都市の高層化と高密度化に伴う都市温暖化と緑地の緩和効果

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15310003
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 安田 延壽 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30004419)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松島 大 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (50250668) ; 余 偉明 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60251716) ; 持田 灯 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00183658) ; 石田 祐宣 弘前大学, 理工学部, 助手 (60292140)
• Keywords: 都市温暖化 / 都市温暖化を防ぐ都市内緑地 / 都市人工廃熱 / 都市キャノピーモデル

Research Abstract

余偉明が既に開発していた大気の非静力学メソモデルを,仙台平野と大崎平野を含むほぼ宮城県全域に適用した。海水面温度の日変化はないとし,陸面では、下向き放射量、上向き放射量、顕熱フラックス、潜熱フラックス、地中への伝導熱がバランスするとして、地表面温度及び上記各種熱フラックスを計算した。地表面は都市域、住宅地、森林域、水田・草地等に分けパラメータ化して計算した。顕熱フラックスと潜熱フラックスはボーエン比を与えて計算した。地表面の分解能、従って地表面パラメータは1km毎に与えた。地中伝導熱は,地中の熱伝導率を与えて計算した。海陸風が再現され、更に昼間は都市域の気温が高く、郊外が低く計算され,都市の温暖化が再現された。この計算における問題点としては、高速並列計算機を用いても気圧の計算に長時間を必要し、新たに計算手法を解決しなければならないことが分かった。
また、安田を中心に、地中伝導熱の計算方式と都市の高層建築物をパラメータ化する方法,ボーエン比を与えずに、顕熱フラックスと潜熱フラックスを,大気境界層の理論から計算する方法を検討・開発した。ボーエン比で与えると,都市内外の気温差がボーエン比の値に直接的に依存し,客観的に正しい都市温暖化を表現できないので、改良を行ったものである。また,地中伝導熱は、地中の熱伝導率に直接影響されるので、従来開発してきた大気境界層理論に基づいて,地表状態と,大気陸面間と地中の熱平衡から計算する方法に変えた。更に,都市内の緑地が都市温暖化を防ぐことを,計算によって再現する為には,地表面の水平分解能を100〜200m程度に小さくしなければならないこともはっきりした。都市の人工廃熱については,下向き短波長放射と類似して形式で計算式に入れればよいことが分かったので、仙台市に於ける人工廃熱の分布図の作成にとりかかった。

Research Products

• [Publications] S.Ogawa, W.Sha, T.Iwasaki, Z.Wang: "A numerical study on the interaction of a sea-breeze front with convective cells in the daytime boundary layer"Journal of the Meteorological Society of Japan. Vol.81. 635-651 (2003)