─ 11 ─

東京都区内における夏期ヒートアイランドの時空間変動
三上岳彦*

安藤

塩田勉**

森島晴夫
済***

（*東京都立大学理学研究科要横山仁

小島山口茂喜*****現東京都水道局隆子泉石井康一郎
岳樹****元非常勤研究員）

旨

東京都区内における夏期日中の気温偏差分布と卓越風系の関係について、METROS20およびMETROS100の観測データに基づいて解析を行った。その結果、夏期の典型的海陸風循環日には、早朝に都心部を中心とするヒートアイランドが出現するが、日中は南よりの海風の移流効果で高温域が北部から北西部に移動すること、一方、湾岸部では東部を中心に冷涼な東京湾海風の侵入で気温が低い状態に保たれることなどが明らかになった。

キーワード：ヒートアイランド、東京、海陸風Spatiotemporal variations of summer urban heatislands in Tokyo
MIKAMI Takehiko*, ANDO Haruo, YOKOYAMA Hitosihi,YAMAGUCHI Takako, ISHII Koichiro, SHIODA Tsutomu**,MORISHIMA Wataru***, KOJIMA Shigeki***, IZUMI Takeki**Tokyo Metropolitan University,**The Bureau of Waterworks, ***ex-Associate Researcher

Summary

Detailed spatial and temporal variations in summer urban heat islands in Tokyo were analyzed
using the new meteorological observation system (METROS) during the period 2002-2004. The
results indicate that spatial temperature anomaly patterns and prevailing wind system in Tokyo
are closely related. A case study was made on a typical summer day when the sea/land breeze
circulation developed. As a result, it becomes clear that the urban heat island patterns centered indowntown Tokyo appears from late mid-night to early morning in accordance with the occurrence of weak land breeze, and that the center of high temperature area moves to the north/northwest by the advection of sea breeze from the Tokyo Bay during daytime (from around 9 a.m. to 9p.m.). Negative temperature anomaly patterns which appear in and around the bayside area in theafternoon are distinctly connected with the invasion of cooled sea breeze from Tokyo Bay.

東京都環境科学研究所年報 2004─ 12 ─１はじめに速観測データを用いて、都区内の夏季ヒートアイラン

近年、東京をはじめとする大都市では、都心部を高ドの時間的・空間的変動を海陸風や日中の卓越風系と温の極とするヒートアイランド現象が深刻化している1)。の関連で明らかにすることを目的に、事例解析を行った。

特に夏期の高温化は、熱中症患者数を増加させたり局地的な都市型集中豪雨発生の可能性を高めるため、都２

市に生活基盤をもつ人々にとっては無視できない問題

METROS20高精度観測システムについて
METROS100（百葉箱での温湿度観測）については、前報 2)で詳細に述べられているので省略する。こになっている。
東京都では、ヒートアイランドの実態を正確に把握

こでは、都区内と隣接市部20箇所に設置されたMET-し、都市気候モデルの開発や緩和対策に資することを

ROS20について述べる。図１は、METROS20（大目的に2002年度から都区内20箇所での高精度気象観きな丸印）とMETROS100（小さな丸印）の観測地測（風向風速、気温湿度、降水量、気圧）システム

点を示す。

METROS20と100箇所の小学校百葉箱を利用した気温湿度の自動観測システムMETROS100を構築し、連続観測を実施している。その結果、夏季の日最高気温は都の北部で高く、湾岸部で低いこと、また日最低気温は都心部だけでなく、新宿・渋谷などの副都心地区や台東・墨田区などの東部地区でも高いことなどが明らかになった2)。
一般に、東京や大阪のような海に面した都市では、夏期の日中に海陸の温度差によって海から陸に向かう海風が吹くことが多い。海風の強さや卓越時間帯は、海陸の温度差や気圧配置によって異なるが、東京都心部では夜半近くまで都心部の高温状態が維持されるた

図１ M E T R O S 観 測 点 分 布 図 （ 大 き な 丸 印 は M E T ROS20、小さな丸印はMETROS100を示す）

め、海風が深夜にも卓越することがしばしばある。
一方、夏期日中は南〜南東の海風が卓越するため、METROS20の観測項目は、風向風速、気温湿度、特に湾岸地域では日中の高温が緩和される2)。海風は、気圧、降水量の６項目である。設置場所は、主として午前中から午後にかけて内陸部に侵入してゆくが、都ビルの屋上に設置してある。これは、海風や陸風など心部の高温な空気の移流によって、練馬区や板橋区な一般風の風向風速を的確に捉えるためで、原則としてど都の北部から北西部の地域では日最高気温が上昇すキャノピー層より上の風を測定している。

ることになる。このような状況で相模湾方面からの海測器の設置高度は、場所によって異なる。周辺地区

風（南西〜南南西）が侵入すると、東京湾海風との収で周囲に高い建物の少ない場所では、建物下面から15束線に沿って、「環八雲」と呼ばれる積雲列が出現す〜30ｍ程度であるが、都心部で周辺に高層ビルの多ることがある 3)。さらに、上空寒気の南下などで大気い地区では地面からの比高が80〜110ｍ程度になる。

が不安定な状態において、鹿島灘方面からの北東より風は高度に依存するため、同一地点での風の鉛直分布の海風が侵入すると、３方向からの海風の収束で強化を議論する場合には高度補正を行う必要があるが、今された上昇流が積乱雲を発達させて、時間雨量50㎜

回は都区内スケールで、キャノピー直上における風の以上の局地的な短時間強雨（いわゆる都市型豪雨）を場の空間分布を捉える目的から補正は行っていない。

引き起こすこともある4)。
このように、東京都内の夏期気温分布や局地的豪雨

３

2004年7月の都区内気温偏差分布事例解析

は、海風の風向や収束と密接な関連があると考えられ

図２は2004年７月７日〜13日の７日間における大る。そこで、本稿では2002年夏期から稼働している都

手町（東京管区気象台）と練馬（AMeDAS）の気温内高密度観測システム（METROS）の気温、風向風変化を比較したものである。大手町は都心部に位置し、東京都環境科学研究所年報 2004─ 13 ─周辺には中高層のオフィスビルや首都高速道路が走っ全域で北西からの陸風が吹いているが、都心部で強ている。一方、練馬は東京23区の北西部にあり、中まっている。気温は、風下に当たる都心から品川区、低層の住宅地が広がっている。都区内ではめずらしく大田区で高く、周辺区は相対的に低い。

畑地も散在し、緑被率も比較的高い。気温の日変化を(2)

2004年７月８日

午前７時（図３ｂ）

みると、日最高気温は大手町よりも練馬の方が最大で北部では北よりの弱い陸風が吹いているが、南部で3.5℃高いが、日最低気温は逆に大手町の方が最大では都心の湾岸に中心を持つヒートアイランドに吹き込3.7℃高くなっている。このことから、都心部にあるむ低気圧性の循環が認められる。

大手町の方が北西部にある練馬よりも気温日較差が小(3)さいことがわかる。

2004年７月８日

午前９時（図３ｃ）

南部の湾岸地域で南からの海風が侵入し、北部の弱図２の期間中、前半の７月７日から９日にかけては、い陸風との間に収束域（海風前線）が認められる。こ太平洋高気圧におおわれて安定した夏型気圧配置になのため、相対的な高温域の中心は、やや北上している。っていた。大手町の日最高気温は34℃前後に達し、(4)

2004年７月８日

正午（図３ｄ）

日最低気温も25℃以上の熱帯夜が継続した。風につ

この時刻になると、都区内の全域で南よりの海風がいても、日中は南よりの海風が卓越したが、夜半から卓越するようになるが、南西部では相模湾海風の侵入早朝にかけては弱い陸風が吹いており、都区内の気温が明瞭に現れている。冷涼な東京湾海風の侵入で南東分布もこのような海陸風循環の影響を受けた空間分布部の江戸川区、江東区では−1.5℃〜-2.0℃の気温偏が出現したと考えられる。そこで、典型的な海陸風循

差域が広がっている。一方、都心部から北側では海風環日として、７月８日早朝から翌日９日の早朝までのによる移流効果で高温偏差になっている。

24時間について、METROS20による風向風速分布と(5)

2004年７月８日

午後３時（図３ｅ）

METROS100による気温分布の図を重ね合わせるこ

都区部の全域で南より強い海風が吹いており、東部とにより、都区内の気温分布に及ぼす風の場の影響にの湾岸地域から内陸に向かって負の気温偏差になってついて検討する。ただし、気温は時間とともに変化すいる。特に、江東区、江戸川区ではほぼ全域で−るため、時間毎の100地点平均気温に対する各地点の1.5℃を超える負偏差になっている点が注目される。

偏差で表示した。例えば、−0.5℃というのは、その反対に、練馬区、板橋区など北西部では海風の移流効時間の都区内平均気温に比べて、その地点の気温が果で相対的に気温が高い状態が継続している。

0.5℃低いことを示している。

(6)

2004年７月８日

午後９時（図３ｆ）

この時間帯になっても都区内の全域で南よりの海風が卓越しており、海上よりも陸上の温度が高い状態にあることがわかる。気温偏差パターンは、午後３時の状態と類似している。
(7)

2004年７月９日

午前０時（図３ｇ）

南部の湾岸地域で、南西から南よりの海風が残っているが、北半部では北からの陸風が卓越し、高温域の中心も南下して同心円状のヒートアイランド構造が認められる。
(8)
図２ 大手町（東京管区気象台）と練馬（AMeDAS）の気温変化（2004年7月7日〜7月13日）

2004年７月９日

午前４時（図３ｈ）

早朝になり、全域が陸風の支配下にあるが、風速は２m/s以下で比較的弱い。北よりの陸風の影響で、高図３（ａ〜ｈ）は、与えられた時刻における風向風

温域はさらに南下して、大田区を中心とする南東部に速（ベクトル表示）と気温偏差分布を示している。以移動している。冷涼な陸風の影響を受ける北東部がも下に、時刻別の風と気温偏差分布の特徴を述べる。

っとも低温で、東部の江戸川区でも負偏差になってい

(1)

る。

2004年７月８日

午前４時 （図３ａ）

東京都環境科学研究所年報 2004─ 14 ─(a)2004.7.8

4JST(e)2004.7.8

15JST(b)2004.7.8

7JST(f)2004.7.8

21JST(c)2004.7.8

9JST(g)2004.7.9

0JST(d)2004.7.8

12JST(h)2004.7.94JST

図３典型的海陸風循環日（７月８日〜９日）における時刻別卓越風系と気温偏差分布

東京都環境科学研究所年報 2004─ 15 ─
４

夏期日中の卓越風向別都区内気温偏差分布
前節の事例解析から、夏期都区内の気温分布は海陸ている。風系は大手町と同じ東風が卓越しているが、湾岸部ではやや南よりの成分が付加されていて、湾岸風の影響を明瞭に受けることが明らかになった。しかに低温域が分布している。

し、夏期日中に必ず南からの海風が吹くとは限らない。

(4)

南東風（SE，図４ｄ）

気圧配置によっては、日中でも北よりの風が卓越する

典型的な東京湾海風による卓越風系と考えられる。

場合もある。そこで、2002年８月以降で、大手町全般に湾岸部では冷涼な海風の影響で気温が負偏差に（東京管区気象台）の日最高気温が30℃以上になったなっているが、他の風系の場合と同じく、港区北部か日（真夏日）を抽出し、12時〜15時の卓越風向別にら北西方向に高温域が広がっている。

METROS100による気温偏差分布の合成図を作成し、(5)

都区内の気温偏差分布と風系の関係について検討・考察した。

南風（Ｓ，図４ｅ）

最も例数が多く、典型的な東京湾海風卓越風系と言える。都心部に近い湾岸部を除いて、湾岸地域は負の解析対象期間は、2002年８月１日〜2004年７月

気温偏差になっており、とくに江東区、江戸川区で気14日で、この期間中に大手町で真夏日を記録したの温低下が顕著である。

は合計87日間である。卓越風向別に見ると、北風(6)

南西風（SW，図４ｆ）（Ｎ）が４日、北東風（NE）が１日、東風（Ｅ）が５

大手町では南西風であるが、METROS20では南南日、南東風（SE）が12日、南風（Ｓ）が38日、南西西〜南の風が卓越している。南風の場合と同じく、湾風（SW）が22日、西風（Ｗ）が３日、そして北西風岸東部を中心に低温域が広がっており、移流効果で北（NW）が２日であった。このことから、夏期の日中部が全体に高温になっている。に高温となる日の午後は、南風の頻度がもっとも高い(7)

西風（W，図４ｇ）

ことが明らかになった。ただし、ここでの風向風速は大手町では西風だが、METROS20では南西〜南風

大手町にある東京管区気象台（気象庁）で測定したもが卓越している。高温域は、風下の北東部に集中してので、若干周辺の建物や地形の影響を受けている可能おり、西部から湾岸部は負偏差になっている。

性も示唆される。

(8)

北西風（NW，図４ｈ）

そこで、上記の卓越風向別に都区内の気温偏差の合例数が２日と少ないが、風ベクトルからわかるよう成図とMETROS20の風ベクトル合成平均図を重ねあにかなり強い北西風が全域で吹いている。気温偏差でわせたのが、図４（ａ〜ｈ）である。この図をもとに、見る限り地域的な偏りは不明瞭で、高温域と低温域が夏期高温日の午後２時（ほぼ日最高気温出現時刻）の分散している。

気温偏差分布と午後（正午〜午後３時）の卓越風系の関係について述べる。白ぬきが正偏差を示す。
(1)

北風（N，図４ａ）

５

考察
以上の解析結果から、夏期における都区内の気温分都区内のほぼ全域で北風になっており、風向のばら布は、海陸風循環にともなう風系の日変化や日中の卓つきは小さい。北部と湾岸部が相対的に低温で、その越風系と密接な関連のあることが明らかになった。

間に東西に帯状の高温域が認められる。高温域の中心

本来、海陸風は陸地と海洋の温度差によって生じるは、やや東部に偏っている。

ものであり、熱容量の大きい海洋の温度の日変化が小(2)さいのに対して、熱容量の小さな陸地の気温の日変化

北東風（NE，図４ｂ）

例数が１日しかないので、一般化できないが、大手が大きくなるため、一般に日中は海風が吹き、夜間は町では北東風であるにもかかわらず、METROS20で陸風が吹く。しかし、東京のように夜間にも高温状態はほぼ全域で東北東〜東の風が卓越している。気温偏が持続すると、海風の継続時間が長くなり、場合によ差も東よりの風の影響で、全般に西部で相対的に高温っては夜半過ぎまで海風が吹くことになる。一方、陸となっている。

風は相対的に弱く、ヒートアイランド強度（都心部と(3)郊外の気温差）が強まる早朝には、高温域の中心部に東風（Ｅ，図４ｃ)

基本的に北東風の場合と類似の気温偏差分布になっ収束する「ヒートアイランド循環」が現れることもあ

東京都環境科学研究所年報 2004─ 16 ─
(a)

Ｎ(e)

Ｓ(b)

ＮＥ

(f)

ＳＷ(c)

Ｅ(g)

Ｗ(d)

ＳＥ(h)

ＮＷ

図４

卓越風系別の気温偏差合成図

東京都環境科学研究所年報 2004─ 17 ─る。

化による都市住民への健康影響や都市型災害との関連

このように、東京都区内では海陸風循環に伴う風系が注目されるようになってきている。東京都でも、屋の変化で気温偏差分布が空間的に変動するだけでな上緑化や保水性舗装の整備などがヒートアイランド緩く、海陸風循環そのものがヒートアイランドの影響を和対策の一環として具体化されつつあるが、夏期日中受けるため、両者の相互関係についてさらに検討するの東京湾海風による冷却効果についても、「風の道」必要がある。

効果という観点から今後さらに研究を進めてゆく必要

一方、夏期の日本列島の気候を支配している北太平があろう。

洋高気圧の動向や前線帯の位置によっても、都区内の卓越風系は大きく変動する。特に、夏期日中は北太平
洋高気圧から吹き出す南よりの風と海風（東京湾海風、相模湾海風など）の相乗効果で強い南よりの風が吹く

謝辞
気温偏差図作成にあたり、波多野和儀氏に協力いただいた。記して感謝の意を表したい。

ことが多いが、オホーツク海高気圧が発達したり、前線帯が南下すると、日中でも北東風が吹く場合もある。
４節では、夏期の日最高気温出現時刻の風系別に都参考文献

区内の気温偏差分布の特徴を合成図解析により明らか

１) 三上岳彦：都市ヒートアイランドの実態−東京のにすることを試みた。その結果、夏季日中の気温偏差事例を中心に−, 環境情報科学, 32 (3), pp.32-36

分布と卓越風向との間には一定の対応関係があり、気(2003).

温正偏差域は相対的に風下側に変位することが明らか

２) 安藤晴夫・塩田勉・森島済・小林茂喜・石井康一になった。興味深いことに、都区の東部では卓越風向郎・泉岳樹・三上岳彦：2002年夏期における都区にかかわらず負の気温偏差が現れやすい。これは、こ部気温分布の特徴について．東京都環境科学研究所の地域を南北に流れる荒川に沿って流れる風の影響も年報2003, pp.81-87 (2003).

無視できないと考えられる。したがって、今後都市計

３) 甲斐憲次・浦健一・河村武・朴（小野）恵画においては、河川に沿う風の流れ（いわゆる風の道）淑：東京環状八号線道路付近の上空に発生する雲を有効利用することが都市のヒートアイランド緩和対（環八雲）の事例解析−1989年８月21日の例−，策として重要となるだろう。

天気, 42, pp.417-428 (1995)．
４) 永保敏伸・三上岳彦：首都圏に中心をもつ暖候期

６

まとめの短時間強雨の特性, 日本気象学会予稿集, 79,

以上、2002年夏期以降に観測された都区内高密度高精度観測システム（METROS）のデータに基づい

pp.313 (2001).
５) 榧根

勇：東京とその周辺地域における日最低気て、夏期の都区内気温偏差分布の特性を風系と関連づ

温 分 布 の 都 市 気 候 学 的 考 察 , 地 理 学 評 論 , 33,

けて解析した。

pp.564-572 (1960).

これまでのヒートアイランドのモデルでは、高温の中心は都心部にあり、周辺の郊外に向かって低くなる

６) 水越允治：都市気温の分布の風との関係についての一考察, 地理学評論, 38, pp.92-102 (1965).

「熱の島」を形成するとされているが、このような気温分布が出現するのは晴天無風時に限られ、多くの場合、高温域の中心は風下側にずれることが日本でも古くから指摘されている5), 6)。
しかしながら、今回の解析で都区内の気温偏差分布が海陸風循環と密接に関連していることが明らかになったのは新知見であり、世界にも類のない高密度観測システムMETROSの成果と言えよう。
近年、東京をはじめとする大都市では、夏期の高温
東京都環境科学研究所年報 2004