微気候
南アフリカ、サンライズ・オン・シーの潮間帯に位置する岩の微気候

微気候（またはミクロ気候）とは、周囲の地域とはわずかに異なる、時には大幅に異なる、局所的な大気条件の集合体である。この用語は、数平方メートル以下の小さな領域（例えば、花壇、岩の下、洞窟）から、数平方キロメートルに及ぶ大きな領域までを指すことがある。気候は統計的であり、記述パラメータの平均値の空間的および時間的変動を意味するため、微気候は地域内で発生および/または持続する統計的に異なる条件として識別される。微気候はほとんどの場所で見られるが、山岳地帯、島嶼、沿岸地域などの地形的に変化の激しい地域で最も顕著である。[ 1 ]

微気候は、例えば、地元の大気を冷やす水域の近くや、レンガ、コンクリート、アスファルトが太陽エネルギーを吸収して加熱され、その熱が周囲の空気に再放射される密集した都市部などに存在します。その結果生じる都市ヒートアイランド（UHI）は、植生の相対的な不足によっても引き起こされる一種の微気候です。[ 2 ]

背景

木生シダは、イギリスのコーンウォール、北緯 50 度 15 分に位置するロスト ガーデン オブ ヘリガン内の保護された谷間に繁茂しています。

「ミクロ気候」という用語は、1950年代に「ミニチュアの気候：ミクロ気候環境の研究」（トーマス・ベッドフォード・フランクリン、1955年）などの出版物で初めて登場しました。[ 3 ]

微気候の例

開発された工業団地の面積は、近隣の森林公園とは大きく異なる可能性があります。これは、公園内の自然植物が葉に吸収した光と熱を、建物の屋根や駐車場から大気中に放射するためです。太陽エネルギーの支持者は、太陽光集熱の普及により、太陽光を吸収して表面の異物を加熱する代わりに有効活用することで、都市環境の過熱を緩和できると主張しています。[ 4 ]

マイクロクライメートは、広い地域では生育できない作物を、限られた場所で栽培する機会を提供します。この概念は、北部の温帯気候で​​実践されているパーマカルチャーでよく用いられています。マイクロクライメートは、植物を慎重に選び、配置する園芸家にとって有利に活用できます。都市部では、ゾーニングによって平均気温が上昇することが多く、風雨から守られた場所であれば冬の厳しさを軽減できます。しかし、屋上緑化では、植物は夏冬ともに極端な気温にさらされます。

都市部では、高層ビルが広大な地域を覆うことで独自の微気候を形成し、強風を地上に導くことで、高層ビル周辺の風の影響が微気候研究の一環として評価されます。

微気候は、部屋やその他の囲い地など、意図的に作られた環境を指すこともあります。[ 5 ]博物館の展示や保管環境では、微気候が一般的に作り出され、注意深く維持されています。これは、シリカゲルなどの受動的な方法、または能動的な微気候制御装置を用いて行うことができます。

通常、内陸部が湿潤大陸性気候の場合、沿岸部は夏の暑さとは対照的に、冬ははるかに温暖です。ブリティッシュコロンビア州のような地域では、バンクーバーは海洋性気候で冬は雨が多く、霜が降りることは稀ですが、内陸部は夏は平均気温が数度高いため、冬は寒く雪が多くなります。

微気候の源と影響

特定の地域における微気候を定義する2つの主要なパラメータは、気温と湿度です。気温や湿度の低下は、様々な要因や影響に起因する可能性があります。多くの場合、微気候は様々な影響の集合体によって形成され、ミクロスケール気象学の対象となっています。

冷気プール

冷気プール（CAP）効果の例として、オーストリアのグシュテットナーアルム陥没穴（最低気温記録は-53℃（-63℉））[ 6 ]やアメリカのピーターシンクスが挙げられます。CAPに温風を浸透させるための 風速に関する主な基準は次のとおりです。v{\displaystyle v}

Fr＝v北h≥Frc、{\displaystyle \mathrm {Fr} ={\frac {v}{Nh}}\geq \mathrm {Fr} _{c},}

ここで、はフルード数、—はブラント・ヴァイサラ周波数、—は谷の深さ、—は閾値風速におけるフルード数です。[ 7 ]Fr{\displaystyle \mathrm {Fr} }北{\displaystyle N}h{\displaystyle h}Frc{\displaystyle \mathrm {Fr} _{c}}

クレーター

クレーターの表面近くに永久凍土が存在することで、独特の微気候環境が生まれます。[ 8 ]

洞窟

洞窟は、独特で繊細な地質学的・生物学的環境を包含する重要な地質構造です。発見された洞窟の大部分は、石灰岩などの炭酸カルシウムでできています。こうした溶解環境には、多くの動植物が生息しています。洞窟内の大気中の水分量、気圧、洞窟岩石の地球化学組成、そしてこれらの生物の排泄物などが組み合わさり、洞窟系内に独特の微気候を形成します。[ 9 ]

洞窟形成効果は、対流によって引き起こされる洞窟環境内の空気循環のプロセスとして観察および研究されています。水蒸気条件下では、洞窟の表面は密閉された空気にさらされます（通気条件で水面下にあって地下水と相互作用するのとは対照的です）。この空気が水の粒子を循環させ、それが洞窟の壁や洞窟生成物などの地層に凝結します。この凝結した水は、洞窟の壁の浸食や形態的特徴の形成に寄与することが分かっています。その一例が、イタリア、ルッカのモンスンマーノ近くにある温泉洞窟、グロッタ ジュスティの石灰岩の壁です。化学的/物理的プロセスの増加または減少につながるプロセスは、すべてその後、そのシステム内の環境に影響を与えます。対流プロセスに直接関係する洞窟内の空気密度は、気温、湿度、気圧によって決まります。閉鎖された洞窟環境では、細菌、藻類、植物、動物、あるいは人間の介入によって、これらの要因のいずれかが変化し、洞窟内の微小環境が変化する可能性があります。[ 9 ]世界中には750以上の洞窟があり、一般公開されています。これらの洞窟環境を人間が絶えず訪れることは、微気候だけでなく、地質学的・考古学的発見にも悪影響を及ぼす可能性があります。これらの環境の悪化につながる要因としては、近隣の森林伐採、農業活動、水資源の開発、鉱業、観光事業などが挙げられます。[ 10 ]

通常の洞窟では、空気の循環が緩やかになる傾向があります。酸が存在する特殊な条件下では、侵食や微小環境の変化の影響が劇的に増大する可能性があります。一例として、硫酸（H 2 S）の存在が挙げられます。酸化された硫酸が化学的に硫酸（H 2 SO 4 ）に変化すると、この酸は炭酸カルシウムの岩石と非常に速い速度で反応し始めます。この反応に関与する水はpHが3と高くなる傾向があり、多くの細菌や藻類にとってほとんど生息できない状態になります。この例として、イタリアのアンコーナにあるグロッタ・グランデ・デル・ヴェント洞窟が挙げられます。[ 9 ]

植物の微気候

気象学者ルドルフ・ガイガーが指摘したように、[ 11 ]気候は生きている植物に影響を与えるだけでなく、植物がその環境に及ぼす相互作用の逆の効果も起こり得、これは最終的に植物気候として知られています。この効果は大陸の真ん中にある森林に重要な結果をもたらします。実際、森林が効率的な蒸発散活動によって独自の雲と水循環を作り出していなければ、海岸から遠く離れた場所に森林は存在しないでしょう。[ 12 ]統計的に、他の影響がなければ、降雨量は海岸から内陸に向かって減少するからです。干ばつと戦うために木を植えることは、植林の文脈でも提案されています。[ 13 ]

ダム

人工の貯水池も自然の貯水池と同様に微気候を作り出し、マクロ的な気候にも影響を与えることがよくあります。

斜面

微気候に影響を与えるもう一つの要因は、地域の傾斜や方位です。北半球の南向きの斜面、そして南半球の北向きの斜面は、反対側の斜面よりも直射日光に晒されるため、より長い期間にわたり暖かく、周囲の地域よりも温暖な微気候を形成します。渓谷の最も低い場所は、近くの丘陵地帯よりも早く、あるいはより激しく霜が降りることがあります。これは、冷たい空気が下降し、乾燥した風が最下部まで届かないこと、そして湿気が滞留して降水し、そして凍結するためです。

土壌の種類

地域の土壌の種類も微気候に影響を与える可能性があります。例えば、粘土質を多く含む土壌は舗装材のような働きをし、地表付近の温度を緩和します。一方、土壌に多くの気泡がある場合、熱が表土の下に閉じ込められ、地表で霜が発生する可能性が高まります。[ 14 ]

微気候で知られる都市と地域

アメリカ大陸

  • ベイエリアより上の北カリフォルニアも、気温の差が激しい微気候でよく知られている。海岸線では、夏の間は通常、日中の気温が17～19 °C（63～66 °F）であるが、レイクポートなど海からそれほど遠くない内陸の町では、内陸約40マイル（64 km）であるにもかかわらず、夏の平均日中は34 °C（93 °F）まで暑くなることがある。ウィロークリークとユーレカの間の北緯41度付近のクラマス川流域でさえ、平均気温はこの程度であり、このような北部の地域では非常に暑い。この緯度では、海岸の気温は非常に低いため、ウィロークリークは、ユーレカの最高気温を年間平均79回上回る。これは、両地域が互いに50マイル（80 km）未満しか離れていないにもかかわらずである。
    • サンフランシスコは多様な微気候を持つ都市です。街の多様な地形と夏の海洋性雲の影響により、気象条件はブロックごとに最大5℃（9°F）も、沿岸の霧帯とダウンタウンのヒートアイランドの間では17℃（30°F）も異なります。例えば、ノエバレー地区は周囲の丘陵地帯が太平洋からの冷たい霧を遮るため、周辺地域よりも一般的に暖かく日当たりが良いです。
    • サンフランシスコ・ベイエリアとして知られるこの地域は、全体として気温の極端な差が大きい。海岸に隣接する盆地や谷では、地形が海気循環に及ぼす影響により、短い距離でも気候が大きく変化する。サンフランシスコ・ベイエリアは、数マイルの範囲内で多様な気候を呈する。例えばベイエリアでは、7月の平均最高気温は、海岸沿いのハーフムーンベイで約64°F (18°C)、内陸わずか25マイル (40km)のウォルナットクリークで87°F (31°C) 、内陸わずか50マイル (80km)のトレーシーで95°F (35°C)である。 [ 15 ]
  • ロサンゼルスとサンディエゴ地域も、微気候に典型的な現象の影響を受ける。[16] [ 17 ]内陸部と海岸部では気温が華氏36度（摂氏20度）も異なることがあり、海岸から内陸部への気温勾配は、海岸から内陸部へ1.6キロメートルごとに1度以上となる。丘や山々が沿岸気団を遮ることもある。サンフェルナンド・バレーは、サンタモニカ山脈が冷たい海風や霧を遮るため、夏はロサンゼルスの大部分よりもずっと暖かい。南カリフォルニアには、「ジューン・グルーム」または「メイ・グレイ」と呼ばれる気象現象もあり、晩春から初夏にかけて、海岸部では午前中は曇りや霧がかかっていることもあるが、正午までには晴れとなることが多い。
  • ハワイ島は微気候で知られる地域でもあります。[ 18 ]カイルア・コナとヒロは、わずか60マイル（97km）しか離れていないにもかかわらず、年間降雨量がそれぞれ18インチ（460mm）と127インチ（3,200mm）に達します。
  • アルバータ州カルガリーは、その微気候でも知られています。特に顕著なのは、ダウンタウンと河川流域／氾濫原、そして西側と北側の地域との間の気候差です。これは主に市域内の標高差が300メートル（1,000フィート）以上あることに起因していますが、季節風チヌークの影響も多少は考えられます。[ 19 ]
  • ノバスコシア州ハリファックスにも、多様な微気候が存在します。沿岸部の気温や気象条件は、内陸部（わずか5～15km）の地域とは大きく異なります。これは一年を通して同じです。市内全域で標高差が顕著で、この標高差により、同じ高速道路を走行していても複数の微気候を経験することさえあります。
  • バンクーバーとその都市圏には、多様な微気候が存在します。[ 20 ]ノースバンクーバーをはじめとする山岳地帯の地域では、年間平均降水量が2,000ミリメートル（79インチ）を超えますが、南側の地域では40キロメートル（25マイル）以内の距離にあるにもかかわらず、年間降水量は1,000ミリメートル（39インチ）程度です。内陸部のフレーザーバレーでは、気温が海岸部よりも最大10℃（18°F）高くなることがありますが、冬季は数℃低くなります。
  • チェサピーク湾は亜熱帯性の微気候でも知られています。[ 21 ]メリーランド州とデルマーバ州の低地の東西地域に穏やかな気候的影響を与えることで最も顕著です。64,000平方マイル（170,000 km 2）を超える水域（その大部分は淡水と塩水が混ざり合っています）を有するため、春から夏にかけて湿度と気温が高くなります。この影響の一例としては、亜熱帯性のヤシの木やホテイアオイなどの植物がこの地域に生息していることが挙げられます。[ 22 ] [ 23 ] [ 21 ]
  • ヘネラル・カレーラ湖の南岸にあるチレ・チコとロス・アンティグオスは、パタゴニアの内陸部にあるにもかかわらず、農業に適した条件を備えている。[ 24 ]
  • ニューヨーク市とその周辺都市圏は、広範囲にわたるヒートアイランド現象と大西洋からの影響を受けています。これらの要因により、ニューヨーク市はケッペンが「湿潤亜熱帯」と表現するアメリカ最北端の主要都市であり、USDAゾーン7a/7b/8aに属しています。これは、南側の近隣都市のより低いゾーンと比較して低い値です。

ヨーロッパ

アジア・オセアニア

  • ヨルダンのアンマンは極端な微気候の例を示しており、ほぼすべての地区で独自の天候が見られます。[ 34 ]地元民の間では、北部や西部の郊外などの一部の自治区は市内で最も寒く、霜や雪が降る一方で、市内中心部などの他の暖かい地区では同時にかなり暖かい気温になることが知られています。
  • オーストラリアのシドニーでは、温暖な時期に顕著に現れる微気候があります。内陸部のシドニー西部郊外では、気候は乾燥しておりかなり暑く、気温はシドニー中心業務地区や東部郊外（海岸）よりも一般的に3～7 °C（5～13 °F）高くなります。これは海風が内陸部まで吹き込まないためです。夏の海岸部の平均気温は25.9 °C（78.6 °F）ですが、内陸部は郊外によって28～30 °C（82～86 °F）です。[ 35 ] [ 36 ]極端な場合には、海岸部の気温が24 °C（75 °F）になる一方で、内陸20 km（12.43 mi）の郊外では36 °C（97 °F）の暑さに見舞われることもあります。しかし、西部の冬の最低気温は沿岸郊外よりも3～5℃（5～9℉）低く、軽度から中程度の霜が降りることがあります。[ 37 ]市内および近郊では、降水量は最西部で約682.5mm（26.87インチ）からオブザバトリーヒル（東部または海岸）で1,213.8mm（47.79インチ）まで変化します。[ 38 ]

参照

参考文献

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