地面の舗装が都市の熱環境に及ぼす影響の研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03650415
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 浅枝 隆 埼玉大学, 工学部, 助教授 (40134332)
• 研究分担者: 窪田 陽一 埼玉大学, 工学部, 助教授 (50134333) ; 渡辺 邦夫 埼玉大学, 工学部, 助教授 (00008880)
• キーワード: 舗装 / 蓄熱 / 赤外放射 / 放射吸収 / 人工排熱 / ヒートアイランド / 顕熱 / 潜熱

研究概要

実際に3m四方のアスファルト舗装とコンクリート舗装を作成し、よく晴れた夏日において、裸地とこれらの表面での熱収支を見積もった。その結果、アスファルトでは日射を多量に吸収し、その表面は日中極めて高温となり、大気との温度差は30℃近くに達した。これより、地表面から大気中に輸送される顕熱量は最高で350w/m^2にも達することがわかった。一方、コンクリートと裸地では、顕熱輸送量は120w/m^2程度となった。これは、コンクリートでは表面のアルベドが大きいので、日射による地表の加熱が弱くなるためであり、土では日射の影響を強く受けるものの、その熱の多くは潜熱として輸送されるためである。これが夕方になると、どの地表面も冷却するが、舗装面では地中に多くの熱を蓄えるため、特に地中への流入が大きいアスファルトでは、表面温度は1日中気温よりも高く、大気中に熱を出していることがわかった。
次に、表面温度が高温になると、そこからは赤外放射も多量に発せられた。この放射の一部が大気中に吸収される量を見積もるために、5ha程の広さをもつ一様にアスファルトで覆われた土地の中心に気球を用いて観測を行った。その結果、日中では加熱された表面から高さ100mの気層内において実質40w/m^2程度の赤外放射量が吸収されることがわかった。この量を、放射伝達の方程式を解いて見積ると、地表から高さ400mまでに、最大70w/m^2程度になることが分かった。この量は一般的な商業地から排出される人工排熱量に相当していることがわかった。
以上より、舗装の大気加熱に与える影響について定量的に評価し、他の熱源との比較が初めてできた。そしてこの影響が、都市域のヒートアイランド現象を助長する、最も大きな要因であることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] 浅枝 隆、藤野 毅: "舗装面の熱収支と蓄熱特性について" 水文・水資源学会誌. 5,No4.3-7 (1992)
• [文献書誌] 浅枝 隆,藤野 毅,北原 正代,和氣 亜紀夫,窪田 陽一: "舗装面が地表付近の大気の加熱に及ぼす影響" 環境システム研究(土木学会). 20. 299-303 (1992)
• [文献書誌] 浅枝 隆,藤野 毅,柴原 千浩.: "地表の改変による大気の加熱効果" 第29回環境工学研究フォーラム講演集. 96-98 (1992)
• [文献書誌] 藤野 毅,浅枝 隆: "舗装面からの赤外放射の吸収による表層大気の加熱効果" 水文・水資源学会,1992年研究発表会要旨集. 106-109 (1992)
• [文献書誌] 柴原 千浩,浅枝 隆: "舗装が蓄熱効果に与える影響の評価" 水文・水資源学会,1992年研究発表会要旨集. 110-113 (1992)
• [文献書誌] 藤野 毅,浅枝 隆,前垣内 正記: "舗装面熱収支の定量評価について." 土木学会,第47回年次学術講演会 講演概要集,第2部. 384-385 (1992)