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アーバンヒートアイランド(UHI)の強度:文献レビュー

URBAN HEAT ISLAND INTENSITY:A LITERATURE REVIEW

Anna Tzavali, John Paravantis(ギリシャ ピレウス大学)、
Giouli Mihalakakou(ギリシャ パトラス大学)、 2015年1月


日本語訳:青山貞一 東京都市大学名誉教授
投稿日:2021年2月4日
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アーバンヒートアイランド(UHI)の強度:文献レビュー
URBAN HEAT ISLAND INTENSITY:A LITERATURE REVIEW
A.Tzavali John Paravantis(ピレウス大学)、Giouli Mihalakakou(パトラス大学)、 2015年1月
Anna Tzavali 1、*、John P. Paravantis 2、Giouli Mihalakakou 1、ΑngelikiFotiadi1、Eleni Stigka1 1

Fresenius Environmental Bulletin 4537 pdf

要約

都市の微気候を改善し、建物のエネルギー消費を最小限に抑え、空気の質を改善するという国際的な傾向に動機付けられ、本論は、都市ヒートアイランド(UHI)効果の文献レビューを実施した。その強度を報告し、世界各地におけるその決定要因を理解することを主な目標とする。

各調査で報告された項目には、調査対象の都市の期間、場所と人口、データ収集ポイントの数と種類、推定された記述的な温度測定値、および単位時間あたりの温暖化傾向が含まれる。 UHIに影響を与えると思われる変数には、緯度と標高も含まれる。

気候特性、表面形態、水域への近さ、工業用地からの距離、都市化、植生被覆、土地利用、不浸透性表面の存在、対象都市における峡谷の存在、建物の密度、暖房または冷房エネルギーの分布と消費、建物の換気道路交通の激しさと都市の大気汚染も同様に含めた。

困難は、データがさまざまな条件とプロトコルの下で収集され、UHIのサイズと重要性が不均一性の調整に反比例する一方で、結論はほとんど局所的な妥当性を持っているという事実から生じた。


全体として、観測は周囲の農村環境よりも著しく高い都市温度を示しており、気温の記録は、都市化と植生に強く関連する都市と農村の両方の測定値の上昇傾向を示唆していた。


UHI強度は通常、暖かい期間に有意であり、最低気温と最高気温の両方で増加していた。 UHIの影響は、都市の大きさ、土地利用、地形的要因、植生、都市化、工業化、季節と時間帯、および一般的な気象条件によって異なると結論付けられた。

キーワード: 都市ヒートアイランド効果、都市環境、ヒートアイランド強度、建物内のエネルギー消費量


1. はじめに

都市部の気温は、周辺の農村部の気温よりも高い。アーバンヒートアイランド(UHI)として広く知られているこの現象は、2050年までに世界人口の70%近くが都市部に居住することが予想されており[4]、その結果、都市のスプロールがさらに拡大することが予想されているため、都市化が加速する時代における気候変動の最も代表的な人為的な現象と考えられている[1-3]。

世界銀行の調査[5]によると、10万人以上の都市は、発展途上国では2030年までに建築面積が3倍になると予測されており、先進国でも人口規模が小さく人口増加率が低いにもかかわらず、都市は2.5倍に拡大すると予測されています。

UHIは、水平、垂直、時間的な次元を持つ熱異常である。大小を問わず、ほぼすべての都市で観測されているが、主に中緯度地域で研究されており、その特徴は、都市の本質的な性質(規模、建物密度、土地利用分布など)と外部からの影響(気候、気象状況、季節など)の両方に関係しているように思われる[6]。

この現象は主に夜行性の現象であるが、昼間にも発生し、各都市部の特徴に強く支配された時空間的・時間的なパターンを持つ [7-8]。

UHIは通常、晴れた穏やかな夜に発生し、通常、都市の冷却が周辺の農村部に比べて遅れた結果である [3,9]。UHIの主な原因は、都市と農村の環境間の熱構造の違いです。たとえば、都市のファブリックとジオメトリの熱特性、都市の汚染、都市の活動や空調システムから放出される人為的な熱などである。 [10-11]。

都市の改変された地表面は、農村環境と比較して、放射熱と乱流熱の両方の貯蔵と伝達に影響を与える。人為的熱、または人間が生成した熱、より遅い風速、および都市部の大気汚染も、ヒートアイランドの形成に寄与する[12]。

気象条件もUHIの生成と発展に影響を及ぼし、かなりの数の研究の対象となっている[13-15]。特に風速と雲量は、雲のない空と弱い風の下でより強くなるように見えるUHIの発達と強度の重要な要因であると報告されている[16-17]。

都市の貯蔵熱流束が大きくなると、シェーディング効果引用(38)参考文献(145)...これらの気温ベースの大気UHI強度は、夜間は高く陽性となるが、日中は低く陰性になるが、表面温度は衛星データを通じて調査されたUHIは、昼と夜の両方で陽性であった[48,49]。 20世紀の後半と21世紀の最初の10年間のデータに基づき、Tzavali et al[50]とLeal Filho et al[51]は、北米、アジア、ヨーロッパ、アフリカ、オーストラリアからのUHIの調査結果を要約した。... ...

しかし、これまでに行われた多くの研究にもかかわらず、気候変動を緩和し、住民の健康を損なうことなく持続可能な都市開発を改善しようとする都市にとって、UHI効果を正確に測定することが極めて重要であることは明らかである[50]。

過去数十年の間に、世界中の都市で見られる都市環境の微気候変化の表れとして、UHIsの増加が観察された。気温測定は、都市化と植生に強く関連している可能性がある都市と後背地の両方で増加傾向にあることを示唆している[14,50,51,61,62]。都市が気候変動の長期的な影響と短期的なUHI効果の両方に対してより弾力的になろうとするならば、都市構造、建築設計、生活空間の都市計画を持続的に修正することによって、適応努力を改善することが不可欠である[63,64]。 ...

都市ヒートアイランドの影響への対処:グリーンインフラストラクチャの役割に関する国を超えた評価記事全文が利用可能 2021年1月 Walter Leal Filho Franziska Wolf Ricardo Castro-Diaz Juliane Bönecke View abstract ...要約を表示...

都市部のヒートアイランド(都市の中心部で郊外との関係で正の熱異常からなる現象)に関するほとんどの研究の主な目的の一つは、その強度、あるいは観測数が十分に多い場合にはその最大強度と平均強度を調べることである(Oke, 1973;Tzavali et al.

この現象は、主に夜行性と複数の原因(表1)、そして数千人以上の住民の人口を持つ任意の都市では、都市の熱場とその周辺を分析することによって観察することができ、これは、例えば、都市の中心部と遠方の居住区、または都市周辺空間の間で異なる特定の暖房や冷房のニーズに見られる。... ...

都市の一点と非都市の一点(農村点)の温度差を確率的にフィットさせることで、経験的な結果に気候的な有意性を与えることができる。ヒートアイランドの強度に関する研究の多くは、短い時間間隔に基づいて行われている(Tzavali et al.) 本研究では、季節と月に応じて、研究期間全体について、上記の差のフィットが最適であったのは、各ケースについて、50以上の中から、Kolmogorov-Smirnov検定に基づいて、最良の確率分布が使用されたからである。...

バルセロナの都市ヒートアイランド(スペイン)の強度のための確率値 記事 8月2020ATMOS RESハビエルマーティン-VideM.C.モレノガルシアビュー ... HI強度は、都市部と農村部の環境の間の最大温度差に等しい[17]。ほとんどの文書化されたケースでは、1から15 °C [15,[18][19][20]まで変化するUHI強度を報告している。

大都市のカーボンフットプリントの回帰分析 Article Full-text available Jan 2021 John Paravantis Panagiotis D. Tasios Vasileios Dourmas Panagiota Mihalakakakou View abstract ...

都市気候研究では、都市の特性が単一都市における UHI をどのように変化させるかを理解することを目的として、UHI の空間分布のマッピングやモデル化に重点が置かれてきた。その結果、UHI の効果は、都市の規模、土地利用、地形的要因、植生、都市化と工業化、年の季節と時間帯、および一般的な気象条件によって異なると結論づけられている[12,13]。

最近では、ヨーロッパ各地の都市気候における熱波や寒波への曝露について研究した多都市共同研究もある[14]が、また、都市の特性が暑さや寒さのストレスに対する人口の脆弱性に与える影響についても研究されている[15]。

ヘルシンキの気温に関連した死亡率と周辺地域との2年間の比較、特に集中的な熱波を中心に 記事全文閲覧可 2020年12月 Reija Ruuhela Athanasios Votsis Jaakko Kukkonen Adriaan Perrels View abstract ...

カイロの状況は、リモートセンシング技術を使用して、地域規模で都市のヒートアイランドの空間的および時間的存在を対象としている(Ghoniem2009)。 UHIの時間的および空間的分布は、都市の構成、特性、および都市の形態にも関連しており、現象の存在と強度をよりよく理解および分析するために、その地域で対処する必要があります(Paravantisetal。2015; Stewart2011)。

本研究では、カイロの住宅地の形態的パターンの違いと、その地域スケールでのUHI強度との関係を研究することを目的としている(図31.1)。空間形態学と都市ヒートアイランド. 比較事例研究章 フルテキスト可 2020年11月 Esraa Elmarakby Marwa Khalifa Abeer Elshater Samy Afifi View abstract ... ここでは、都市環境と周辺の農村環境との間の地表面付近(2m)の気温差として定義されるキャノピー層UHIに焦点を当てる。

UHI現象は、多くの研究において、観測または数値モデル化のいずれかによって様々な気候地域で研究されてきた(Mirzaei, 2015;Tzavali et al., 2015)が、UHI発生の特徴とその原因となる様々な要因の理解を深めるのに役立ってきた(Roth and Chow, 2012)。UHIは人の健康に重大なリスクをもたらす可能性があり、罹患率を増加させる可能性がある(Phelan et al., 2015) ...

シンガポールにおける都市ヒートアイランド緩和:WRF/多層都市キャノピーモデルと地域気候帯を用いた評価 記事全文利用可能 10月 2020 Dr Muhammad Omer Mughal Xian-Xiang Li Leslie K. Norford View abstract ... 世界のほとんどの都市は気候変動とUHI効果の影響を強く受けている。(Hoffmann et al., 2011;Radhi et al., 2013;Chun and Guldmann, 2014;Coseo and Larsen, 2014;Kourtidis et al., 2015;Tzavali et al., 2015)。

都市部の気温は、周辺の農村部で観測される気温と比較して、夏季には2~6℃まで上昇し、冬季には13℃まで上昇する可能性があります(Alam and Rabbani, 2007)。都市化がSUHIsの集約化に及ぼす影響。カラチのLULCによる分析 Article Jun 2020J ATMOS SOL-TERR PHY Shahnilla Rizvi Hira Fatima Muhammad Jawed IqbalKhan Alam View abstract ... UHIの主な原因は、人為的な熱や汚染物質の排出、都市部の通りの谷を作り風速を低下させる建築物の構成、長波放射の捕捉率が高い、透水性が低い、アルベドが低い、水の蒸発能力が低いなどの建築材料と自然環境との特性の違いである[4,9,21,35,[49][50][51]。

UHIによって引き起こされる熱的不快感に対処するためには、適応または緩和戦略を用いることが可能である。... リアルタイム温度モニタリングを用いたブカラマンガ、コロンビアの都市ヒートアイランドの特性評価 Article Fulltext available Apr 2019 REV FAC ING-UNIV ANT ヒルドレス・ジャディラ・ヴィラミル・アルメイダケビン・アンドレス・ブランコ=マンティージャオスカル・ヤジット・サラー=ガルシア・カルロス・エドゥアルド・ガルシア・サンチェス (Hildreth Jadira Villamil-AlmeidaKevin Andrés Blanco-Mantilla Oscar Yazit Salah-García Carlos Eduardo García Sánchez)要約を見る ... 2010 年 6 月 1 日から 2015 年 8 月 31 日までの夏季期間における各地域の平均最高気温(T a Max)を算出した。

UHI研究40では平均、最低、最高周囲温度が採用されていることから、我々は最高周囲温度に依存した。9つのエリアを無作為にサンプリングし、各エリアを2回サンプリングした。ソウル大都市圏の温度勾配に対応して、すべてのセミが熱耐性を高めるわけではない Article Full-text available January 2020 Hoa Q. Nguyen Hortense Serret Yoon Hyuk Bae Jang Yikweon View Show abstract

グリーンシップ・ツール・モデルの修正を用いたサステナビリティ建築の評価(インドネシア・イスラム大学のMohammad Hattaビルの事例研究) Article 2020年4月 Heyder AhmedSugini Sugini もっと見る Primis Player Placeholder Advertisement Recommendations もっと見る Project Do Great Power Interventions Cause Terrorism? ニコラオス・ランパス ジョン・パラバンティス

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プロジェクト ニコラオス・ランパス ジョン・パラバンティス

最近の実証研究には、 プロジェクトを見る ギリシャの個人住宅のための独立型水素システムアプリケーションのレビューと、その建築構造における相変化材料の使用がある。

レオニダスC. Raptis Giouli MihalakakouSofoklis Makridis エネルギー効率のための行動計画、一連の指令やインセンティブメカニズム、建物の強制的なエネルギー認証は、建物のエネルギー消費量を削減するために緊急の必要性を示している... [詳細] View project Article Full-text available 都市環境における夜間換気効率に関する研究(Study of Night Ventilation Efficiency in Urban Environment). 技術的および法的側面 2011年1月 - 環境と気候技術 Konstantinos Maragkogiannis Denia Kolokotsa Efpraxia Aithra Maria 夜間換気は、それが冷房需要の大幅な減少と熱的快適性と室内空気の質の改善を組み合わせたように、パッシブ冷却の重要な技術である。


5..結論

この研究では、UHIとその強度に関する世界中の文献レビューが提示された。周辺の田園地帯と比較して、都市部の気温は世界的に上昇していることが確認されている。

UHIIは、冬を除くすべての季節で1日の最大UHIIが観測される場合があるが、特に暖かい時期に重要です。最低気温と最高気温の両方が上昇しています。 UHI効果は地域によって異なり、都市の大きさ、土地利用、地形的要因、植生、地域の都市化と工業化、季節と時間帯、および一般的な気象条件によって異なる。

この研究によると、UHIは、耐水性、無反射性の表面の割合が高く、植生が少ない地域で開発されています。石、コンクリート、アスファルトなどの材料は表面に熱を閉じ込める傾向がありますが、植生がないため、蒸発散によって失われる熱が減少する傾向がある。

さらに、人為的熱と大気汚染物質がUHI強度の増加に寄与しています。このUHIIのレビューの実際的な重要性は、都市のヒートアイランドの強度が都市のサイズと人口に依存するため、都市化が進むにつれてさらに厳しくなると予想するのが妥当であるという事実によって強調される。

地域の気候や地球環境だけでなく、日常の生活条件にも影響を与える悪影響を制御できることが重要です。冷却エネルギーの必要性が高まるにつれ、激しいUHIの存在は、ピーク電力負荷を悪化させ、停電につながる可能性がある。

UHII測定間の比較研究を行うために、国際的な測定プロトコルを確立する必要があります。 UHIの空間構造は衛星データから明らかですが、UHIの縦断的研究における地上測定の価値はPSP Volume 24 – No12bによって©されるべきではない。

2015 Fresenius Environmental Bulletin4551は過小評価されている。 UHIの地理、気候、都市の形態と特性への依存性は、(1)現在のデータでUHIIを推定し、(2)決定の数への依存性を理解するために、特定の領域を調査する追加のケーススタディ研究の必要性を強調している。

要因および(3)暖房エネルギーを節約し、冷房負荷を軽減するような効率的な緩和策を目標とする。

ギリシャのアテネ大都市圏でのこのような研究は、今後の研究出版物で説明される。著者は利益相反を宣言していない。


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