行動変容が都心の気温や電力消費量に与える影響が明らかに
～都市気候モデルと社会ビッグデータの融合による新推定～

ポイント

• 全国を対象に新型コロナ外出自粛が気温・人工排熱・電力消費（CO₂排出）へ及ぼす影響を推定
• 東京都心部では、気温が最大0.2℃低下、人工排熱・電力消費量（CO₂排出量）は7割減少
• 大規模な人間行動変容は、局所的なヒートアイランド対策と省エネ（脱炭素）になる

概要

国立研究開発法人 産業技術総合研究所（以下「産総研」という）環境創生研究部門 環境動態評価研究グループ 髙根 雄也 主任研究員（兼務：ゼロエミッション国際共同研究センター 環境・社会評価研究チーム）、中島 虹 産総研特別研究員、明星大学 亀卦川 幸浩 教授は、都市気候モデルに社会ビッグデータであるリアルタイム人口動態データなどを取り入れて活用する新手法に基づき、新型コロナウイルス感染拡大に伴う2020年4〜5月の緊急事態宣言期間における大規模な外出自粛が、都市の気温・人工排熱量・電力消費量（電力由来CO₂排出量）へ及ぼす影響を日本全国の都市を対象に推定した。推定結果は、東京都心で日中の気温が通常時に比べて最大0.2℃低下し、電力消費量（CO₂排出量）は7割減少したことを示している（概念図）。本研究により、外出自粛のような大規模な行動変容は、局所的なヒートアイランドや電力消費量・CO₂排出量に影響を与えることが定量的に明らかになった。なお、成果の詳細は、2022年6月2日にNature Portfolioの論文誌 NPJ Climate and Atmospheric Scienceに掲載された。

開発の社会的背景

わが国では2050年までにCO₂などの温室効果ガスの排出を全体としてゼロにするカーボンニュートラルを目指すことが宣言された。産総研においては、ゼロエミッション国際共同研究センターを中心としてCO₂削減技術の開発と社会実装に向けた取り組みが進められている。一方、これらの取り組みとは無関係に、意図しない新型コロナウイルスのパンデミックに伴い、経済活動の停滞やリモートワークの普及（人間の行動変容）により、CO₂排出量の減少（2021年7月30日 産総研プレスリリース）などが報告されている。

世界中の都市でロックダウンが行われ、わが国でも現在までに複数回の緊急事態宣言が発出された。しかし、人間の行動変容が都市の気温や人工排熱、電力消費量に与える影響をこれらの観測・測定データから抽出することは困難であり、実態が十分に把握されていなかった。なぜなら、気温や人工排熱では自然変動や測定の難しさがあり、電力消費量についてもデータ入手が難しいためである。

そこで今回、人間の行動変容により、気温・人工排熱・電力消費量（電力由来CO₂排出量）が変化する様子を都市街区毎に高解像度であるだけでなく日本全国にわたっても推定できる手法を提案する。これは、地球温暖化も加わってますます暑くなる都市を「冷やす」ためのヒートアイランド対策やゼロエミッションを目指した民生部門の省エネ・脱炭素化へ向けての研究・技術開発を支援する有効な手段である。今回提案する手法を用いれば、都市をさらに冷やすため、そして脱炭素化を進めるためのさまざまな対策技術の定量的な評価と最適な技術の組み合わせ、そして新たな対策のアイデアなどを提言することができる。

研究の経緯

産総研と明星大学は、都市部における人間活動と都市の気象・気候の関係を計算し、その効果を定量的に見積もることを目指し、20年以上前より都市の気候を計算する数値モデルの開発に取り組んできた。この都市気候モデルにより、大阪市における外出自粛が気温および電力消費量へ及ぼす影響を推定した（2020年11月6日 産総研プレスリリース）。しかし、この推定では実際の緊急事態宣言時を対象としておらず、大阪市の１地点の人口動態データに基づく比較的粗い推定であったため、結果が限定的で結果自体に大きな不確実性が残されていた。

今回、実際に緊急事態宣言が発令された2020年4〜5月を対象に、首都圏を含む日本全国500 m間隔の人口動態ビッグデータを都市気候モデルと融合させた新手法（詳細は「研究の内容」参照）を開発した。この手法を用いて、首都圏を中心とした日本全国の主要都市について、コロナ禍の人間の行動変容が都市の気温や人工排熱量、電力消費量（電力由来CO₂排出量）へ及ぼす影響を推定した。

なお、本研究は、公益財団法人鉄鋼環境基金 環境助成研究（番号42）、独立行政法人環境再生保全機構 環境研究総合推進費（課題番号JPMEERF20191009）、独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金（研究課題/領域番号 20KK0096）による支援を受けて行った。