ヒートアイランド
ヒートアイランドは厳密には、「都市が無かった場合に推定される気温よりも実際の気温が高い状態」である。調べ方には、気象台やアメダスなどでの定点気象観測のデータをもとにした統計と、数値予報モデルによる推定の2通りがある。
ふつう、都市化の前後を含めた長期のデータにより、都市部と郊外部の気温変化を比較することで、ヒートアイランドの進行状況をみる。平均気温、月平均の最高および最低気温のほか、夏日、真夏日、猛暑日、熱帯夜、冬日などの日数の変化も、間接的に気温の変化を表すデータであり有効とされている。なおヒートアイランドの評価においては、「N年前よりもX°C上昇した」のように絶対的な気温変化ではなく、「N年前との比較で地点Aよりも気温上昇がX°C大きかった」のような郊外部との比較を行うのが適切であるが、これは地球温暖化などによる広域的な気温変化の影響を取り除くためである。
一方、定量的な指標ではないが、初雪、初霜、初氷、雪日数といった季節現象、桜の開花、紅葉、セミの初鳴きといった生物季節の変化もヒートアイランドの影響を知る手がかりとして用いられることがある。
定点気象観測より小さい間隔の観測として、近年広く用いられているのがリモートセンシングである。センサーを搭載した人工衛星により、都市とその周辺部の表面温度を観測するもので、低コストで効果的にデータを得ることが可能である。
5日)。一方で冬日は、寒冬になった2006年、2012年でさえそれぞれ、9日と6日にしかならなかった。記録的な暖冬になった1989年、1993年、2004年、2009年は1日も観測されなかった。冬季の気温差が大きい例としては札幌、旭川、帯広などの北海道内陸部の主要都市が挙げられ、厳冬期の朝に郊外との気温差が10度前後になることも珍しくない。
また、風上にある都市のヒートアイランドの影響を受けて、周辺の郊外部や遠い内陸部に高温化が及ぶことがある。典型的な例として、海陸風が内陸に及ぶ関東平野や濃尾平野が挙げられる。右表にもある通り熊谷市、前橋市、岐阜市では夏の最高気温が2 - 3°C上昇しており、上昇幅は東京や名古屋と同程度あるいは上回っている。なお、熊谷市や岐阜県多治見市では2007年8月16日に日本の観測史上最高気温を記録したが、このときはフェーン現象による影響が大きく、ヒートアイランドの寄与は熊谷市で1°C程度と解析されている。一方で、冬は都市部の方が気温の上昇幅が大きく、夏は南東・冬は北西と向きが変わる季節風の影響があると考えられる。
このほか、都市内にある公園や緑地は気温の上昇幅が小さい冷気だまり、いわゆる「クールアイランド」になることも分かっている。例えば皇居では夏の平均気温が周辺よりも約2°C低いという観測結果が発表されている。
ヒートアイランドの主な影響を以下に挙げる。主なものとして熱中症の増大や大気汚染の悪化などが挙げられるが、エネルギー消費の面では冷房使用が増加する一方暖房使用が減少するという2つの側面がある。
ここからは主に日本の例を解説する。観測データを基にした気象庁の調査では、東京を中心とする都市圏と内陸側の都市(前橋・熊谷など)、京阪神、名古屋と内陸側の都市(岐阜など)、札幌、仙台、福岡が顕著な例として挙げられている。右表がその値であるが、主要都市は軒並み郊外に比べて顕著な気温の上昇を観測している。
留意すべき点として、気温の上がり方は夏や昼間よりも夜間や冬場の方が著しいことが挙げられる。顕著な影響として熱中症の増加がみられることから夏の最高気温が高くなるイメージがもたれやすいが、それとは逆の傾向である。右表では夏の最高気温は1 - 2°Cの上昇にとどまる一方で、夏の最低気温は2 - 4°C上昇しており、夜間の涼しさの方が弱くなる。つまり、真夏日よりも熱帯夜の増加が著しい。またどの都市でも、夏季よりも冬季のほうが差が大きく現れ、特に高緯度の寒冷地では顕著である。
例えば、東京では1920年代は年間70日程度観測されていた冬日が2000年代には年間数日程度に激減し、同じく熱帯夜の日数は3倍以上に増加している。ちなみに東京での熱帯夜は、観測史上最も暑い夏になった2010年が最多で56日、次いで2011年と2012年が49日を数え、平年の27.8日を大きく上回っている。真夏日に関しても2010年(平成22年)が最も多く、71日に達した(平年は48.
日本では、2005年に政府がヒートアイランドや地球温暖化対策とまちづくりを一体的に考えるモデル地域13地域を選定し、各地域で計画を進めている。主なものとして、大崎駅西口再開発、東京駅八重洲口再開発(丸の内への「風の道」復活)などがある。ただしこのような大規模な事業は費用が大きく弊害も大きいため、合意形成や費用分担も難しく、建て替えや再開発等の機会を利用して行われることが多い。
こうした対策を補助するものとして都市環境気候図がある。これは、都市における気温、気流、土地利用、排熱、人口などの分布を一般的な気候図よりも詳細な街区レベルで示したもので、これを元にヒートアイランドの様相を分析し、どのような対策が有効なのかを推定することができる。
建築物の建造や管理における環境影響評価の指標として日本には「CASBEE」という制度があるが、これを拡張してヒートアイランドに特化させたものとして「CASBEE-HI(ヒートアイランド)」という制度がある。敷地内における熱環境や緑化、敷地外に影響を与える反射や排熱、風通し、日陰の形成などを総合的に数値化して評価するもの。アメリカの「LEED」や「Green Globes」などもヒートアイランド対策を組み込んでいる。
また、多くの緩和策は地球温暖化の緩和策とも共通し、ヒートアイランド対策が地球温暖化対策として(逆もまた同じ)効果を発揮することもある。
雨庭。
散水 打ち水。局所的には数°Cの気温低下の効果が得られるが、通常の散水量で都市全体で行ったとしても、ヒートアイランドを緩和するために必要な冷却水量には到底及ばず、効果を得ることは難しいという研究報告がある。 ミスト散布(ドライミスト等)。
省エネルギー、資源の有効利用。エネルギーのカスケード利用、循環型社会など。
「風の道」や「水の道」においてしばしば引き合いに出されるドイツのフライブルク、シュトゥットガルトなどの事例は、日本とは少し事情が異なる。ヨーロッパの内陸都市では、沿岸よりも風が弱く、特に冬を中心に都市を覆う大気汚染物質の"ドーム"が発達し、これによる大気汚染がヒートアイランドの一番の悪影響とされている。夏の暑さはふつう日本よりも穏やかなため、夏の高温化による影響は日本ほど強くは認識されておらず、2003年の熱波(英語版)のような猛暑は例外的なものと捉えられているという。そのため、「風の道」の構築にあたっては風通しを良くして汚染物質を拡散させることを重点に置き、冷却効果は副次的なものとされている。
ヒートアイランド現象は都市化と密接に関わっており、都市の中でポツポツと散発的な対策を行うだけでは抜本的対策にはならないと言われていて、効果的な対策には都市計画を巻き込んだ様々な視点からの見直しが必要となる。