＜20度近い温度差をどう解釈すべきか(5)＞

これまでの観測結果から、次の仮説を立てました。（詳しくは(4)http://takasurvival.blog.so-net.ne.jp/2011-08-13にあります）

１）「緑のカーテン」の効果は、日光を遮ることによる「日陰効果」と植物から水分が蒸発する際に周囲から「気化熱」を奪う「気化熱効果」の2種類がある（＝これは一般に言われていることです）

2)このうち、「気化熱」部分については、その日の千葉市の最高気温（千葉測候所で観測された公式記録）と安定的な相関関係にある拙宅の「緑のカーテン」内の最高温度との「差」に当たるのではないか。

3)一方の「日陰効果」については、「緑のカーテン」内外の温度差から、2)から導かれる「気化熱効果」相当分を差し引いたものに相当するのではないか。

 そして、二つの推計式を作りました。

①千葉市の最高気温から、「気化熱相当分」を求める推計式

②「緑のカーテン」外の最高温度から、「日陰効果相当分」を求める推計式

この二つの推計式を使って、毎日の観測結果に重ね合わせたのが下のグラフです。

「カーテン」内外の最高温度差と、推計した日陰効果、気化熱効果

 

実測した内外温度差（折れ線）を、「日陰効果相当分」＋「気化熱相当分」がシミュレートしています。ただし、「気化熱相当」分は極めて小さいので、実質的には「日陰効果」が「緑のカーテン」効果の大部分ということだと思います。

さて、次の大きな疑問は、「緑のカーテン」外の温度が何によって決まるかです。

これまでの計測で分かっているのは、

「千葉市の気温との相関は低い」ということです。もちろん、気温が高いほど高くなる傾向はありますが、それよりももっと、直接的に影響を与えているものがあると思います。

それを私は直射日光による輻射熱だと考えていて、ブログでもそう書いてきました。

 そこで、今回は二つのデータを集めました。

 一つは千葉市（千葉測候所）で観測される日々の日照時間です。これは気象庁ホームページにあります。

もう一つはNEDO （独立行政法人　新エネルギー・産業技術総合開発機構）の日射データベースです。

気象官署・アメダス836地点について、1990～2003年の日射量がデータベース化されています。

なぜ、過去のデータベースを使うのかというと、拙宅では日射量は計測していませんし、現在は、千葉測候所でも日射量は計測していないからです。過去のデータを借りるしかありません。

 ではまず、日照時間のデータを見てみます。これは、両方ともに実測値です。

「緑のカーテン」外の最高温度とその日の日照時間の関係

（単位は「カーテン」外が℃、日照時間は時間）

どうでしょうか。よく似ていませんか。

日光が当たらない日には屋外の温度が上がらず、日当たりが良い日に温度が上がるのは当然といえば当然ですね。ただ、このグラフでは、8月上旬などに見られる「カーテン」外の温度が50度を超えるような異常な高温になった日に、特に日照時間が長くなっているわけではありません。全体の流れとしては相似形ですが、個別の日の動きは必ずしも一致していないのです。

その理由の一つは、今回の実験がすべて「最高温度」を対象に分析しているところにあると思います。仮に日照時間が長くても、日が高い時間帯に曇っていれば、「カーテン」外の最高温度はそれほど高くならないからです。もちろん、その逆のパターンもあるでしょう。

次に過去の平均日射量のデータを見てみます。これも実測値ですが、2003年までのデータに基づいています。

★NEDOのデータベースソフト「標準気象・日射データ（METPV-3）」を利用

記録は1時間単位で取られています。その日の平均をヒシ型で、最大値を四角で示しています。

特徴的なのは、7月前半には最大値、平均値ともにかなり低くなっていることです。明らかに梅雨の影響でしょう。

梅雨明け後の7月17日から、急に日射量は上がります。特に、「最大値」を見ると、かなり法則性を持って動いているように見えます。赤い線で囲んだ部分がそうです。緩やかに落ちていますね。

気象庁の「気象観測の手引き」には、

「日射は,大気中を通過する間に空気分子,雲などにより部分的に吸収,散乱,反射される」とあります。

逆に言えば、「吸収、散乱、反射」が少ない日には、太陽の輝きそのものが持つ「実力」が現れ、それが赤い線で囲んだ部分に反映されていると見ていいと思います。

夏は太陽高度が高いため日射量が大きくなリます。冬は逆に減ります。だから、日射量は邪魔者がない「実力」ベースでは、定期的に上下動を繰り返す正弦曲線を描き、赤く囲んだ部分は、その一部を構成していると思われます。

ただ、これほどの短期間であれば、擬似的に直線とみなしても問題ないでしょう。赤い部分にデータを絞り込んで、「真の日射量」の推計式を作りました。それが次のグラフになります。

推計「真の日射量」と日照時間、「緑のカーテン」外の関係

X軸は7月17日を1とした経過日数です。推計日射量は左目盛りで単位は0.01MJ/m2、日照時間と「カーテン」外の最高温度は右目盛りで、単位は時間と℃です。

「緑のカーテン」外の最高温度は、大きな傾向としては日射量の変動を受け、短期的には日照時間の影響を受けていると推測できる気がします。

計測設備とデータと私の能力の制約があり、この辺りが結論を導く限界だと思います。

日射と「カーテン」外の関係をもう少し深く解明したいと思えば、拙宅に日射計を設置して、両者の関係を調べないといけないのですが、その当たりは今後の課題ですね。（来年やるかねぇ）。

 

タグ：緑のカーテン 日射量 日照時間

千葉市の気温と拙宅周辺の気温について

これまでの観測結果から、千葉市の最高気温（千葉測候所の観測データ）と「緑のカーテン」内の最高温度の相関が非常に高いことがわかっています。

 

そこで、「千葉市の最高気温が、7キロほど離れている拙宅周辺の最高気温と同等である」という仮定をおいた上で、千葉市の気温と「カーテン」内の温度差が、「緑のカーテン」による植物の葉が「気化熱」を奪う効果に相当する部分なのではないかという仮説を立てたのでした。http://takasurvival.blog.so-net.ne.jp/2011-08-13

 

この仮説のアキレス腱は、本当に7キロ離れた地点の気温を等しいと仮定していいのかということでした。気象の基礎知識がないものですから、正直なところ、よくわかりませんでした。

 

気になって色々と調べていたところ、気象庁のホームページに、

 

「気象観測の手引き」 

www.jma.go.jp/jma/kishou/know/kansoku_guide/tebiki.pdf

 という非常にわかり易いガイドがありました。

その第３章に以下のような記述を発見しました。以下、引用です。

「地表付近の気温は，建物，アスファルト道路といった局地的な構造物などの影響を受けやすいが、開けた自然の土地では比較的広い範囲ではほぼ一様である。日本の毎日の最高・最低気温は，平均的にはおよそ400㎞2の範囲でおよそ１℃内に約60％が入るといった調査もある」

400km2の範囲といえば、20キロ四方ですから、7キロ程度の距離なら、十分「ほぼ一様」の範囲に入るのではないかと思います。

千葉市の気温を拙宅周辺の気温と同じとみなしていい根拠を見つけたと思います。 

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＜20度近い温度差をどう解釈すべきか(4)＞

＜「20度近い温度差をどう解釈すべきか(3)」に続いています＞

これまでのデータから、次のような発見と考察を行いました。数字は最新の観測値を踏まえて更新しています。

サマリー

１）千葉測候所が観測している千葉市の最高気温と、そこから約7キロ西北にある拙宅の「緑のカーテン」内の最高温度には、強い連動性（相関）がある。連動性を示すＲ²は0.9程度（1の場合は完全に連動） 2)ただし、千葉市の最高気温よりも、「緑のカーテン」内の最高温度の方が低くなる傾向がある。具体的には千葉市の最高気温が1度上がった場合にも、「カーテン」内の温度の上昇は0.9度程度にとどまる関係が見て取れる。 3)千葉市の最高気温と拙宅周辺の最高気温が等しいとすれば、上記の温度差は、「緑のカーテン」のあるなしに起因すると推定される。気温も「カーテン」内もともに、日射の影響は受けていないことから、温度差は、「緑のカーテン」の二つの効果のうち、葉が水分を蒸発させる際に「気化熱」を奪う効果（以後、気化熱効果）に相当するのではないか。（もう一つは日陰になる効果） 4)だとすれば、「カーテン」内外の温度差を①気化熱効果②日陰効果にわけて分析できるはず。 5)そこで、観測日ごとの「気化熱相当分」を算出した。 6)その結果、「カーテン」内外の温度差に占める「気化熱相当分」は非常に小さく、「緑のカーテン」の効果が主に、日陰効果であることが強く示唆されている。

12日までのデータで作った

千葉市の最高気温と「カーテン」内の最高温度の相関

（数字はいずれもその日の最高気温、最高温度）

このグラフの青線部分が千葉市の最高気温と「カーテン」内の最高温度の関係を示しています。千葉市の気温を推計式f(x)=0.88x+3.45に代入して算出された推計「カーテン」内温度を、千葉市の気温から差し引くことで、「推計気化熱相当分」（「千葉市の気温」－「推計カーテン内」）が出ます。

以下、これまでの観測結果に適用した一覧表です。

日	千葉市の 最高気温	カーテン外	カーテン内	内外温度差	推計 カーテン内	推計気化熱 相当分	暫定日陰 効果相当分
6月29日	35	38.3	34.1	4.2	34.25	0.75	3.45
6月30日	33.8	34.3	31.6	2.7	33.19	0.61	2.09
7月1日	33.7	36.5	32.1	4.4	33.11	0.59	3.81
7月3日	31.4	37	30.7	6.3	31.08	0.32	5.98
7月4日	30.8	33	30.5	2.5	30.55	0.25	2.25
7月5日	31.4	35.1	31.3	3.8	31.08	0.32	3.48
7月6日	32.1	38.7	32.6	6.1	31.70	0.40	5.70
7月7日	29.3	32.8	29	3.8	29.23	0.07	3.73
7月8日	30.2	29.4	28.1	1.3	30.03	0.17	1.13
7月9日	30.5	34.2	31	3.2	30.29	0.21	2.99
7月10日	31.5	35.3	31.5	3.8	31.17	0.33	3.47
7月11日	31.9	35	31.5	3.5	31.52	0.38	3.12
7月12日	31.6	35.4	31.8	3.6	31.26	0.34	3.26
7月13日	31.4	40.3	31.5	8.8	31.08	0.32	8.48
7月14日	32.3	42.6	32.1	10.5	31.87	0.43	10.07
7月15日	33	42.8	32.4	10.4	32.49	0.51	9.89
7月16日	31.8	40.6	31.3	9.3	31.43	0.37	8.93
7月17日	33.8	43.1	33.2	9.9	33.19	0.61	9.29
7月18日	32.4	36	30.7	5.3	31.96	0.44	4.86
7月19日	29.1	30	28.9	1.1	29.06	0.04	1.06
7月20日	30.1	34.5	29.8	4.7	29.94	0.16	4.54
7月21日	23.1	27.1	24.7	2.4	23.78	-0.68	3.08
7月22日	25.2	44	26.4	17.6	25.63	-0.43	18.03
7月23日	24.7	32.2	24.3	7.9	25.19	-0.49	8.39
7月24日	28.2	40.6	28.1	12.5	28.27	-0.07	12.57
7月25日	30.6	42.9	29.8	13.1	30.38	0.22	12.88
7月26日	29.5	34.6	27.6	7	29.41	0.09	6.91
7月27日	29.7	39.1	28.4	10.7	29.59	0.11	10.59
7月28日	29	33.3	27.7	5.6	28.97	0.03	5.57
7月29日	28.4	43.9	28.3	15.6	28.44	-0.04	15.64
7月30日	29.3	46	28.5	17.5	29.23	0.07	17.43
8月1日	27.8	45.7	28.1	17.6	27.91	-0.11	17.71
8月2日	29.7	46.8	29	17.8	29.59	0.11	17.69
8月3日	30	49.2	29.5	19.7	29.85	0.15	19.55
8月4日	31.8	51.7	31.1	20.6	31.43	0.37	20.23
8月5日	30	50.5	31.9	18.6	29.85	0.15	18.45
8月6日	31.2	45.8	32.1	13.7	30.91	0.29	13.41
8月7日	33.3	46.8	32.6	14.2	32.75	0.55	13.65
8月8日	32.6	46	32.8	13.2	32.14	0.46	12.74
8月9日	33.8	46.2	33.7	12.5	33.19	0.61	11.89
8月10日	34.3	45.7	34.2	11.5	33.63	0.67	10.83
8月11日	34.3	46.4	33.9	12.5	33.63	0.67	11.83
8月12日	36.3	53	35.2	17.8	35.39	0.91	16.89

☆内外温度差＝推計気化熱相当分＋暫定日陰効果相当分

例えば、8月12日のデータで見ると、

千葉市の気温(36.3度)を、カーテン内の推計式に代入することで、「推計カーテン内」(35.39度)が導き出されます。両値の差が「推計気化熱相当分」(36.3-35.39=0.91)となるわけです。

一方で、「カーテン」内外の実測温度差は17.8度ですから、ここから「推計気化熱相当分」を差し引くと、「暫定日陰効果相当分」(16.89度）が出てくることになります。「暫定」と断っているのは、全体から推計値を差っ引いただけで、なんら検証していないためです。

ここで、それぞれの効果相当分が気温とどんな関係にあるのかを見てみましょう。

X軸に千葉市の最高気温をY軸に「推計気化熱相当分」と「暫定日陰効果相当分」をとっています。このうち下の緑線の上に、きれいに一直線に並んでいるのが、「推計気化熱相当分」です。

直線上に並ぶのは当たり前で、推計式に当てはめて算出しているからです。仮説に沿った理論値です。

一方で、「暫定日陰効果相当分」はまったく無秩序に座標上にばらまかれています。

推計式を示す直線を引いていますが、Ｒ²は0.00ですから、少なくともこのデータからは、関係性は見つけられないということになります。

では、「暫定日陰効果相当分」は何と関係があるかというと、「カーテン」外の値です。

下のグラフは、X軸に「カーテン」外の最高温度、Ｙ軸に「暫定日陰効果相当分」を取っています。

R²は約0.8で、関係はかなり強いといえます。

さて、これで、

1)千葉市の最高気温から、「緑のカーテン」内の最高温度の推計が可能になり

2)千葉市の最高気温から、「緑のカーテン」内の推計最高温度を差し引くことで、「気化熱相当分」の推計も可能になり

2)「緑のカーテン」外の最高温度から、「日陰効果相当分」の推計が可能になりました。

これらの推計を実際の観測データに当てはめたグラフは次のようになります。

「カーテン」内外の温度差と推計の日陰効果、気化熱効果

緑の線が、日々計測した「緑のカーテン」の内外温度差、オレンジの棒グラフが、温度差のうちの「日陰効果」と推計される部分、赤の棒グラフが温度差のうちの「気化熱相当」と推計される部分です。

実測値と棒グラフ（「日陰」と「気化熱」を積み重ねてます）がほぼ連動していることが分かるかと思います。また、気化熱相当分はほとんど全体に影響を与えていないことも伺えます。

「緑のカーテン」の主要な効果は「日光を遮る」ところに因っていると思われます。

しかし、「緑のカーテン」外の温度がどんな要因で決まるのかは、なお不明です。次は何とかして、これを追求したいところです。

（この項続く）

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＜20度近い温度差をどう解釈すべきか(3)＞

＜「20度近い温度差をどう解釈すべきか(2)」に続いています＞

前回(2)で示したグラフをもう一度。

改めての解説です。

これは、7月29日から8月3日までの間、X軸に千葉市の最高気温を、Ｙ軸に「カーテン」内外の最高温度をプロットしたグラフです。千葉市の気温は気象庁ホームページから取っています。

このうちの青線は、気温と「カーテン」内の温度の関係を示しています。

青線の方程式は

f(x)=0.84x+4.37です。その意味は、

①気温が1度上がるごとに、「カーテン」内の温度は0.84度上がる

②その関係が非常に強固である（Ｒ²=0.9）

ことを示していたのでした。

ということは、千葉市の最高気温がわかれば、「カーテン」内の最高温度も9割方、推計できるということになります。実際にそれを示したのが、下のグラフです。

X軸が千葉市の最高気温、Y軸の赤線が「カーテン」内の推計最高温度です。

ここからが思考実験です。

まず、「千葉市の気温と拙宅周囲の気温が等しい」と仮定します。

アバウトな仮定かもしれませんが、千葉市の公式データは他にないので、これを使います。

ちなみに、千葉市の気温測定地（千葉測候所）は拙宅から約7キロの位置にありますが、ともに、海岸から少し奥まったところに位置しています。緯度は測候所が北緯35.606なのに対し、拙宅は35.6433（いずれも、google mapによる）です。

測候所の標高は4メートルで、計測器は地上1.5〜2メートルに設置されているはずですので、観測点は地上5.5〜6メートル程度と思われます。一方、地上4階にある拙宅の標高は計測の結果、約8メートルでした。つまり、標高差は最大でも2.5メートルほどで、気温に与える影響は無視できるほど小さいと思われます。

さて、この仮定を前提に「拙宅周辺の気温」を同じグラフ上で示すと、原点を通る右肩上がり45度の黒線になります。X軸とY軸が同じ数字なのですから、当然ですね。

これで、

「拙宅周辺の気温」と「カーテン」内の温度の関係をモデルにできました。

このモデルでは、「拙宅周辺の気温」が27度の当たりを超えると、「カーテン」内の温度が気温を下回る関係になっています。気温が上がれば上がるほど、「カーテン」内の温度との温度差は広がります。

黄線は両推測値の温度差をグラフにしたものです。

さて、ここからが思考実験の結論部分です。

「緑のカーテン」の効果は

１）日陰になる効果

２）葉から水分が蒸発する時に、気化熱を奪う効果

の二つあることを考えると、この温度差こそが「気化熱」に相当するという仮説が成り立つのではないでしょうか。

そこで、千葉市の気温をもとに、各計測日の「推計気化熱相当分」を計算して見ました。以下がその表です。

（数字はいずれもその日の最高気温、最高温度）

日	千葉市の気温	カーテン外	カーテン内	推計カーテン内	推計気化熱相当分 （「千葉市の気温」－ 「推計カーテン内」）
6月29日	35	38.3	34.1	33.77	1.23
6月30日	33.8	34.3	31.6	32.76	1.04
7月1日	33.7	36.5	32.1	32.68	1.02
7月3日	31.4	37	30.7	30.75	0.65
7月4日	30.8	33	30.5	30.24	0.56
7月5日	31.4	35.1	31.3	30.75	0.65
7月6日	32.1	38.7	32.6	31.33	0.77
7月7日	29.3	32.8	29	28.98	0.32
7月8日	30.2	29.4	28.1	29.74	0.46
7月9日	30.5	34.2	31	29.99	0.51
7月10日	31.5	35.3	31.5	30.83	0.67
7月11日	31.9	35	31.5	31.17	0.73
7月12日	31.6	35.4	31.8	30.91	0.69
7月13日	31.4	40.3	31.5	30.75	0.65
7月14日	32.3	42.6	32.1	31.50	0.80
7月15日	33	42.8	32.4	32.09	0.91
7月16日	31.8	40.6	31.3	31.08	0.72
7月17日	33.8	43.1	33.2	32.76	1.04
7月18日	32.4	36	30.7	31.59	0.81
7月19日	29.1	30	28.9	28.81	0.29
7月20日	30.1	34.5	29.8	29.65	0.45
7月21日	23.1	27.1	24.7	23.77	-0.67
7月22日	25.2	44	26.4	25.54	-0.34
7月23日	24.7	32.2	24.3	25.12	-0.42
7月24日	28.2	40.6	28.1	28.06	0.14
7月25日	30.6	42.9	29.8	30.07	0.53
7月26日	29.5	34.6	27.6	29.15	0.35
7月27日	29.7	39.1	28.4	29.32	0.38
7月28日	29	33.3	27.7	28.73	0.27
7月29日	28.4	43.9	28.3	28.23	0.17
7月30日	29.3	46	28.5	28.98	0.32
8月1日	27.8	45.7	28.1	27.72	0.08
8月2日	29.7	46.8	29	29.32	0.38
8月3日	30	49.2	29.5	29.57	0.43

改めて説明すると、「推計気化熱相当分」とは、千葉市の気温から、千葉市の気温を方程式f(x)=0.84x+4.37に代入して算出された推計「カーテン」内温度を差し引いたものです。

これを見ると、気化熱相当分は、最大でも1.23となっています。

平均で9度に達する「内外温度差」の中で、気化熱の占める割合は、相当に小さいことが、このモデルに示唆されていると思います。

ちなみに、気化熱相当分の最大値が出たのは、計測初日の6月29日です。気象庁の公式な観測データでは、8月3日までの間で最高値はこの日なのです。

実は、「緑のカーテン」内の最高温度も6月29日に記録していまして、私はそれを「カーテンが成長していなかったため」と考えていました。そういう要素が全然ないとはいえないと思いますが、やはり気温自体が高かったのです。もっと早く気づくべきでした。

（この項続く）

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＜20度近い温度差をどう解釈すべきか(2)＞

＜「20度近い温度差をどう解釈すべきか(1)」からお読みになることをお薦めします＞

ここでまったく違う観点からも検討を加えたいと思います。

X軸に千葉市の最高気温を、Ｙ軸に「カーテン」内外の最高温度をプロットしたグラフです。千葉市の気温は気象庁ホームページから取っています。国の観測によるものですから、これ以上信頼できる数字はありません。

観測地点は拙宅から7キロほど東南にありますが、最も近い公式の計測ポイントはここしかないので、この数字を使います。

一目瞭然です。気温と「カーテン」内の温度の間には強い関係が見て取れますが、気温と「カーテン」外の温度の関係はほとんど認められません。

＜気温と「カーテン」内の温度の関係＞

青色の線と方程式で示されています。

ポイントは二つあって、

①xの係数が0.84であること

②両者の関係の強さを示すＲ²が0.9と非常に高い（1だと全データがきれいに直線上に並びます）こと

です。

xの係数（＝直線の傾き）が0.84ということは、くどいようですが、

気温（公式のものです）が1度上がるごとに、「カーテン」内の温度は0.84度上がるという関係を示しています。しかも、その関係が非常に強固に（Ｒ²=0.9）成立しているのです。

前回のブログでも書いた通り、計測期間中には、猛暑もあれば、台風6号「マーゴン」が異常な冷気をもたらした時もありました。「カーテン」内外の関係はその時々に応じて揺れ動きました。

しかし、そんな中でも公式気温と「カーテン」内の関係は非常に安定していたのです。

これは、「カーテン」内の温度は、気温以外の要因をあまり受けていないということを示唆しています。 

当たり前かも知れません。気温の測定環境は「緑のカーテン」内と似ているからです。

気象庁によれば、気温は通常、地上1.25～2.0mの大気の温度を計ります。日射や風雨の影響を受けないように、「通風筒」といわれる筒の中に温度センサを設置して測定します。

「通気筒」は二重の円筒で、その間に断熱材を入れて日射や反射光が直接センサに当たらないような構造になっています。常にファンにより通風（約5m/s）しています。

拙宅の「緑のカーテン」内の計測ポイントも、「緑のカーテン」やトレリスなどの影響で常に日陰になっていて、日射の影響を恐らくほとんど受けません。海の近くなので、風も強いです。

地上の高さが気温に与える影響については、学生時分に必ずテストに出る「100メートルで0.6度の気温低下」が有名ですが、拙宅はせいぜい地上10メートル程度ですので、定数部分を0.06度程度に引き下げるにとどまります。誤差の範囲といえるでしょう。

 ＜気温と「カーテン」外の関係＞ 

赤色の線と方程式で示されています

ポイントはこちらも二つで

①xの係数が0.28と小さいこと

②R²がゼロに近い（＝関係がほとんど認められない）こと

です。

これは、「カーテン」外の温度は、気温とは別の要因に大きく影響されている、ということを示唆しています。 別の要因とは、すなわち直射日光による輻射熱だと考えられます。

＜なぜたいして暑くもないのに、「緑のカーテン」の効果が20度近くまであるのか＞

気温が上がるのは、

①日光が降り注ぎ

②徐々に地面などが熱せられて

③次に大気が温められる

というステップを踏みます。

「緑のカーテン」外の温度はこのうち、①の影響を直接計っていることになります。

一方、「カーテン」内で計測しているのは、③の結果としての（主に）空気の温度です。

ゆで卵を作るのに、水の温度と鍋の表面の温度を計っているのに似ているかも知れません。

もちろん、水の温度が「カーテン」内で、鍋の表面が「カーテン」外です。

日射が強ければ、計測ポイントの表面温度は急上昇しますが、それが気温に影響するためには、時間的なラグがあるのでしょう。このため、体感の温度が高くなくても、温度差が大きくなってしまうのだと思います。

＜新たな展開の可能性＞

ところで、「カーテン」内の方程式で、xの係数が0.84であること自体にも、大きな意味が隠れているような気がします。

重ね重ねで恐縮ですが、これは気温が1度上がっても、「カーテン」内の温度は0.85度しか上がらないという関係を示しているからです。

では、残りの0.15度はどこに消えたのか。

「緑のカーテン」の効果としては、

１）日陰になる効果

2)気化熱を奪う効果

があるのですが、そのうち、気化熱を奪う効果が、この数字に隠れているのではないでしょうか。

（この項続く）

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20度近い温度差をどう解釈すべきか(1)

タイに出かけている間に、「緑のカーテン」内外の温度差が連日記録を更新し、ついには20度に迫るところまできてしまいました。

この間、拙宅のある千葉を含む首都圏はそれほど暑くならず、その結果として、節電もうまくいっていると報道されていました。それはご同慶の至りなのですが、私の頭には大きな疑問符がついていました。

本日帰国してみますと、確かにそれほど暑くないです。

なぜたいして暑くもないのに、「緑のカーテン」の効果が20度近くまであるのか。本日はこの問題を考えてみたいと思います。

計測開始以来の「緑のカーテン」内外の最高温度のグラフです。これまで温度差に着目して棒グラフにしていましたが、今回はレベルを見たいので折れ線にしています。

まず、全体を見ると、「カーテン」外の最高温度は乱高下しながらも日を追うに連れて高まっているのに対し、「カーテン」内の温度は、むしろ下がる傾向が見て取れます。

実測値でいえば、7月18日(30.7度)までは30度を超えることが珍しくなかったのに、19日以降は30度を一度も上回っていません。

次に「カーテン」内外の関係に着目すると、いくつかのフェーズにわかれることがわかります。

一番左の楕円に囲まれている最初のフェーズでは、内外の温度が相似形をなし、連動して動いています。

ところが、次のフェーズに入ると、「カーテン」外の温度は急上昇をしていますが、「カーテン」内の温度はそれほどでもありません。

その次のフェーズ（右から2番目の楕円に囲まれた部分）になると、「カーテン」内の温度は一段と低くなる一方で、「カーテン」外の温度は乱高下しています。このころ台風6号「マーゴン」が日本列島近辺に居座っていたのはご案内の通りです。

直近のフェーズになると、「カーテン」外の温度が急上昇し、「カーテン」内は横ばいか緩やかな上昇にとどまっています。

別のグラフでも確認してみたいと思います。

このグラフは、7月20日のブログ「『カーテン』成長の証拠？　強まる”冷却”効果」で使ったものと同じです。ただし、昨日までの推移も追加しています。

もう度々解説していますが、改めて解説します。

X軸に「緑のカーテン」外の最高温度をY軸に「緑のカーテン」内の最高温度をとり、日々の組み合わせをプロットしています。6月２９日の計測開始日から昨日まで、データが不備だった2日間を除いて、計34日分のデータが点で示されています。凡例を示しますと

◆＝最初の7日（6月２９日〜7月6日）　赤い直線は傾向を示す回帰直線

▼＝次の７日（7月7日〜7月13日）　　青い直線は傾向を示す回帰直線

▼＝次の7日(7月14日〜7月20日）　　黄色い直線は傾向を示す回帰直線

▲＝次の7日(7月21日〜7月27日）　　緑色の直線は傾向を示す回帰直線

▶＝次の6日(7月28日〜8月3日）　　　紫の直線は傾向を示す回帰直線

です。そして、

回帰直線の数式のうち

xの係数は直線の傾きを示し、小さければ小さいほど「緑のカーテン」の効果が大きいことを、

R²は0〜1の値を取り、1に近いほど「カーテン」内外の数値の連動性が高いことを

それぞれ示しています。

さて、この4本の直線と数式に着目して見ると

１）傾きは後になるに連れて緩やかになっている

xの係数は、0.42→0.35→0.29→0.23→0.09

2)他の3本の直線がx軸25度の当たりで交差しているのに対し、「マーゴン」到来時期に当たる緑線だけ、全体の水準が低いところに直線が引かれている

以上のうち、１）の結果から、7月20日の上記ブログでは、

「カーテン」が成長したため

と推測しました。

しかし、直近のxの係数は0.09と、傾きは限りなく小さくなっています。

これは、「カーテン」外の温度が1度上がっても「カーテン」内の温度は0.09度しか上がらないことを意味していますから、ここまでの極端な効果をカーテンの成長の効果とするのには無理があります。

（この項続く）

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＜「気温」という言葉について（２）＞

「このブログは法律違反なのか？！」で説明した理由により、これ以降は私が報告している4地点の温度については、「気温」という言葉は使いません。「温度」と呼ぶことにします。気象業務法に則した意味で（つまり正確な意味で）使う場合にのみ、「気温」を使います。
オリジナルの＜「気温」という言葉について＞に書いたことはこの文書に換えます。

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「カーテン」成長の証拠？ 強まる”冷却”効果

20日で、計測回数が21回目を迎えたので、過去のデータを分析してみました。

このグラフは、X軸に「緑のカーテン」外の最高気温を、Y軸に「カーテン」内の最高気温をプロットしたものです。ちょうど21日間のデータがあるので、最初の7日間（6月29日〜7月6日＝2日は計測漏れ）、次の7日間(7月7日〜13日）、最後の7日間(14日〜20日)にわけています。

さらにそれぞれの期間に応じた傾向線（回帰直線）を引いています。

青い傾向線は最初の7日

赤い傾向線は次の7日

黄色い傾向線は最後の7日

に対応しています。

7月10日のブログにも書いた通り、この傾きは「緑のカーテン」の効果を示しています。

「カーテン」外の気温が1度上がった時、「カーテン」内の気温も1度上がる場合には、右肩上がりの45度になります。

「カーテン」外の気温が1度上がった時、「カーテン」内の気温が半分の0.5度にとどまるなら、傾きは右肩上がりの22.5度になります。

「カーテン」外の気温が1度上がった時、「カーテン」内の気温が不変なら、傾きはゼロになります。

ここで改めて3つの傾向線を比べると、時間を追うに従って、傾きが小さくなっていることがわかります。傾きを示すのは「f(x)=ax+定数」の方程式のうち、a部分ですのでそこを比較してみます。

最初の7日間=0.42

次の7日間=0.35

最後の7日間=0.29

くどいかもしれませんが、改めて確認すると、

「カーテン」外の気温が1度上がった場合、「カーテン」内の気温は

最初の7日間は0.42度

次の7日間は0.35度

最後の7日間は0.29度

しか上がらないことを示しています。

さらに、傾向線の説明力を示すＲ²を比較すると、

最初の7日間は0.51

次の7日間は0.63

最後の7日間は0.93

となっています。特筆すべきは最後の7日間の0.93という数字で、これは「カーテン」内外の関係が非常に高いことを示しています。

なぜ、効果が徐々に高まっているのか。私の推測は、

「緑のカーテン」が成長したため

です。

７月10日のブログで、同様の散布図を作り、「冷却方程式（暫定）」を導き出しましたが、その後、内外気温の関係が安定しなかったので、方程式はお蔵入りさせていました。暫定方程式に「緑のカーテン」の成長を数値化して取り込むことができれば、新しい方程式が導かれるかも知れません。

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”ピークカット”が効果の本質？／節電ツールにぴったりか／室内計測の分析スタート

このブログでは、「緑のカーテン」の外側と内側のデータを6月29日から取っています。それだけでは、居住環境への影響はわからないだろうということで、室内についても、7月8日から観測をしています。このあたりの事情は、8、9日のブログに書きました。

室内についてのデータもそこそこ蓄積されたので、分析にとりかかりたいと思います。

まずは次のグラフから

これは、室内の計測を始めた7月8日以降のデータを「X軸＝最高気温を記録した時間」、「Y軸＝最高気温」の組み合わせでプロットした散布図です。凡例は以下の通り。

１）青い四角＝「緑のカーテン」の外側

２）赤い菱形＝「緑のカーテン」の内側

３）黄色い逆三角＝室内窓際のサッシ

４）青の三角＝室内

グラフを眺めると、計測地点によって特徴が違うのがはっきりわかります。

＜時間帯（＝X軸）　室内外の時間帯は重ならない＞

「カーテン外」のデータは日照が強い時間帯を中心に13時44分〜16時9分の幅に位置しています。「カーテン」内のデータは、7月8日の11時台を除けば、14時41分〜16時10分の間にあり、「カーテン外」の範囲よりいくらか狭いレンジにある傾向のように見て取れます。

次に室内の2地点です。最高気温を記録した時間帯が明らかに「カーテン」内外とは違います。

「サッシ」の分布の範囲は、7月8日を除けば、16時24分〜17時5分の約30分の間に集中しています。「室内」も7月8日を除けば、16時27分〜17時21分の1時間弱の範囲に収まっています。

つまり、特異日を除いては、室外と室内では最高気温を記録する時間帯がくっきりとわかれ、重なり合っていません。

＜最高気温（Y軸）　「カーテン」内と室内の温度帯はほぼ一致＞

「カーテン」内と「室内」の最高気温帯はほぼ一致しています。「カーテン」外の最高気温帯は２層にわかれていますが、このうち、低い気温層は「サッシ」の気温帯とほぼ一致しています。

「サッシ」の温度が室内より高い理由ははっきりしています。「サッシ」の計測センサは室内側からサッシのガラス上に吸盤で貼り付けてあります。「緑のカーテン」で和らいでいるとはいえ、夕方になると直射日光が差し込んできます。その影響で室内よりは高くなるわけです。

＜サジェスチョン　気温と時間のピークカット＞

「緑のカーテン」の機能として、気温を和らげるというのはよく知られていますが、今回の分析では、むしろ、「最高気温になる時間帯がズレる」効果に注目したいと思います。ズレ方がかなり大きいので、室内の最高気温のピークは、特異日を除いてほぼ１６時半以降に来ています。

実験結果は、「緑のカーテン」によって、電力需要がピークを迎える時間帯である13時〜16時を回避できる可能性があることを示唆しています。気温だけでなく、時間帯も「ピークカット」するのが効果の本質なのかも知れません。

ただ、時間がズレるのが本当に「緑のカーテン」の効果なのかどうかは確認できていません。本当は、カーテンがある部屋とない部屋を、その他の条件を揃えた上で比較しないといけないのでしょうが、とてもそこまではできません。個人実験の限界ですね。

もう少しデータが集まれば、しっかりしたことがいえるかも知れません。実験を続けたいと思います。

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＜「気温」という言葉について＞

＜文末に追記がありますので、そこまで見ていただけると助かります＞

お陰様でこのブログも徐々に見てくれる人が増えてきました。ありがとうございます。

何気なく思いつきで始めたのですが、その分、責任も重くなったと感じています。

そこで、折に触れてブログを読まれる方へのオリエンテーションをしたいと思っています。

今回はまず、「気温」の使い方から。

このブログで使っている「気温」という用語は本来の意味の「気温」とは違っています。

「気温」は文字通り、大気の温度ですから、直射日光でものの表面が温められる輻射熱の効果は除外して計測しないといけません。観測する場合は、「百葉箱」のような風通しがいい日陰で計るわけです。

しかし、「緑のカーテン」の効果を検証する場合には、厳密な「気温」同士を比較する意味はありません。なぜなら、「緑のカーテン」の効果はまさに、「日陰になる」ところによっているからです。

それでもあえて「気温」という表現を使っている理由は以下の通りです。

「気温」を使わない場合には、「温度」というよりほかにないような気がしていますが、「緑のカーテン」外の「温度」と表記すると「何の温度のこと？」と読み手に疑問を抱かせてしまいかねないと思っています。

また、日常会話で「気温」といった場合には、直射日光の影響を排除した概念ではありません。つまり当ブログにおける「気温」は、日常会話レベルのワーディングであるとご理解ください。

＜追記＞（2011年7月26日）
7月25日以降は、「気温」という表記は「気象業務法」に準拠した定義以外の場合は使わないことにしました。理由は、「このブログは法律違反なのか？！」で、説明しています。
このブログで測定しているものは、法律上の「気温」ではないので、25日以降は「温度」と表記するようにしました。

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