都市の緑とヒートアイランド｜街路樹と公園が気温を下げる仕組みと実測データ

都市の気温はなぜ上がるのか——ヒートアイランド現象の仕組み

気温を測る郊外の観測点と、高層ビルが立ち並ぶ都心の観測点を比べると、都心のほうが年間を通じて気温が高い。これが「ヒートアイランド現象」である。等温線を描くと都心部が島（アイランド）のように高温域として浮かび上がることから名づけられた。国土交通省・環境省は、その主因をアスファルトやコンクリートに覆われた面積の拡大、植生域・水面の縮小、建物や自動車・空調機器からの人工排熱の増加の3点にまとめている。

アスファルトとコンクリートが熱をためる

土や芝生の地表は、水分の蒸発（蒸発散）に熱を使うぶん温度上昇が抑えられる。一方、アスファルトやコンクリートは水分をほとんど含まないため、日射のエネルギーがそのまま表面温度の上昇に使われる。真夏の舗装道路の表面温度は50℃を超えることも珍しくなく、しかも比熱と熱伝導の性質から、夜間もためた熱をゆっくり放出し続ける。これが都心の朝晩の気温が下がりにくい「熱帯夜」の一因になっている。緑地や水面が減り、代わりに保水性のない舗装面が広がるほど、この「昼にためて夜に出す」熱の収支は都市に不利な方向へ傾いていく。

人工排熱という第3の要因

気温上昇の要因は地表面の性質だけではない。ビルの空調室外機、自動車の排気、工場やオフィスの稼働から出る排熱も都心の気温を押し上げる。人口や建物、交通量が集中する都心ほど、単位面積あたりの排熱量が多くなる。皮肉なことに、暑さをしのぐために稼働させるエアコンの室外機自体が、屋外の気温をさらに押し上げる一因になっているという悪循環が、ヒートアイランド現象の厄介な側面である。

東京は100年で3.3℃上昇——地球温暖化との違い

気象庁が1927年から2021年までの観測データを分析したところ、都市化の影響が比較的小さい地点の平均気温は100年あたり約1.6℃上昇していたのに対し、東京の平均気温は約100年で約3.3℃上昇していた。同時期の世界全体の平均気温上昇は1℃強とされており、東京の上昇幅の半分近くはヒートアイランド現象、つまり都市化そのものによる「上乗せ分」だと考えられている。つまり東京の暑さは、地球規模の気候変動と、東京という都市自身がつくり出した熱の両方が重なった結果ということになる。

大阪・名古屋でも進む都市の高温化

ヒートアイランド現象は東京だけの現象ではない。気象庁の統計では、国内の主要10都市における100年間の気温上昇量は平均で約2.7℃に達し、都市化の影響が小さい地点の平均を1℃以上も上回っている。大阪市の公表資料でも、市内の年平均気温は過去100年間で約2.1℃上昇したとされる。名古屋では1931年から2017年にかけて、最低気温が25℃を下回らない「熱帯夜」が10年あたり約3.7日のペースで増え続けている。人口や建物が集中する大都市圏で共通して進んでいる現象であることがうかがえる。

集中豪雨とのつながり

ヒートアイランド現象は気温だけの問題にとどまらない可能性も指摘されている。アスファルトやコンクリートに覆われた都市は地表から大気へ伝わる熱量が多く、人工排熱も加わることで、上空との温度差が大きくなりやすい。この温度差が、都市部で増えているとされる「ゲリラ豪雨」と呼ばれる局地的な短時間集中豪雨の一因になっている可能性が、環境省の資料や気象学の研究会でも指摘されている。ただし、都市化と集中豪雨の因果関係については明確な結論が出ているわけではなく、今も研究が続けられている分野である。

緑がつくる「クールアイランド」——冷気はどう生まれるか

都市の中で緑地や公園だけが周囲より低温になる現象は「クールアイランド」と呼ばれる。ヒートアイランドの反対の意味を持つこの言葉が示す通り、緑は都市の中に小さな涼しい島をつくり出している。この現象は、緑がただ日陰をつくるだけでなく、周囲の空気そのものを冷やしているために起きる。

蒸散作用と日陰という二重の効果

植物は根から吸い上げた水分を葉の気孔から水蒸気として放出する「蒸散」を行っており、このとき周囲から気化熱を奪う。汗が蒸発するときに体温を下げるのと同じ原理が、樹木一本一本の葉の表面で絶えず起きている。加えて樹冠がつくる日陰が地表面への直射日光を遮り、地表面温度そのものの上昇を防ぐ。日本生気象学会のコラムでは、この蒸散と日陰の組み合わせにより、緑地は周辺の市街地よりも低温な環境になりやすいと説明されている。同じ蒸散の仕組みは、川沿いの森が水温を下げる河畔林や、山の森が雨をためて川に流す水源涵養林にも共通する、緑と水の基本的な関係でもある。

緑地から周辺ににじみ出る冷気

緑地内で生まれた冷気は、その場にとどまらず周辺の市街地へ向けて流れ出していく。この「にじみ出し現象」は、緑地の縁から冷たい空気が扇状に広がっていく様子が観測されており、公園そのものだけでなく、隣接する道路や住宅街の気温を下げる効果も持つとされる。冷気は空気より重いため、緑地の縁からゆっくりと周囲へ流れ下るように広がっていくのが特徴で、風の弱い夜間から明け方にかけて特に観測されやすい。

数値で見る緑地の冷却効果——研究データを比較する

緑地の冷却効果は感覚的な話ではなく、複数の研究で数値として確認されている。ここでは代表的な調査結果を並べて比較する。

衛星リモートセンシングが示した1.5℃の低下

衛星リモートセンシングで得た植生分布のデータとメソスケール気象モデルを組み合わせた研究では、夏季の日中、植生の存在によって1.5℃以上の気温低下効果が生じているという結果が示されている。これは特定の1公園だけでなく、都市全体に散らばる緑地の集合的な効果を評価したものである点が特徴で、点ではなく面としての緑の価値を裏づけている。

大阪城公園の実測——最大2.8℃、250m先まで

大阪城公園を対象にした気象観測では、公園内外の気温差（クールアイランド強度）が明け方の午前4時から5時ごろに最大となり、2.0℃以上、最大で2.8℃に達した。冷気の影響が及ぶ範囲は公園の縁から最大で約250メートルだったと報告されている。日中は日射や人の活動の影響で差が縮まる一方、風が弱まる夜間から明け方にかけて公園内の冷気が蓄積し、差が最大になるという時間変化も観測されている。

研究データが示す共通点

調査の方法も対象地も異なるこれらの研究には、共通する傾向がいくつか見えてくる。まず、気温差は1℃台後半から3℃弱の範囲におさまることが多く、緑地が周囲の気温をゼロにするような劇的な変化ではなく、体感として「はっきり涼しいと感じられる」現実的な幅の効果であること。次に、効果は日中よりも夜間から明け方にかけて大きくなりやすく、熱帯夜の緩和という観点で緑地の価値が見直されつつあること。そして、冷却効果が及ぶ範囲はおおむね数百メートル程度にとどまるため、都市全体を涼しくするには、大きな公園を1つ作るだけでなく、街路樹や小規模緑地を面的に配置して効果の届く範囲を重ね合わせていく発想が欠かせないということである。

公園の規模と「にじみ出し現象」——冷気はどこまで届くのか

同じ「公園」でも、規模や形状によって周辺への冷却効果は大きく変わる。研究では、効果がはっきり現れる目安となる面積が示されている。

20ヘクタールが一つの目安になる理由

都市計画分野の研究によれば、20ヘクタールを超える大規模公園では、2℃以上の明確な温度差を伴う冷気のにじみ出しがほぼ確実に確認されている。20ヘクタールというのは、東京ドーム約4.3個分に相当する広さで、大都市の主要な総合公園クラスの規模である。小さな公園やポケットパークでも局所的な涼しさは生まれるが、周辺の市街地全体を面的に冷やすほどの効果を安定して発揮するには、一定以上のまとまった緑の塊が必要になる。

緑被率と地形が効果を左右する

一方で、面積がそこまで大きくなくても、緑被率（敷地に占める樹木・草地の割合）が高く、斜面などの地形を持つ緑地であれば、8ヘクタール程度でも大規模緑地に遜色ない冷気の流出が確認されるという報告もある。単純な面積だけでなく、「どれだけ密に緑が茂っているか」「地形によって冷気がどう流れるか」が効果を左右することが分かる。都市計画の現場では、新規に広大な公園用地を確保することが難しくても、既存の緑地の密度を高めたり、傾斜や水面を活かした設計にすることで、限られた面積でも効果を引き上げられる可能性が示唆されている。

• 面積が大きいほど冷却効果は安定して現れやすい
• 緑被率が高い緑地は、面積が控えめでも大規模緑地に近い効果を持ちうる
• 傾斜地は冷気が低い方へ流れ落ちるため、周辺への到達距離が伸びやすい
• 水面（池・小川）を伴う緑地は蒸発散が加わり、さらに冷却効果が高まりやすい
• 細長い帯状よりも、まとまった塊状の緑地のほうが内部に安定した冷気層をつくりやすい

身近な大規模公園の広さを知る

「20ヘクタール」という目安がどの程度の規模かをつかむために、実際に知られている都市公園の面積と比べてみると分かりやすい。東京では新宿御苑が約58ヘクタール、代々木公園が約54ヘクタール、上野恩賜公園が約53ヘクタールで、いずれも20ヘクタールの目安を大きく上回る。先に紹介した大阪城公園も約105.6ヘクタールに達し、いずれも安定した冷気のにじみ出しが期待できる規模を備えていることになる。

街路樹という毎日の涼——蒸散と木陰の力

大規模な公園がなくても、街路樹は毎日の生活の中で最も身近な緑地対策である。歩道の熱環境を対象にした実測研究では、街路樹の存在によって気温が最大で約2℃緩和されることが確認されている。通勤・通学、買い物といった日常の徒歩移動の大半は公園の中ではなく道路を通るため、街路樹の効果は公園以上に多くの人が日々体感している可能性がある。

木陰とアスファルトの体感温度差は15℃

気温そのものだけでなく、体感温度でみるとその差はさらに大きい。木陰とアスファルトが直射日光を浴びている場所とで表面温度を比較した計測では、平均で約15℃もの差が確認された事例が報告されている。歩行者が実際に感じる暑さの軽減効果は、気温計が示す数字以上に大きいといえる。日射を直接遮る「日陰」の効果は、気温を下げる「蒸散」の効果よりも即効性があり、木陰に入った瞬間に涼しさを感じるのはこのためである。

樹種選びが効果を左右する

同じ街路樹でも、樹種によって冷却の働き方は異なる。イチョウやケヤキのような落葉広葉樹は、葉が茂る夏にしっかり日陰と蒸散をつくり、葉を落とす冬は日照を確保できるため、季節に応じた使い分けがしやすい。一方、クスノキのような常緑樹は一年を通じて緑陰を保てる利点がある反面、冬場も日照を遮ってしまうため、周辺の建物の採光条件によっては配置に配慮が必要になる。街路樹の造成計画では、道路の方角や幅員、周辺建物の用途に応じて、こうした樹種ごとの特性が考慮されている。

街路樹の維持管理という課題

街路樹は景観形成や防災機能、大気汚染の緩和など多面的な役割を担うが、大径木に育つほど管理コスト（剪定・落ち葉対応・根上がり対策）も増える。気候変動適応情報プラットフォーム（A-PLAT）の事例集では、街路樹の維持・活用が暑熱対策としての適応策の一つに位置づけられており、行政と住民双方の理解と協力が前提になると整理されている。強剪定によって樹冠が小さくなりすぎると、日陰と蒸散の両方の効果が弱まってしまうため、冷却効果を維持するには適切な管理水準を保つことが欠かせない。

屋上緑化・壁面緑化・緑のカーテン——地上だけでは足りない都市で

地上に十分な緑地を確保しづらい高密度な都心部では、建物そのものを緑化する手法が広がっている。屋上緑化・壁面緑化・緑のカーテンは、いずれも蒸散冷却によって建物自体の熱負荷を下げつつ、周辺のヒートアイランド緩和にも寄与するとされる。

屋根表面温度10℃差の実測例

環境省が示す実測例では、緑化していない折板屋根の表面温度が45.5℃だったのに対し、緑化された屋根では35.1℃にとどまり、約10℃の差が確認されている。屋根の表面温度が下がれば、その熱が室内や周辺の空気へ伝わる量も減り、建物の空調負荷の軽減にもつながる。

緑のカーテンは日射熱の約80%をカットする

環境省のCOOL CHOICE「グリーンカーテンプロジェクト」によれば、十分に葉が茂った緑のカーテンは、日射の熱エネルギーの約80%をカットできるとされる。これは、すだれ（遮蔽率50〜60%）や高性能な遮蔽ガラス（同約50%）と比べても高い遮熱性能である。ある小学校での実験では、外気温が36℃前後に達した日に、緑のカーテンを設置した教室とそうでない教室の外壁温度差が最大で約7℃に達したことも確認されている。ゴーヤやアサガオといった身近な植物でも、蒸散を伴う緑化であれば同様の原理で効果を発揮する。屋上緑化や壁面緑化が施工業者による本格的な工事を要するのに対し、緑のカーテンはプランターとネットさえあれば集合住宅のベランダや戸建ての窓辺でも設置でき、初期費用を抑えながら個人単位で今日から始められる対策である点も特徴だ。

校庭の芝生化という選択肢

地面そのものを緑化する対策としては、校庭の芝生化も進められている。東京都環境局などの調査によれば、芝生の校庭はダスト舗装（土）の校庭に比べて、夏の晴天日の最高地表面温度が8.3℃低く、地上1.5メートルの気温でも1.6℃低いという結果が確認されている。校庭というまとまった面積を持つ緑地は、休み時間や体育の授業で子どもたちが直接触れる場所の暑熱環境を改善するだけでなく、周辺一帯にも局所的なクールアイランド効果を及ぼすと考えられている。文部科学省も、校庭芝生化の環境保全上の効果として夏季の照り返し・気温上昇の抑制を挙げ、整備を推進する立場を示している。

全国の施工実績データ

国土交通省が毎年行っている全国調査によれば、令和4年には全国で約15.6ヘクタールの屋上緑化と約4.4ヘクタールの壁面緑化が新たに施工された。調査は平成16年から継続されており、都市の脱炭素化や潤いある景観形成の目的とあわせて、ヒートアイランド対策としての位置づけが定着してきている。

都市開発の実例——大手町の森とシンガポールの「ガーデンシティ」

都市緑化は行政の施策だけでなく、民間の再開発でも取り入れられるようになっている。代表例が東京・大手町にある「大手町の森」である。国レベルで緑化を都市戦略の中心に据えてきた海外の例として、シンガポールの取り組みもあわせて見ていく。

ビルの谷間に生まれた3,600㎡の森

大手町の森は、大手町タワーの敷地の約3分の1にあたる約3,600平方メートルを、高層ビル街の中に再生した都市林である。整備・管理を手がける東京建物は、森林研究・整備機構（森林総合研究所）と共同で、都市緑地が暑熱環境や生態系ネットワークに与える効果を科学的に検証する研究にも取り組んでいる。オフィス街のど真ん中に本物の森をつくるという構想は着工当初は珍しく、都市開発における緑地の位置づけを変えた事例として紹介されることが多い。

開発前後で平均1.7℃の低下

敷地内の気温を開発前後で比較した調査では、平均で約1.7℃の気温低下が確認されている。あわせて、雨水を一時的に貯留して大雨時の急激な排水を抑える機能や、生物多様性の向上にも寄与しているとされ、都心の再開発地でありながら多面的な環境価値を持つ事例として注目されている。都市に緑と水辺が戻ることで生きものが帰ってくる現象は、都市の川にカワセミが戻ってきた事例とも重なる。オフィスワーカーの休憩場所としても利用されており、暑さの緩和と快適性の向上を同時に実現している点も特徴である。

孤立した緑地をつなぐ「生態系ネットワーク」

都心の緑地はビルに囲まれて孤立しがちで、そこに定着できる生きものの種類も限られやすい。関係者の報告では、大手町の森は暑熱環境の改善だけでなく、周辺の皇居や日比谷公園といった既存の緑地とのあいだで鳥や昆虫が行き来できる「生態系ネットワーク」の形成にも寄与しているとされる。飛び石のように点在する都市の緑地を、鳥や昆虫が移動できる距離でつないでいくことは、暑さ対策としての面的な冷却効果を底上げすることにも間接的につながっていく。

海外の事例：シンガポールの「ガーデンシティ」

海外では、都市そのものを緑化戦略の対象にしてきた例もある。シンガポールは1967年に「ガーデンシティ」構想を掲げ、公共事業局内に専門部署を設けて集中的な植樹を進めてきた。1970年代末までに5万5千本以上を植樹し、2014年までに国内の樹木は140万本規模まで増えたとされる。年間を通じて高温多湿な気候を少しでも和らげ、暮らしやすさと海外からの投資・観光の誘致を両立させる狙いがあったと説明されている。

シンガポール政府は現在、屋上緑化・壁面緑化にかかる費用の半分程度を助成金で支援しており、高密度に開発された都心部でも建物単位での緑化を後押ししている。国全体を「庭の中にある街」に近づけようとするこの長期的な取り組みは、ヒートアイランド対策の観点からも世界的に注目されている。

緑と水をつなぐ都市計画——雨水貯留・海風の道、そして私たちにできること

都市の緑は気温を下げるだけでなく、水や海ともつながっている。ここまで見てきた緑化の効果を、水循環と沿岸都市の視点から改めて整理する。

豪雨時の雨水を受け止める「みどりのダム」

土や植生を持つ緑地は、舗装面と違って雨水を地中に浸透させ、一時的にため込む力を持つ。大手町の森のように雨水貯留機能を備えた緑地が増えれば、豪雨時に下水道や河川へ一気に流れ込む水の量を抑えられる。都市の緑化は、内水氾濫のリスクを減らし、河口や沿岸に流れ込む急激な水量・汚濁負荷を和らげることにもつながる。

海風の通り道を確保する都市計画

東京湾や大阪湾のような沿岸都市では、日中に海から陸へ吹き込む「海風」が都心の熱を運び去る自然の換気装置として働く。しかし高層ビルが密集すると、海風の通り道がふさがれ、都心まで届きにくくなる。国土交通省のヒートアイランド対策ガイドラインでは、海や山からの風を都市内部に導入できるよう、建物の配置や幅の広いオープンスペース・緑地帯を確保することの重要性が示されている。緑地は冷却源であると同時に、風の通り道としての役割も担っている。

東京都はこの考え方を具体的な基準にまで落とし込んでいる。地上50メートルの高さで風速が毎秒4メートル以上ある海風の流れを「風の道」と位置づけ、開発によって風速が弱まりすぎないよう、開発前の風速の50%以上を確保することを目安にしている。この基準を満たすため、湾岸エリアの再開発では建物の高さを抑えたり、建物同士の間隔を広くとったりする工夫がなされている。緑地帯はこうした「風の道」の一部としても機能し、単体の冷却源であると同時に、海からの涼しい風を都心の奥まで届ける通路の役割も果たしている。

緑と組み合わせる舗装技術

ヒートアイランド対策は緑化だけではない。国土交通省道路局が実施した舗装の温度比較実験では、雨水を舗装内部に蓄えて気化熱で表面温度を下げる「保水性舗装」や、赤外線を反射する塗料を使う「遮熱性舗装」が、通常のアスファルト舗装に比べて夏季の路面温度を10℃前後、あるいはそれ以上下げられることが確認されている。街路樹や芝生を植えられない交差点・広場などでは、こうした舗装技術を緑化と組み合わせることで、面としての暑熱対策の効果を底上げできる。

緑被率を高める制度と、都市緑化のこれから

国や自治体は、公園緑地の整備計画に加え、屋上・壁面緑化の助成、街路樹の適切な維持管理など、複数の施策を組み合わせてヒートアイランド対策を進めている。ただし緑地の造成・維持にはコストがかかるため、費用対効果を見極めながら、効果の大きい場所（大規模公園の新設、海風の通り道となる緑地帯、既存街路樹の保全）に優先的に投資することが重要だと指摘されている。都市の緑は、私たちの体感を涼しくするだけでなく、雨水を受け止め、海へとつながる水循環を穏やかに保つ役割も担っている。街路樹の下を歩くときや公園でひと息つくとき、その涼しさが蒸散と日陰、そして冷気のにじみ出しという確かな仕組みに支えられていることを、少しだけ思い出してみてほしい。