鉛直気温観測による都市冷却プロセスの解明

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都市大気の冷却プロセスの解明に向けて、昨年度に得た観測結果とモデル再現に基づき考察を行った。昨年度までに観測結果とモデルによる再現を行ったが、その理論的な部分を考察し、それによる大気の変動の可能性を議論した。再現モデルでは放射のみを考慮した灰色大気でその冷却率を計算した。先行研究では対流圏スケールの現実大気に見合うように冷却率の計算に必要な吸収係数が決められていたが、大気境界層の現実大気に合う再現モデルでは、吸収係数が変わっていた。そこで、吸収係数が波長特性を持つことを解明し、その過程で有効放射距離なるものを導入した。本研究で得た大気境界層は上から冷えるという結果は、大気境界層についても放射平衡がバックグラウンドにあることを示唆している。もしその影響が大きければ、意図的に大気状態を変えられる可能性も考えられる。例えば、砂漠のような平坦な場所で大気が放射によって安定成層しているのであれば、熱伝達率の大きい構造を地表面に配置することで、大気が対流する可能性がある。湿度が高い砂漠地帯では、大気が対流すれば雲が生じて、雨をもたらすこともできるかもしれない。さらに、ヒートアイランド現象が社会問題化しているが、大気が上空から安定することを考えると、都市の構成が大気の成層過程を崩壊しているのではなく、自然と起こっているという解釈をするのが妥当となる。昼間は地面温度の上昇が著しく、砂漠のような放熱状態に近いと考えることができる。しかし、緑化が進めば地面も冷却され、また人工物でも熱伝達率が大きければ同様の効果が得られる。すなわち、地面と大気の温度差の問題に帰着する。このように、昼間に地面と大気の温度差を付けないような工夫ができれば、砂漠に近い状態となっている都市大気状態は、森林のような大気状態に脱却することができると思われる。