地下温度データを用いた過去の地表面温度履歴の推定--バンコク地域への適用

摘要

地表面における温度変動は，地下へ熱拡散によってゆっくりと伝播する。この性質を利用すると，地下の温度分布から過去数百年間の地表面温度変動の履歴を推定することができる。この手法は，これまで北米やヨーロッパで広く用いられてきた。本論文では，地表面温度変動が簡単な関数で表される場合を例として，地下温度分布がどのように乱されるかを示した。また，最近100年間に地表面温度がほぼ直線的に上昇した場合について，逆問題解析の手法を用いて地下温度分布から過去の地表面温度変動を推定した結果が，仮定した温度変動と整合的であることを示した。次にこの方法を，バンコク地域の地下水観測井で2004年，2006年，2008年に計測した温度データに適用した。温度計測を行った44地点のうち，解析に適した6地点のデータを選び，地下の地質構造が多層であることを考慮したモデルを用いて過去300年間の地表面温度の履歴を推定した。その結果，すべての地点で最近100年間に地表面温度が上昇していることがわかった。上昇幅は測定点ごとに異なり0.4～2.4Kで，都市近郊や農村地帯に比べて都心において大きい。この違いはヒートアイランド現象や土地利用の変化など都市化の影響を反映している可能性が高い。さらに，地表面温度変動の復元結果を用いて，1900年以降に地中に蓄えられた熱量の推定を行った。バンコク都心部で1990年までに蓄積された熱量は，北半球での平均値の2～3倍に達している。この地下温度分布から地表面温度変動や熱の蓄積過程を推定する手法は，他の都市にも適用可能であり，地球温暖化や都市化の熱的影響についての議論に有用であると考えられる。