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東京都区部における夏季晴天日真昼の上向き赤外放射量分布と土地利用の関係
常松展充・横山 仁*・本條 毅**・市橋 新・安藤晴夫・山形与志樹***・村上大輔***・執行宣彦****（*現・防災科学技術研究所、**千葉大学、***国立環境研究所、****東京大学）

要旨

山手線の内側の大半をカバーする領域について、上向き赤外放射量の航空機計測を実施した。計測実施日時は 2013 年 8 月19 日、2014 年 8 月 19 日、2015 年 8 月 19 日のいずれも 12～13 時台で、気象条件は類似していた。その計測データ及び GIS（Geographic Information System）データの解析の結果、夏季晴天日真昼の赤外放射量は、住宅密集地域で相対的に多く、都心のオフィスビル・商業施設の多い地域で少ない傾向にあることが示された。近年の施策が都心のオフィス街における熱放射環境の改善に寄与したことが示唆される一方で、住宅密集地域における暑熱環境の改善が今後の課題であるとみられる。

キーワード：赤外放射、航空機計測、土地利用、夏季晴天日、真昼

１ はじめにの影響を軽減することが都における喫緊の課題の一つ

2015 年における世界の年平均気温の 20 世紀平均基準である。2013～2015 年の夏季の熱中症による死亡者数に対する偏差は＋0.78℃で、1891 年の統計開始以降、は、東京 23 区だけで 254 人にのぼる 3)。また、熱中症最も高い値となった。また、2015 年の日本の年平均気搬送者数は、2010 年以降急激に増加しており、都区部

温の 20 世紀平均基準に対する偏差は＋1.30℃で、1898だけでも過去 6 年間において、毎年 2,000 人を超えてい年の統計開始以降、4 番目に高い値となった 1)。これらる状況にある。これらのことからも、熱中症被害がいかは、主に温室効果ガスの増加に伴う「地球温暖化」に起に深刻化しているかがわかる。

因する。この地球温暖化に加え、郊外に比べて都市部ほ熱中症被害の深刻化には、前述の地球温暖化とヒートど気温が高くなる「ヒートアイランド現象」の影響によアイランドに伴う顕著な暑熱化が大きく寄与している

り、東京都心においては、年平均気温の上昇率は、100 年と考えられる。実際、東京都心における年間の猛暑日日あたり約 3.2℃に達している。一方、都市化の影響が小数（日最高気温 35℃以上の日数）は、2010 年以降はほさいとみられる全国 15 地点で平均した上昇率は約

ぼ毎年 5 日以上となっており、2010 年、2013 年、20152)

1.5℃である 。このことから、都心では、現在までの年には 10 日を超えた 4)。また、近年の急速な高齢化にところ、ヒートアイランドによる気温上昇が地球温暖化

加え、熱中症の疑いがある場合に救急車を呼ぶことが重による上昇を上回っているとみられる。また、季節別に要であるという認識が都民の間に広まったとみられる

みると、冬季の日最低気温が最も上昇率が大きく、100ことも、搬送者数の増加の要因であろう。

年あたり約 6.0℃である。これに対し、夏季の日最低気

すでに、東京都では、暑熱対策に取り組むため、2002

温の気温上昇率は 100 年あたり約 2.8℃にとどまってい年に「東京都ヒートアイランド対策推進会議」を設置し、る。さらに、夏の日最高気温にいたっては 100 年あたり

2003 年に「ヒートアイランド対策取組方針」を策定し約 1.1℃であり、全ての季節における日最高気温・日最た 5)。また、2005 年には、ヒートアイランド現象の原因低気温の上昇率の中で最も小さい値となっている 2)。

である人工排熱や地表面被覆の状況等が大気に与える

それにも関わらず、近年の夏季の暑さは、主に熱中症影響（熱負荷）を示した 23 区の「熱環境マップ」を作という形で都民に対して深刻な影響を及ぼしており、そ成し、これに基づき、「ヒートアイランド対策推進エリ

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- 77 -－ 77 －ア」として区部４箇所（
「都心」
、「新宿」
、「品川駅周辺」、
6)

ヘリコプターの飛行高度は、計測範囲の大半において「大崎・目黒」の各エリア）を設定した 。ヒートアイ

2,000 フィート（約 610m）で、大都市上空としては低高ランド対策推進エリアでは、都は、重点的に、国・区・度であるといえる。また、それにより得られるデータの民間事業者と連携した様々なヒートアイランドに関す空間解像度は約 2m であり、低高度からの撮影であるかる施策を進めており、例えば、道路の保水性舗装、遮熱らこそ実現可能な高い空間解像度である。これにより、性舗装、民間施設の省エネ化を推進する建築物環境計画

局所的な暑熱対策に貢献する基礎データを、広い範囲の書制度やキャップアンドトレード制度、街路樹や護岸緑地域について、空間的に詳細に取得することができる。

化、民間施設や公共施設の緑化、校庭芝生化等に、中長

ただし、航空管制指示による影響を受けた大森・大井・

7)

期的な視野で取り組んでいる 。しかしながら、前述の戸越・五反田・大崎・品川・芝浦・白金付近については、ように熱中症患者数は増加傾向にあるなど、都の暑熱対飛行高度が 4,000 フィート（約 1,220ｍ）であり、デー策は現状では充分とは言い難い。

タの空間解像度は約 4m である。

さらに、IPCC（Intergovernmental Panel on Climate

計測データについては、GCP（Ground Control Point）

Change）第 5 次評価報告書によると、現状以上の地球温技法をもとにオルソ補正†を施し、緯度経度情報を付与

暖化対策をとらなかった場合、都心における今世紀末のすることで地理情報化した。また、本稿では、相対的評

年間真夏日日数は、1984～2004 年平均（約 50 日）から価が主であることから、計測した赤外放射量について、60 日近く増加し、1 年の約 3 割が真夏日になることが予

大気減衰の補正は行わなかった。なお、赤外放射量は、測される 8)。これらのことから、ヒートアイランドによ赤外線を放射する物体の表面温度の 4 乗に比例する（シる気温上昇を緩和するか、あるいはそれに適応する施策ュテファン・ボルツマンの法則）。

を実施し、熱ストレスの軽減をはかることが、引き続き

表 1 に示すように、ヘリコプターによる赤外放射量計
測は 2013 年、2014 年、2015 年のいずれも 8 月 19 日に

都にとっての急務の課題である。
このような経緯から、本研究では、今後の都における実施した。各日とも夏季晴天日となり、都心におけるさらなる暑熱対策に資することを目的として、都内の熱13 時の気温は 31.3～33.7℃、全天日射量は 3.01～放射環境の実態を把握するための調査を行った。具体的

3.24MJ/m2、相対湿度は 54～56%であり、また、都区部にには、夏季晴天日を対象とし、2013 年の都心エリアとおいては南～南東方向からの海風が卓越するなど、類似

9)その周辺 、2014 年の新宿エリアとその周辺

10)に引きした気象条件下のもと、計測を実施することができた。

続き、2015 年には大崎・目黒エリア及び品川駅周辺エ

計測はともに 8 月 19 日の 12～13 時台に実施したため、リアに加えて大森・大井・五反田・芝浦・六本木・赤坂・

計測実施時において太陽高度・方位角はほぼ同じであり、永田町・表参道・青山・恵比寿・麻布・白金・渋谷とい2013 年 8 月 19 日から 2015 年 8 月 19 日の間に形状変化った比較的広い範囲について、航空機を使用して、地表のない地物の日陰の方向と長さはほぼ同じであるとみ面から上向きに射出される赤外放射量の計測を実施しなすことができる。よって、各日の計測データを相互比た。また、そのデータの解析と可視化を行うことで、ヒ較する際に、日陰の影響はほぼ無視できるといえる。

ートアイランド対策効果の検証や今後対策が必要とみ３ 結果と考察られる箇所の抽出を行った。

本研究では、前述のように外的な要素も含めて計測_________________________________________________

２ 調査方法††域は 8～14μm で、測定精度は±2%である。8～14μm はオルソ補正：航空機搭載サーモカメラによる空撮でオルソ補正：航空機搭載サーモカメラによる空撮では、は、カメラレンズを中心にした投影となるため、例えカメラレンズを中心にした投影となるため、例えばビルばビル等の高い建物の表面から射出される赤外放射の等の高い建物の表面から射出される赤外放射の計測値
計測値の水平分布に空間的な誤差が生じ、誤差は映像の水平分布に空間的な誤差が生じ、誤差は映像の中心かの中心から外へ向かうに従って大きくなる。それを正熱赤外の波長域で、この波長の電磁波は大気中の水蒸気ら外へ向かうに従って大きくなる。
それを正射投影（位射投影（位置関係を正確に投影すること）によって修等によって減衰されにくいという特性がある。

正すること。
置関係を正確に投影すること）によって修正すること。

ロビンソン R22 ヘリコプターに、日本アビオニクス社製サーモカメラ「TS7302」を搭載して、上向き赤外放射量の計測を実施した。搭載したサーモカメラの測定波長

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- 78 -－ 78 －表 1 航空機による赤外放射量計測の実施日における東京都心の 13 時の気象状況．気象庁公開データより作成．

気温

全天日射量℃

MJ/m

2013年8月19日

32.9

3.1756

2014年8月19日

33.73.2454

2015年8月19日

31.3

3.0154

航空機計測年月日

2

相対湿度%

条件を揃えたうえで、各日の上向き赤外放射量計測

アＤ付近の「BOX26」では、オフィスビルや商業施設結果を正規化（標準化）し、山手線の内側の大半をの割合が多く、全建物用途の 74%を占める。

カバーする範囲の赤外放射強度の合成図を作成した。
なお、正規化は次の式により行った：

これらのことから、夏季晴天日の真昼の上向き赤外放射量は、住宅密集地域で多く、オフィスビル・商業施設の多い地域で少ない傾向にあることがわか( �� � �� )���(1)る。それをわかりやすく示したのが図 3 である。この図は、図 1 の各ボックスに沿った正規化赤外放射量の断面で、各ボックスの範囲内で平均した値をプ

ここで、xi は各緯度経度における赤外放射量、x は各ロットしグラフ化したものである。図 3 を見ると、計測範囲内における赤外放射量平均値、SDx は各計測

真昼の赤外放射量は、西側の住宅密集地域（エリア範囲における x の標準偏差である。

Ａ）において最も多く、東側のオフィスビルや商業作成した合成図を図 1 として示した。なお、この施設の多い地域では相対的に少ないことが明らかで図において、浅草・上野付近（「上野駅」という表記ある（エリアＢ・Ｄ）。また、緑地やお堀が広がる皇を含む点線枠内）の値は、国立環境研究所が実施し居付近では赤外放射量が最も少ない（エリアＣ）。

た計測データにもとづくものである。

住宅密集地域で上向き赤外放射量が多い（地表面

図 1 の上半分に着目すると、大まかに、新宿駅の温度が高い）傾向にあることの要因は、密集してい北側に当たる地域（Ａで示した付近）において特にる住宅地では熱がこもりやすいことや、温まりやす

赤外放射量が多く、それと比較して、例えば、Ｂ・く冷めやすい、すなわち、熱容量が小さい木造の建Ｃ・Ｄで示した付近では赤外放射量が相対的に少な築物が多いこと、ならびに、その影響により昼間にいことが分かる。両者の差を絶対値で示すと、平均

おいて主に住宅の屋根面からの放射が多いことに起2因するとみられる。例えば、木造住宅等のストレーで約 22W/m である（図省略）。
図 2 に、図 1 の「BOX03」
・「BOX26」と表記した各

ト屋根の熱容量は他の材質と比べて小さく、昼間のボックス内における、2011 年の建物用途（建物現況）日射によって昇温しやすいと考えられる。住宅の屋割合を、それぞれ示した。これを見ると、エリアＡ根面が昇温しやすいことは、シミュレーション等でに近い「BOX03」においては、独立住宅の割合が最もも示されている（例：エーアンドエー株式会社 Web

多く、集合住宅と併せれば、その範囲内における全ページ： http://www.aanda.co.jp/products/Thermo

建物用途の 73%を占める。つまり、この地域はいわゆ

Render/Consulting.html）。結果として、前述のシュる住宅密集地域であり、東京都により、「木造住宅密テファン・ボルツマンの法則から、高温になった屋集地域（木密地域）」に指定されている。一方、エリ根面からの赤外放射量は多くなる。ただし、先行研

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- 79 -－ 79 －図 1 真昼における上向き赤外放射量計測結果の合成図．2013～2015 年のいずれも 8 月 19 日に計測した結果を正規化．点線枠内のみ 13 時台の計測結果，その他は 12 時台の計測結果．品川駅含む点線枠内のみ 4m，その他は 2m 解像
度．点線枠内の標準偏差については他の範囲の値との相違が大きくならないよう調整．
「BOX03」
・「BOX26」は図 2 に示した 2 つの円グラフに対応．それらを含む 28 個のボックスとそのライン上のＡ・Ｂ・Ｃ・Ｄの表記は図 3 に対応．

(a)
住商併用建物10%

教育文化施設13%

住商併用建物
2%

(b)

その他
4%

教育文化施設
3%

その他
3%

専用商業施設
18%

独立住宅
39%

オフィスビル
74%

集合住宅
34%

図 2（a）
図1の「BOX03」と（b）「BOX26」における建物用途割合（2011 年）．
東京都都市整備局 GIS（Geographic InformationSystem）データ使用．
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- 80 -－ 80 －図 3 真昼における正規化した赤外放射量の西北西―東南東断面（図 1 の各ボックスに沿った断面；図中のＡ・Ｂ・Ｃ・Ｄは図 1 におけるＡ・Ｂ・Ｃ・Ｄに対応）11)．

究により、住宅密集地では、夜と昼の表面温度差が東京の暑熱化は、主に夏季の熱中症という形で都民大きく、夜は他の土地利用の地域と同程度かそれ以に対して深刻な影響を及ぼし始めており、暑熱環境下まで、地表面温度（赤外放射量）が減少することを改善し、熱ストレスを軽減するためのさらなる施がわかっている

12)

策が必要である。

。

図 3 においてもう一つ注目されることは、オフィ

本研究では、都における暑熱対策に資することをスビル・商業施設の多い地域（エリアＤ）の中でも、目的として、山手線の内側の大半をカバーする範囲再開発地区（大手町・丸の内地区）では、赤外放射の上向き赤外放射量の航空機計測を実施した。計測量がより少ないことである。図 4 は、東京駅周辺には、類似した気象条件のもと、2013 年 8 月 19 日、2014

おける 2013 年 8 月 19 日と 2007 年 8 月 7 日の真昼の年 8 月 19 日、2015 年 8 月 19 日の、いずれも 12～13

赤外放射量の差を示したものである

11)。猛暑が続い時台に、計測高度約 610m で実施された。

た 2013 年の方が全体的に放射量が多い中で、大手その計測データ及び GIS データの解析の結果、夏町・丸の内や御茶ノ水といった近年大規模に再開発

季晴天日真昼の赤外放射量は、住宅密集地域（木密された地区では、逆に放射量の減少が目立っている。

地域）で相対的に多く、都心のオフィスビル・商業

これは、前述のように都の建築物環境計画書制度や施設の多い地域で少ない傾向にあることがわかった。

都市開発諸制度により、近年、公開空地の設定とそ

また、過去の計測データを用いた解析を行ったとこへの緑地や水面の導入をはじめ（図 5）、保水性被ころ、都心のオフィスビル・商業施設の多い地域で覆化、高反射率被覆等の推進がはかられ、そうした

夏季晴天日真昼の赤外放射量が少ないことの要因は、行政の取り組みが、結果的に熱環境の改善に対し一再開発に伴う公開空地の設定とそこへの緑地・水面定の効果をあげていることを示しているといえよう。の導入等にあることが示され、近年の都の施策が熱その一方で、今後は住宅密集地域における熱環境環境の改善に対して一定の効果をあげているとみらの改善が課題であるといえる。そのために、まずは地上気象観測により住宅密集地における熱環境の実れることが明らかになった。
一方、本研究結果から、住宅密集地域における熱環境の実態把握とその改善が、今後の重要課題の一態を詳細に把握することが重要であろう。

つであることが示唆された。
４ まとめ
地球温暖化の進行とヒートアイランド現象に伴う
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81－ 81 －図 4 ヘリコプターから計測された東京駅周辺地域の上向き赤外放射量（W/m2）の 2013 年 8 月 19 日と 2007 年 8 月 7日の差分（両日とも 12 時台に計測）11)．

図 4 ヘリコプターから計測された東京駅周辺地域の上向き赤外放射量（W/m2）の 2013 年 8 月 19 日と 2007 年 8 月 7 日の差分（両日とも 12 時台に計測）11)．

図 5 公開空地の設定とそこへの緑地等の導入を示す概念図 11)．

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参考文献
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metro.tokyo.jp/kansatsu/oshirase/nettyusho27.html)(2015)4) 東京管区気象台：東京における日最高気温 35℃以上（猛暑日）の日数（http://www.jma-net.go.jp/tokyo/sub_index/kiroku/kiroku/data/44.htm ）(2015)
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on urban heat islands in Tokyo, Proceedings ofthe seventh International Conference on Urban
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