）二一粛⑳

θ1＝θ一⑪いでπ一（青）kで，・は気圧，・一1…

今，積分範囲の上端をz＝Hとし，任意の量Aに

mb，K：cP1cvであク，T、，π、を断熱

対して

Cp

一 1H
A＝百4Ad・

大気の気温，πの垂直分布とするとT：const．
C一（〆cp）z・πc＝const・・（9／（cp⑪））zとなる。θ

と定義すると，連続の式から（w）z＝o＝0となは温位であるが，下層大気では温度とるWは見倣しても殆ど誤差はない。方程式系蝸を積分す・一一棉・・る範囲としては（0≦x≦11O㎞），（0≦z≦
ユ200m）とし，数値積分するための格子間隔とであるから，（w）z：o：（w）z＝H＝0が成立す

して△x＝5㎞，△z＝200mを使用する。まるためにはた都市域を，（40≦x≦70㎞）の範囲とし，

∂一

一＝0

地表温慶の条件として（θ）・一・＝△θ（40≦・≦70㎞）

盲1⑤∂一となる必要がある。従って，初期に（石）t＝テoと仮定すると，常に②Dが成り立つためには，②①か＝O（0≦xく40，70くx≦110㎞）のように仮定する。側面の境界条件としてら∂・戸（W）X＝o＝（w）x＝11O㎞：一定
∂u

∂u

∂

∂u

⑳

となることが必要である。次に蝸の第3式は

帥

坦＿且θ・

重た上端地表のuに対する境界条件として（石）、一F（石）、＿。。。。m＝O∂

π一一石（・石）一盃（・石）（u）x＝o＝（u）x：110km；一定，

∂u

②カ

∂X

∂Z

⑱

⑫3

⑪

この式から

H
・一（・）・一・一舌4ぴ…

一方Wに対する上端，地表の境界条件は

一方・グ…一・戸一／・・〕1一峠・・（・）、一。＝（・）、＿、。。Om＝O蝸

一・（・）。一・一釘帆・
方程式系⑯は，境界条件⑯〜ωの下で，数値積分されるわけであるが，⑲を充たすためには特殊な工夫を必要とする。簡単な方法はEstoque（1962），曲田（1965）等が行なった方法で従一て（・）。一・一・・竜イH・1

これをω式に代入すると

一

∂2u

∂Z2

∂Z∂X

ると，㈱のPを／15の第一式に代入してuを求め，∂u∂Wかし，この方法では瓦（砺十π）＝Oであるか∂u∂Wら石十石：0②5

この式に巻けるPとして，⑳を満足するPを用い

この式をWについて，⑲の条件で解けぱよい。し∂g H dz 一一ブθ
g Hdz
H⑭・
⑪。

P：P＋一∫zθ

連続の式をZで徴分して，∂2W・・

さらに連続の式からWを計算すれば（W）Z＝o＝（w）〃＝H＝0の条件を満たすのである。

を厳密に満足していない。連続の式を正しく充たすように，Ml．A．Estoque

初期条件としてu及ぴθの値を与えなけれぱならないが，こ＼では次の二つの場合にっいて考え
る。

一132一

数値実験による都市気象の研究一曲田・西田

TEMPERATURE

1）・＝0，θ・＝011）

u＝10m／ら

，

lrn〕

θ1・＝0

T・O

6

OEVl＾TlON

40

初めに1）の場合，すなわち一般流のない場合

・C，

O

05I◎

2◎o

15

Z・O

に，条件1⑤の△θ；2oCと置いて一1⑤〜⑲の境界条lm｝

T＝30mln．

600
400
200

件の下で計算を行なった。図一5，図一6は，そ
。跳

IO05

Z・O
lm1

T・60m旧

600
400→

05

1．O﹁

200
Z−O

500「
I，5

一50−40
図一5

50

一・O

20

IO

I40

図一7

o，5

020

■30

−20

．1O

O

l0

20

30

40

50仏而】

都市域の地表温度が周囲より2℃高く，1Om／sの風のある場合の気温分布。

．一

20

O

一50

304050WINO

一m．

VELOCITY

OEV1＾TION

m

l：
。。

都市域の地表温度が周囲より2℃高い場合の気温，風速の分布。数値実験1時間後の分布。実線は等温線，矢印は風向を表わし，一一般に風速ば弱く，1m／S以．j二になるのは陰影のある区域だけである。

一50

一〇01．

l

∵．㊥．．
一＼．、
。O ．

」」二：5

■40

図一8

塊

■

θ

．一…一1．

：：

而！g】

−30

20

・10

0

I0

！冊一
20

30

40

50

km，

図一7と同じ場合の風速の一般場からの偏差分

布。

めのものであり，定常状熊を表わしているわけで

↓〜

150◎

↓

／

↓

〜

lOOO

はない。温度の影響をはっきりさせるために，o，5u：10m／；，△θ■二10oCの場合について，定常状態に近いと考えられるのが，図一gの温度並
びに風速の一般場からの偏差を表わしたものである。温度分布は風下側に傾き，風速は下層でぱ強

迅．

一50

図一6

．40

30

20

10

0

10

20

30

40

50

仙nl

くなり，」二層では弱くなる傾向がある、一般的に図一5と同じ。数値実験2時問後の分布。

は地表の温度効果が風に与える影響は，強風時にれぞれユ時問後2時間後の流れの模様と温度分布は弱いが，弱風時には風の局地的な構造に軍大なを示したもので，高温域と低温域の境界付近に描婁∴、4豪三」かれた線内では風速がl

TEMP1三RATuRE

m以Lであることを表わしたものである。都市域と郊外との温度差が持続50

すれば，このような循環は強化される。しかしな

140

■30

u−COMPONENTlrn〕

がら，日変化に伴なって綿度差が小さくなり一方的に強められることはない。このような循環は，

1■■

OEV1＾TlON

−20

110

DEV1＾TlO〜

附H舳1n

0C，

0

■

60σl

400

200・

海陸の温度差から起こるいわゆる海嘩風と同種のものであり，局地的な風の構造に大きい影響力を互！O一。♂一4。一｛δ一。。一■。O

図一9

もっている。

実擦にばト属に向うにつれて，一一般場の風があり、それによってこのような循環系は壊されてい

10

20

30

40

50｛km〕

・C，
■■

「

O

1

○戸

10、

6■面ゴ。■石■■ξ。（一。〕

都市域の地表温度が周囲より10℃高く，10m／Sの風のある場合の気温，風速の一般場からの偏差分布。数f直実験180分後には大体定常状態に達している。

ることが多い。このような場合を検討したのが（i1）影響を与えるものと考えられる。周囲に山や海等の場合である。u■10m／s，△θ＝2oCとしのある都市では，力学的熱的効果によって，さらに複雑な風系が現われることになる。山の影響にて計算してあり，図一7，図一8はそれぞれ温度
並びに風の一般場からの偏差を表わしたものである。温度場は風下プテ向に頓いてむり，風速は増大

ついては山谷風として古くから知られているが，これを数値実験によって再現するにぱ多く問題点するf頃向がある一しかし，この状態は風の吹き初がある。山越気流に関しては多くの理論的研究が一133一

最近の都市開発に伴う水害拾よび風害に関する研究あり，数値実験的研究もす＼められているが，都市への影響という観点からなされたものは少ない。

5

む

す

ぴ

この論文では，地表の熱収支を考慮に入れた地
表温度の日変化の問題，都市域と郊外の地表粗度定数の差異に基づく風の変動，都市域の高温化に

防災科学技術総合研究報告

1972

第29号

れぱならない。なお，このような数値実験を三次元的に行なうには莫大な電子計算機の使用時間を必要とする。元来，数値実験も普通の物理実験も同じ目的を有すると考えられるが，それぞれの長所短所を持つものであり，電子計算機の発達と計算技術の進歩た伴ない数値実験の方法が大きく発展することが期待される。

よる風系の変化等について，簡単なモデル的な数値実験を行なった。このような簡単な扱かいの場
合においても，物理的機構並ぴに計算技術に関しt

Estoque，M．A．，1962：The

解決しなけれぱならない多くの問題が残されていasaる。実際には，山並ぴに海陸分布，地表の被覆状
態，大規模の気象条件が与えられた場合に都市周

synopti

辺に春ける三次元的な局地的気象状態を数値実験

c

s

工9，
2．

によって再現する必要がある。このような場合に比較的下層の大気を問題にする限り，いわゆる大気境界層内の現象であり，理論的にも，観測上からも解明すぺき多くの問題を含んでいる。

funct

Es

i

t

1969：F1ow

Rev

ove

t
i

ua

of
t

i

sea

the
on．

breezePrevai1ing

J．Me

t

eor．，

kar，

244−250．

toque，M．A．

hea

ion

and

C．M．Bh㎜ra

l

r

1o

z

c

a

source．Monthl

y

ew，

a

97，

l

i

Wea

ed

ther

850−859．

5Gerrity，J．P．，Jr．，1967：Aphysi−

こ＼では一切ふれなかったが，水蒸気の凝結，c

雲並びに降水等についても数値実験的な取り扱か

法がす＼められている。雲，大気汚染質の放射効

Rev

4．

支，境界層内の運動等の物理的な問題，一方数値計算上の問題として安定な時間積分法，境界条件

i

emper

Maga

16，

一134一

mode1

f

o

a

261

−282．

1962

：

variationoftta，M．，

として地表風と数百mの高さに拾ける風速の逆相
関性，都市域の高温化，都市域に拾ける大気汚染

述ぺた物理上計算上の問題が正しく解決されなけ

l

r

t

he

ur

0n

the

surface

e．

Te1l

us，

1965

：A

s

14，

96−

101，
5．

sea

質の滞留分布等の問題があるが，これらの現象を

ca

0．，

diurnal速の極大が100m前後に現われる1＝と，日変化

数値実験によって正しく再現するためには，上に

iew，95，

L6nnqvist，
tの置き方，地形や海岸線の表現に必要な格子間隔の取り方等の問題がある。現象面から見ると，風rpredict ion of synoptic−scale
1ow＾1oudiness．Month l y Weather

いが運動方程式系の中で可能であり，その改善方

果，地表面粗度の正しい扱かい方，地表面の熱収a1−nmlebreeze

exper
23

by

iment．
−

the

tudy

of

the

nurne1＝ica1

Pap．Met．Geophys．，

37．

6．堤敬一郎，荒川秀俊，1967：都市に吹く
強風の特性，天気，14，299−302