猛暑の東京五輪を冷やせ! ぬれない霧、多肉植物、スパコン…ヒートアイランド対策の研究進む

クローズアップ科学
2017年8月の関東地方の平均気温(気象庁提供)

 関東地方などで梅雨が明け、いよいよ夏本番。都市部を猛烈な暑さが襲うヒートアイランド現象が顕著になる時期だ。だが近年は、2020年の東京五輪をターゲットに、多様な「都市を冷やす」対策の研究開発が進んでいる。

 東京の気温は100年で3・2度上昇

 ヒートアイランドは、都市の気温が周囲よりも高くなる都市特有の現象だ。気温分布図を描くと、都市が高温の等温線に囲まれて島のような形になることからこう呼ばれる。

 熱を蓄えやすいアスファルト舗装やコンクリート造りの建物の増加、エアコンや自動車の利用といった人間の活動で生じる熱の集中などが原因とみられ、都市化とともに進行してきた。

 気象庁が6月26日に発表したヒートアイランド監視報告2017は、全国の大都市の気温は都市化していない地域に比べ長期的に大きく上昇していると指摘。東京は1950年代後半から70年頃にかけて気温上昇が顕著で、年平均気温はこの100年で3・2度も上がったとした。昨年8月の関東地方の平均気温は、東京の都心部を中心に高い地域が島状に分布していた。

 都市の高温化は、熱中症患者の増加につながる。夜間の暑さで、睡眠障害を起こす人も出てくる。エアコンの使用が増えれば電気代がかさむ。私たちの生活への影響は大きい。

 開催時期が真夏で猛烈な暑さが予想される東京五輪には、ヒートアイランドに慣れていない外国人の観客が多数訪れる。快適な「おもてなし」をするためには効果的なヒートアイランド対策の確立が急務だ。

 微細な水の粒で体感温度が5度ダウン

 五輪開催地の東京都は2020年に向け、太陽光をはね返し熱をためにくい道路や、保水性が高く内部に蓄積した雨などの気化熱で気温を下げる道路、枝が大きく広がり日陰面積が増える街路樹などの整備を推進中だ。だが、ほかにも多くの研究開発が進んでいる。

 屋外での暑さ対策の一つに、水を霧状に噴霧し気化熱で浴びた人の体感気温を下げる「ミストシャワー」がある。ただ、水の粒で肌や洋服がぬれ不快に感じる人が多かった。そこでパナソニックは「ぬれないミストシャワー」を開発した。

 噴き出し口の形状を改良し、空気と衝突させて噴霧することで、水の粒の大きさを従来の10分の1程度の直径約10マイクロメートルに。蒸発が非常に早く、浴びた人はぬれたように感じないが、体感温度は約5度下がる。同社では「五輪会場に訪れる人たちへの、いいおもてなしになれば」と話す。

 サボテンの仲間で乾燥に強い多肉植物をヒートアイランド対策に使う取り組みも進んでいる。東京都市大の飯島健太郎教授は今年3月、東京都交通局と共同で東京都荒川区と新宿区を結ぶ路面電車、都電荒川線(東京さくらトラム)の線路に多肉植物を植え気温を下げる実証実験を始めた。

 線路に敷かれた砂利の表面温度は、真夏の日中で50~60度になる。熱は夜になっても冷めず熱気を放ち続け、ヒートアイランドを加速する。そのため、一部の路面電車では線路に芝生を植え、葉から大気中に水が蒸散する作用で気温上昇を抑制している。だが、芝生は散水や刈り込みなどの維持管理に手間がかかる。

 そこで雨水だけで生き延び、あまり大きくならず管理が楽な多肉植物に着目。東京都豊島区の大塚駅前停留場など3カ所に多肉植物のセダム属を敷き詰めた。

 飯島教授は「多肉植物は蒸散効果は小さいが遮熱効果が高く、夏場の日中の表面温度は30~40度にとどまるため、周辺への放熱を抑制できる」と話す。実証実験は東京都の「2020年に向けた実行プラン」の事業の一つで、成果は東京五輪にも生かされそうだ。

 猛暑の街のラグビーW杯も模擬解析で冷却

 スーパーコンピューターによるシミュレーション(模擬解析)を、会場周辺の環境づくりに生かす取り組みもある。海洋研究開発機構は、複数の五輪競技の開催が予定されている東京湾臨海部の緑地面積と暑さの関係について、所有するスパコン「地球シミュレータ」で模擬解析を行った。

 臨海部では、2020年までに緑地をさらに充実させる計画が進んでいる。同機構は「緑地面積が解析時点の状態の場合」「緑地がないと仮定した場合」「緑地を充実させた場合」の3想定で、競技場への通路・道路の地上気温を調べた。

 その結果、解析時点の状態は緑地がない場合よりも0・54度低く、緑地を充実させればさらに0・05度下げられると判明。緑地の冷却効果、ヒートアイランド抑制効果が確かめられた。

 同機構はこの手法で、来年開かれるラグビーワールドカップ日本大会の会場の一つ、埼玉県熊谷市の熊谷ラグビー場の周辺についても今年6月、模擬解析の結果を発表した。熊谷市は07年、当時の日本最高気温となった40・9度を記録。猛暑の街として知られる。

 解析の結果、緑地を設けて日陰を増やし、通路も遮熱舗装にするなどにより、地表面の温度が9度低下し、高さ1・5メートルの平均気温も0・9度下がることが分かった。

 埼玉県はこの結果に基づき、ラグビー場周辺の環境整備を正式決定。模擬解析からヒートアイランド対策が策定された全国初のケースで、五輪向けに開発された技術が早くも広がりを見せる結果となった。(科学部 伊藤壽一郎)