水田の減少は、日本の気温を上昇させている？

2019/12/02

堅田元喜
キヤノングローバル戦略研究所主任研究員、茨城大学特命研究員

　近年の地上気温の上昇に地球温暖化や都市化が影響していることは広く認識されている。しかし、実は水田が減少することでも気温は上昇してきたようだ。地上の気温は、土地の利用の仕方で大きく変わる。

1.地上気温データの変動要因

　地上の気温は、地球レベルの気象の変化に加えて、地面の状態（公園の芝生地、農耕地、林地など）の影響を強く受ける。これらの中では、地温・日照・日射・風・降水・積雪・凍霜・霧・大気汚染物質・植物季節などが相互に作用して気温が決まる。このような地面付近の大気層や人口構造物内の小さな気候は微気候（微気象）と呼ばれ、人間を含めた動物の生活や農業・建築などとのかかわりで古くから研究されてきた^注1）。
　現在、日本の地上気温データの多くは市街地で取得されている。全国の気象庁の気象観測所（気象台やアメダス地点）の多くは都市域に偏在しており、都市化やひだまり効果（観測地点の風が樹木の繁茂や建物が建てられることにより弱められ気温が高くなる現象）の影響を受けている可能性が指摘されている^注2）。東京では、これらの影響により過去100年あたりで2.8度高くなっているが、その3分の2強の2.0度は都市化やひだまり効果によるといわれている^注3）。
　では、都市化が進む前、水田や林地に囲まれていたときの気温はどうだったか。国内屈指の高温地帯である埼玉県熊谷市を対象に、気象観測所のある市街地の気温とそこから数km離れた水田や森林に囲まれた地点での気温を比較した研究がある^注4）。その結果によると、水田地域の気温は市街地よりも年間を通して低く、特にイネ栽培期間（7～9月）には両者の日平均気温の差は0.6～0.9℃にも達した。また、森林に囲まれた地域の気温も水田と同様に年間を通して市街地より低温であった。すなわち、水田や林地には気温を下げる効果がある。

2.水田が増えると地上気温は下がる？

　実際に、水田の存在が過去の地上気温のデータに影響していた可能性を示した興味深い報告^注5）がある。図1は、中国東北地方で観測された気温と水田面積の長期トレンドである。1980年から2013年の気温のトレンドは増加傾向にあるが（黄緑線）、水田地帯が急増した2000年以降のトレンドで見ると有意に減少している（紫線）。この理由は、直感的には、水田や水辺があると、その周りは涼しくなることだ。より厳密に言うと、水田に水が張られている灌漑期に水の蒸発が促進され、その際に水田から大気へと水蒸気が供給され大気中の熱を奪い冷却している、ということである。この効果の正確な評価には植林等による森林の拡大や雲量の変化、大気循環、積雪などの影響を考慮する必要はあるが、少なくとも過去の地上気温データにはこのような「見かけ」の変化が含まれている可能性があることを認識しなければならない。

図1 中国東北部で観測された(a)作物生育期の平均気温の基準年に対する相対値（灰色線）と
衛星観測による水田面積（赤線）の経年変化^注5）。
黄緑線：1981～2013年、紫線2000～2013年の気温トレンド。

3.地上気温の上昇の原因は、地球温暖化だけではない

　以上で述べてきた効果は、地球温暖化や都市化によるものといえるだろうか？答えは、「ノー」である。中国では水田地域が増加して気温が低下したように、日本では逆に水田の減少によって気温が上昇した可能性がある。
　これは直感的にも納得がいく。東京をはじめどの都市においても、50年前の1970年頃までは、まだ水田が多くあり、水路が縦横に張り巡らされていた（図2）。これが失われただけで、周囲の気温が1度程度上がった可能性は十分に考えられる。
　地上気温の観測データを眺める際には、その地域の人の手による農地・林地の変遷についても十分考慮する必要がある。そのような観測データを補正するために集めるデータのことを「メタデータ」と呼ぶが、メタデータの収集や分析にはまだ多くの検討課題がある。

図2 東京都小金井市には49ヘクタールもの水田があったが、1970年に消滅し転用された^注6）。

注1）: 吉野正敏（1961）小気候学, 地人書院, pp. 308.

注2）: 村上雅則, 桑形恒男, 石郷岡康史, 西森基貴（2011）農耕地モニタリング地点の選定とその気温変化傾向に関する地域的な特性, 生物と気象, 11, 41-50.

注3）: 近藤純正（2012）日本の都市における熱汚染量の経年変化, 気象研究ノート, 224, 25-56；近藤純正ホームページ, 都市化による都市の昇温量, 再評価2018
http://www.asahi-net.or.jp/~rk7j-kndu/kenkyu/ke174.html；
一般向けの解説として、杉山大志「日本の温暖化は気象庁発表の6割に過ぎない」
https://www.lettuceclub.net/news/article/119053/

注4）: 桑形恒男, 福岡峰彦（2019）農耕地の気温はアメダス（AMeDAS）の気温とどう違うのか, 生物と気象, 19, 10-14.

注5）: Dong, J., X. Xiao, G. Zhang, M. A. Menarguez, C. Y. Choi, Y. Qin, P. Luo, Y. Zhang, and B. Moore (2016), Northward expansion of paddy rice in northeastern Asia during 2000–2014, Geophys. Res. Lett., 43, 3754–3761, doi:10.1002/2016GL068191.