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| ミランコヴィッチメニューへ戻る ヒートアイランドについて Learn about Heat Islands 米国環境保護庁 US Environmental Protection Agency(US EPA) ◆ヒートアイランドとは何ですか？ 建物、道路、その他のインフラストラクチャなどの構造物は、森林や水域などの自然の景観よりも太陽の熱を吸収して再放出します。これらの構造物が非常に集中していて緑が限られている都市部は、周辺地域に比べて高温の「島」になります。これらの熱のポケットは「ヒートアイランド」と呼ばれます。ヒートアイランドは、日中または夜間、小都市または大都市、郊外、北部または南部の気候、および季節を含むさまざまな条件下で形成される可能性があります。 調査研究とデータのレビューによると、米国では、ヒートアイランドの影響により、都市部の日中の気温は郊外の気温よりも約1〜7°F高くなり、夜間の気温は約2〜5°F高くなります。湿度の高い地域（主に米国東部）と人口密度の高い都市では、気温の差が最も大きくなります。研究によると、ヒートアイランド効果は、都市部の構造、空間的広がり、人口密度が変化し、成長するにつれて、将来的に強化されると予測されています。[1] ヒートアイランドの原因 ヒートアイランドは、いくつかの要因の結果として形成されます。 都市部の自然景観の減少。樹木、植生、水域は、それぞれ日陰を作り、植物の葉から水を蒸散させ、地表水を蒸発させることで空気を冷やす傾向があります。屋根、歩道、道路、建物、駐車場などの都市部の硬くて乾燥した表面は、自然の景観よりも日陰や湿気が少ないため、気温が高くなります。 都市の材料特性。舗装や屋根などの都市環境で使用される従来の人工材料は、木、植生、その他の自然の表面と比較して、太陽エネルギーの反射が少なく、太陽の熱をより多く吸収および放出する傾向があります。多くの場合、ヒートアイランドは1日を通して構築され、都市の物質からの熱の放出が遅いため、日没後にさらに顕著になります。 アーバンジオメトリ。都市内の建物の寸法と間隔は、風の流れと、太陽エネルギーを吸収および放出する都市材料の能力に影響を与えます。高度に開発された地域では、隣接する建物によって遮られた表面や構造物が大きな熱塊になり、熱を容易に放出できません。狭い通りや高い建物がたくさんある都市は都市の峡谷になり、冷却効果をもたらす自然の風の流れを妨げる可能性があります。 人間の活動から発生する熱。車両、空調装置、建物、および産業施設はすべて、都市環境に熱を放出します。人間が生成した、または人為的な廃熱のこれらの発生源は、ヒートアイランド効果に寄与する可能性があります。 天気と地理。穏やかで澄んだ気象条件は、都市の表面に到達する太陽エネルギーの量を最大化し、運び去ることができる熱の量を最小化することによって、より厳しいヒートアイランドをもたらします。逆に、強風と雲量はヒートアイランドの形成を抑制します。地理的特徴もヒートアイランド効果に影響を与える可能性があります。たとえば、近くの山は、風が都市に到達するのをブロックしたり、都市を通過する風のパターンを作成したりする可能性があります。 ヒートアイランドの特徴 ヒートアイランドは通常、周辺地域との都市間の温度差によって測定されます。気温も都市内で変化する可能性があります。熱を吸収する建物や舗装の分布が不均一であるために他の地域よりも暑い地域もあれば、樹木や緑のおかげで涼しい地域もあります。これらの温度差は、都市内のヒートアイランドを構成します。ヒートアイランド効果図では、都市公園、池、住宅地は繁華街よりも涼しいです。 ヒートアイランド効果図  表面温度は日中は大気温度よりも変動しますが、夜間は一般的に同じです。 池の表面温度の低下と急上昇は、建物や舗装された表面と同じように太陽のエネルギーを吸収しないため、水が昼夜を問わずほぼ一定の温度を維持する方法を示しています。 公園、広大な土地、水域は、都市内により涼しい地域を作り出すことができます。 気温は通常、ダウンタウンよりも郊外と農村の境界で低くなります。 一般に、気温は地表と大気中で異なり、都市よりも高くなっています。このため、ヒートアイランドには、表面ヒートアイランドと大気ヒートアイランドの2種類があります。これらは、それらが形成される方法、それらを識別および測定するために使用される技術、それらの影響、およびそれらを冷却するために利用可能な方法がある程度異なります。 表面ヒートアイランド。 これらのヒートアイランドは、道路や屋上などの都市の表面が、ほとんどの自然の表面よりも多くの熱を吸収および放出するために形成されます。気温が91°Fの暖かい日には、従来の屋根材は気温よりも60°Fも高くなる可能性があります。[2]表面のヒートアイランドは、太陽が輝いている日中に最も激しくなる傾向があります。 大気ヒートアイランド。これらのヒートアイランドは、郊外の冷たい空気と比較して、都市部の暖かい空気の結果として形成されます。大気ヒートアイランドは、表面ヒートアイランドよりも強度の変動がはるかに少ない。 ヒートアイランドの影響 ヒートアイランドは、環境、エネルギー、経済、および人間の健康にさまざまな影響を与える可能性があります。詳細については、ヒートアイランドの影響のページをご覧ください。 ヒートアイランドの削減 ヒートアイランド効果の深刻さを軽減するための多くの戦略が存在します。詳細については、ヒートアイランド冷却戦略のページをご覧ください。 [1] Hibbard、K.A.、F.M。 Hoffman、D。Huntzinger、およびT.O.西。 2017.土地被覆と陸生生物地球化学の変化。気候科学特別報告書：第4回全国気候評価、第1巻[Wuebbles、D.J.、D.W。 Fahey、K.A。ヒバード、D.J。ブリティッシュコロンビア州ドッケンスチュワート、T.K。メイコック（編）]。米国グローバルチェンジリサーチプログラム、ワシントンDC。 pp。277–302。土井：10.7930 / J0416V6X。 [2] Simmons、M.T.、B。Gardiner、S。Windhager、およびJ.Tinsley。 2008.屋上緑化は同等に作成されていません：亜熱帯気候における6つの異なる広大な屋上緑化と反射型および非反射型屋根の水文学的および熱的性能。アーバンエコシステム11：339。 ◆ヒートアイランド大要 エネルギー消費量の増加 ヒートアイランドは、建物を冷やすための空調の需要を増やします。いくつかの国の場所にまたがるケーススタディの評価では、空調の電力需要は、気温が2°F上昇するごとに約1〜9％増加しました。米国のように、ほとんどの建物にエアコンが設置されている国では、電力需要の増加が最も大きかった。[1]この需要の増加は、電気代の増加に貢献しています。 ヒートアイランドは、全体的な電力需要とピーク時のエネルギー需要の両方を増加させます。ピーク需要は通常、夏の暑い平日の午後、オフィスや家庭で空調システム、照明、電化製品が稼働しているときに発生します。ヒートアイランドによって悪化する極端な熱イベントの間、空調の需要の増加はシステムに過負荷をかける可能性があり、停電を回避するために制御されたローリング電圧低下または停電を実施するユーティリティが必要になります。[2]、[3] 大気汚染物質と温室効果ガスの排出量の増加 前述のように、ヒートアイランドは夏に電力需要を高めます。電力を供給する企業は通常、この需要の多くを満たすために化石燃料発電所に依存しており、これが大気汚染物質と温室効果ガスの排出量の増加につながります。 これらの汚染物質は人間の健康に有害であり、地表オゾン（スモッグ）の形成、微粒子状物質、酸性雨などの複雑な大気質の問題の原因にもなります。化石燃料を動力源とするプラントの使用が増えると、二酸化炭素などの温室効果ガスの排出も増え、地球規模の気候変動に貢献します。 エネルギー関連の排出への影響に加えて、高温は地表オゾン形成の速度を直接増加させる可能性があります。地表オゾンは、日光や暑い天候下で窒素酸化物と揮発性有機化合物が反応すると形成されます。空気中の前駆物質の放出レベルや風速や風向など、他のすべての変数が等しい場合、環境がより日当たりが良く、より高温になるにつれて、より多くの地表オゾンが形成されます。 妥協した人間の健康と快適さ ヒートアイランドは、日中の気温の上昇、夜間の冷却の低下、および大気汚染レベルの上昇に寄与します。これらは、次に、一般的な不快感、呼吸困難、熱けいれん、熱疲労、および致命的ではない熱射病などの熱関連の死亡および熱関連の病気の一因となる。 ヒートアイランドはまた、異常に暑く、しばしば湿度の高い天候の期間である自然に発生する熱波の影響を悪化させる可能性があります。子供、高齢者、および既存の健康状態にある人々などの敏感な集団は、これらのイベント中に特に危険にさらされます。 過度の熱イベント、または急激で劇的な温度上昇は特に危険であり、平均以上の死亡率をもたらす可能性があります。 2004年から2018年にかけて、米国疾病対策予防センターは、米国で10,527人の熱関連の死亡を記録し、年間平均702人でした。これらの数には、熱が根本的な原因であった死亡と、熱が原因であった死亡が含まれます。[4] 水質障害 舗装や屋上表面が高温になると、雨水流出が熱くなり、雨水管に流れ込み、小川、川、池、湖に放出されるときに水温が上昇します。水温は、水生生物のあらゆる側面、特に多くの水生種の代謝と繁殖に影響を与えます。暖かい雨水の流出に起因する水生生態系の急激な温度変化は、水生生物にとって特にストレスがかかり、致命的でさえあります。 ある研究によると、都市の小川は森林地帯の小川よりも平均して暑く、都市の物質からの熱流出により、小さな嵐の間に都市の小川の温度は7°Fを超えて上昇しました。[5] グリーンインフラストラクチャは、雨水の流出を冷却し、水質を改善するための1つのオプションです。これには、縦樋の切断、レインガーデン、プランターボックス、バイオスウェール、透水性舗装、緑の街路と路地、緑の駐車場、緑の屋根の使用が含まれます。だけでなく、土地保全の取り組み。 [1] Santamouris、M.2020。都市の過熱とヒートアイランドの研究に関する最近の進歩。エネルギー、環境、脆弱性、健康への影響の統合評価。世界的な気候変動との相乗効果。エネルギーと建物207：109482。 [2] Maxwell、K.、S。Julius、A。Grambsch、A。Kosmal、L。Larson、およびN.Sonti。 2018.構築環境、都市システム、および都市。米国における影響、リスク、および適応：第4回全国気候評価、第2巻[Reidmiller、D.R.、C.W。Avery、D.R。イースターリング、K.E。 Kunkel、K.L.M。ルイス、T.K。メイコック、およびB.C.スチュワート（編）]。米国グローバルチェンジリサーチプログラム、ワシントンDC。 pp。438–478。 [3] Zamuda、C.、D.E。 Bilello、G。Conzelmann、E。Mecray、A。Satsangi、V。Tidwell、およびB.J. Walker 2018.エネルギーの供給、供給、および需要。米国における影響、リスク、および適応 ◆ヒートアイランドのリスクを軽減する 地方自治体は、極端な熱イベントへの対応と将来のリスクを軽減するための長期計画の一環として、居住者、インフラストラクチャ、およびシステムが熱に対する脆弱性を軽減するのを支援するための措置を講じることができます 極度の熱が人々の健康に短期的に及ぼす急性の影響を防ぐために、地方自治体は早期警報システムと都市冷却センターを設置し、危険因子、熱関連疾患の症状、および治療を求める時期と方法についての意識を高めることができます。 。さらに、より弾力性のある材料を使用して道路、線路、その他のインフラストラクチャを保護または変更したり、熱波時の都市サービスの中断や電力システムへのストレスを軽減するためのエネルギー効率対策を実装したりできます。 ヒートアイランドの影響とそれに関連するリスクを長期的に削減するために、コミュニティは4つの主要な戦略を使用できます。 樹木と植生の被覆を増やす。 屋上緑化の作成。 涼しい（主に反射する）屋根を設置する。そして 涼しい舗装を使用します。 通常、ヒートアイランドの緩和は、コミュニティのエネルギー、大気質、水、または持続可能性への取り組みの一部です。一部のスマートグロース活動は、ヒートアイランドの緩和にも貢献します。その逆も同様です。 ヒートアイランドを削減するための活動は、涼しい舗装の実証プロジェクトなどの自主的な取り組みから、建築基準法による涼しい屋根の要求などの政策措置まで多岐にわたります。ほとんどの緩和活動には、空気の清浄化、人間の健康と快適さの向上、エネルギーコストの削減、温室効果ガス排出量の削減など、複数の利点があります。ヒートアイランドの緩和は、都市が気候変動の影響を軽減するのにも役立ちます。 詳細については、上の「詳細情報」ボックスのリンクをたどってください。 EPAのヒートアイランドガイドのヒートアイランド削減活動の章も参照してください。 質問をしたり、フィードバックを提供したり、問題を報告したりするには、お問い合わせください。 |