| 研究課題/領域番号 |
17H00838
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| 研究機関 | 首都大学東京 |
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研究代表者 |
高橋 日出男 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 教授 (40202155)
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| 研究分担者 |
三上 岳彦 帝京大学, 文学部, 客員教授 (10114662)
森島 済 日本大学, 文理学部, 教授 (10239650)
菅原 広史 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 教授 (60531788)
赤坂 郁美 専修大学, 文学部, 准教授 (40574140)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 都市気候 / 都市ヒートアイランド現象 / 気象観測 / 都市境界層 / 安定度 |
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| 研究実績の概要 |
昨年度の東京都心(飯田橋)に続き，都区部西部(杉並区)に温度プロファイラを設置し，都心(温度プロファイラ，東京タワー)から都区部西部(温度プロファイラ)，東京西郊(スカイタワー西東京)に至る境界層の長期連続的な気温鉛直分布の観測体制が整った。
都心の温度プロフィラ観測値を近傍の気象庁東京や東京タワーの観測値と比較し，接地層～境界層下部においてはきわめてよい観測値の対応が確認された。境界層上部については近傍に比較可能な観測がないため，館野の高層観測資料や気象庁メソ数値モデル(MSM)解析値と比較し，高い相関関係が得られた。以上から温度プロファイラ観測は，境界層の気温鉛直分布をよく捉えていると判断されたが，さらに検証を継続する。
暖候期の晴天弱風日を選定して，都心における気温鉛直分布の日変化を解析した。夜間には，中立層(都市境界層)の高度が200m程度や500m程度の場合がみられた。日中の中立層は一般に1000m程度に達するが，上空の高温が顕著な場合は400m付近までに限られる場合があった。この時のMSM解析値による925hPa面気温分布をみると，中部山岳から風下方向に伸張した高温域が都区部付近に達しており，日中の日射加熱などに起因する中部山岳の影響を都心の境界層が受けている可能性が示唆された。冬季夜間の晴天弱風事例では，高度300m以下に顕著な逆転が現れ，その上空には90分程度の周期を持つ気温変動がしばしば認められた。
広域METROSにより得られた2014年と2015年の盛夏季晴天日における首都圏の気温日変化にクラスター分析を施した結果，7つの日変化型に分類された。日中から夜間にかけて相対的に気温が高くなる領域が埼玉県南東部に，夜間から早朝にかけて相対的に気温が高くなる領域が都区中央部にみられた。一方，日中に相対的に気温が低くなる領域が茅ヶ崎や江戸川区周辺に認められた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
南関東の約120箇所における広域METROSによる観測，ならびに2017年度に設置した東京都心の温度プロファイラによる観測は順調に行われている。都区部西部の温度プロファイラは，不具合が発見されて設置までに時間を要したが，すでに設置が完了し，順調に稼働している。2台の温度プロファイラのデータは，携帯回線による随時の取得を可能にしたことにより，今後の研究が効率よく進められる。自治体による大気汚染常時監視測定局（常監局）のデータ等も研究協力者により順次入手している。
これらの観測データは研究組織で共有され，解析に利用されている。解析は概ね順調に進展しており，暖候期の晴天日日中には東京都心の境界層構造に中部山岳域による熱的あるいは力学的な影響が示唆されること，冬季には90分程度の周期的な気温変動が上空に認められ，安定層の変動に関与している可能性など，当初に想定していた以上に様々な興味深い研究課題が予察的な事例解析により見出されつつある。
以上の点から，研究は全体として概ね順調に進展していると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
都心域と都区部西部の温度プロファイラや東京西郊（西東京市）のタワーに取り付けた温度ロガー，および南関東約120箇所における広域METROSの観測を継続し，鉛直方向ならびに水平方向の気象観測データを継続的に蓄積する。また，温度プロファイラ観測値の精度検証をさらに進める。さらに，研究協力者の支援を得て，常監局などの時間分解能が高く空間的にも稠密な気象観測データを上記観測と並行して収集し，データベース化する。
以上のデータを研究組織で共有し，これまでに引き続き以下の解析を進展させる。すなわち，都市気温分布の詳細構造と上空の気温鉛直構造との関係として，従来にない長期間連続的なデータによる都市境界層構造の日変化や季節変化の実態把握，ならびに都区部における夜間の気温急変域と都心域の境界層構造との関係や，海風・陸風吹走に伴う都市境界層構造の変化などを調査する。夜間の陸風風向に沿う東京西郊－都区部西部－都心域の気温鉛直分布の長期間連続的な観測は，事例解析だけでなく，境界層構造の多様性・変動性に関する多様な統計的解析を可能にする画期的な観測である。また，短時間強雨と上空の気温鉛直構造との関係について，まずは主として事例解析を行い，その後のデータの蓄積によって統計的な解析を行って，境界層における安定度の時間変化に短時間強雨の発現に先立つシグナルが得られるか検討する。
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