南部の猛暑で卵が全部焼けてしまったのに、天気予報ではなぜ今日は37℃になるというのでしょうか。

最近、北の友人たちは秋の涼しさを十分感じていますが、南の夏の暑さはまだ完全には解消されておらず、南部の一部の地域では気温がまだ比較的高いです。中央気象台が9月10日午前8時に発表した実際の気象状況によると、四川省東部の一部、重慶市の大部分、湖北省の大部分、湖南省中部および北部、江西省中部および北部、浙江省中部および西部、安徽省南部、河南省南部で35～39度の高温が発生した。重慶市の無錫、開州、奉節、雲陽、万州、湖北省宜昌、安徽省池州の一部地域では気温が40～41.8度となった。

こんな疑問をお持ちかもしれません。暑い日には、熱いアスファルト道路で卵が焼けるのは当然ですが、気象庁が予測する最高気温はたったの 37℃ なのでしょうか?気象学における温度の概念とは何ですか?この記事は、それを完全に理解するのに役立ちます。

図1全国最高気温予想図（9月10日8:00～20:00）（出典：中央気象台）

01 誰が間違っているのか?実際、誰も間違っていません!

同じ太陽の下でも、木陰の気温は直射日光の当たる場所よりも低く、屋内は屋外よりも涼しいです。たとえ気温がまったく同じであっても、湿度の高い南部ではサウナのような感じになりますが、北部ではそれほど一般的ではありません。同様に、同じ気温でも、風がないときは暑くなり、風があるときは涼しくなります。もちろん、衣服をたくさん着ている人と、衣服をあまり着ていない人では、感じる気温が異なります。老人と若者では体感する温度も違いますし…

このように、温度は非常に複雑な概念です。私たちの日常生活では、さまざまな状況に分けられます。では、気象学では気温には何種類あるのでしょうか?これを一気に明らかにしましょう。

01地表気温

気象学で言う気温とは、地面から一定の高さ（通常 1.5 メートル）における気温のことです。気象観測における最も基本的な温度パラメータであり、太陽放射、雨、雪、風などの外部要因による干渉を避けるために、ルーバーボックス内の温度計を使用して測定されます。

気象観測は、地上1.5メートルの高さにあるルーバーボックス内の温度に基づいて行われます（画像出典：著者提供）

ルーバーボックス内の温度計。 （画像出典：著者提供）

ルーバーボックス内の温度と湿度を自動記録する装置（画像出典：著者提供）

リアルタイム気温：その時点の天気の実際の気温、つまりこの瞬間の気温を指します。明確で即時の温度レポートです。それは私たちの日常生活、仕事、意思決定にとって大きな意味を持ちます。現在の気象状況を理解し、旅行、衣服、農業生産、その他の活動の参考になります。

日最高気温：一日のうちで最も高い気温（通常は20:00から翌日の20:00まで、以下同じ）を指し、一日のうちに地表が受ける熱の最高度合いを反映します。通常、午後 2 時の間に発生します。そして午後3時。一日で。これは、この時間に太陽放射が最も強くなり、地表が最も多くの熱を吸収して気温がピークに達するためです。日々の最高気温の変化を継続的に観測することで、地域の気候特性、季節の変化、異常気象などを把握することができます。高温警報は主にこのデータに基づいています。

日最低気温：一日に観測される最低気温を指し、地表の熱放散が最大に達する時間、つまり気温が最も低くなる時間を反映します。一日の最低気温は通常、日の出前または日の出後の早朝に発生します。これは、この期間中、一晩の放射熱放散の後、表面温度が最低点まで下がるためです。日々の最低気温の大きさと変化傾向は、地域の気候特性を理解し、農業生産計画を策定し、異常気象を防ぐ上で非常に重要です。寒波警報は主にこのデータの変化に基づいて発令されます。

日平均気温: 日平均気温は、一日の異なる時間帯の気温値の平均を指します。昼夜の温度変化を総合的に考慮します。これは、1 日の気候条件を評価するための重要なパラメーターです。それは気象、農業生産、人間の健康など多くの分野で大きな意義を持っています。

02上層大気の温度

上層大気の温度とは、高度が上昇するにつれて変化する大気の温度変化を指します。大気中の気流、雲の形成、降水の動きに直接影響を与えるため、気象学や気候学の研究において非常に重要です。また、大気中の電離層の変化とも密接に関係しています。対流圏の温度は高度が上がるにつれて徐々に低下します。平均すると、標高が1km上がるごとに気温は約6.5℃下がります（地域や季節によって値が異なる場合があります）。気象観測における高高度気温は、主に気球観測、ロケット観測、衛星リモートセンシングによって取得されます。

ゾンデは毎日7時15分と19時15分の2回放出され、全国の観測所ではこの2つの時間にゾンデが放出されます。 （画像出典：著者提供）

850hPaの気圧層の温度とは、大気中の高度約1,500メートルの空気層の温度を指します（この高度は地理的な場所、季節などにより変化することがあります）。これは気象観測において重要な指標であり、下層大気（つまり地表に近い層）の温度状態を反映します。雨、降雪、強風などの地上の気象を予測するための重要な参考値となります。

700 hPa 気圧層の気温とは、気圧が700 hPaに達するこの特定の層に対応する大気の温度を指します。 700 hPa の気圧層は地表に近いため、その温度変化は地表熱源、地形、海洋などの要因の影響を受けることが多いです。大気は比較的活発で、気温の変化も比較的速いため、地上の気象システムの変化がすぐに反映されます。このレベルでの気温の変化を分析することで、降水量、風向、風速などの将来の気象状況を予測することができます。

500hPa気圧層の温度とは、中層対流圏（海抜約5000メートル）の気圧500hPaに対応する大気温度を指します。気象庁は中層大気の状況を分析する際に、500hPa等圧面の気象状況に特に注意を払います。この層における気圧、気温、湿度などのパラメータの変化は、気象システムの移動、発達、強度を予測する上で大きな参考値となります。

100hPa気圧層の気温とは、大気中の気圧が100hPaのときのこの高度層の気温を指します。地球の大気圏のうち、中間圏以上に属する比較的高度の高い層です。この高度では、気温の変化は、大気の力学、放射線のプロセス、化学反応など、さまざまな複雑な要因の影響を受ける可能性があります。

03表面温度

地表温度とは、地球の表面と空気の接合部の温度を指します。測定する際、地面温度計は通常、地面の表面に水平に置かれ、ボールの半分は土の中に埋め込まれ、残りの半分は空気にさらされます。したがって、測定される温度は実際には地表温度と地面近くの空気温度の平均になります。この測定方法で得られる温度は、私たちがよく話題にするセメント床や路面の表面温度とは異なります。後者は直射日光下では高くなることが多いです。

表面温度は、表面の熱状態を最も直感的に表すもので、表面エネルギーバランスの結果です。これは、さまざまな地域における太陽放射エネルギーの表面吸収の違いを示しており、地域および地球規模での表面の物理的および生態学的プロセスにおける重要な要素です。これは、地球表面のエネルギーバランス、気候変動、生態環境の変化を理解する上で非常に重要です。

04浅地温度

浅地温度とは、地表下の一定の深さの範囲内の土壌温度を指します。この深さの範囲は通常は浅く、地面から 5 cm、10 cm、15 cm、20 cm などのさまざまな層を含む、地表近くの土壌の温度条件を反映するために使用されます。通常、測定には曲管式地中温度計や白金抵抗センサーなどの特殊な温度計が使用され、土壌の深さに応じて土壌に埋め込まれます。

浅地の温度変化は、太陽放射、地表被覆、土壌水分、地形など、多くの要因の影響を受けます。太陽放射は、浅地の温度変化に影響を与える主な要因の 1 つです。浅地温度は、気候システムの評価、気象の変化の予測、環境条件の評価に重要な指標の 1 つです。農業生産において注意深く監視する必要がある気象要素の 1 つです。高原永久凍土地帯での鉄道建設、地下鉱物・地熱資源の開発などのプロジェクトにとって重要な参考価値を持っています。

05深部地熱温度

深部地熱温度とは、地表下の土壌のより深い層の温度を指し、通常は地中深く、地表から 40 cm、80 cm、160 cm、320 cm などの深さの温度が含まれます。深部地温は通常、指定された土壌深度に設置され、土壌温度の変化をリアルタイムで測定および記録できるプラチナ抵抗センサーなどの自動化された機器を使用して観測されます。

地表温度の測定では、5cm、10cm、15cm、20cm、40cm、80cm、160cm、320cmの深さの温度を測定できます。これらの温度を記録することは、温度変化を研究する上で非常に価値があります。 （画像出典：著者提供）

深部地熱データは、地球内部の温度分布と熱力学サイクルを研究するための重要な基礎であり、地球内部の熱進化の歴史と熱力学特性を明らかにするのに役立ちます。地中深部温度は地熱資源の開発と密接な関係があり、地震や火山活動などの自然災害の予測にも重要な役割を果たしています。

まとめ

上記で紹介した気象温度はすべてではありませんが、最も重要な温度概念です。これらの概念を明確に理解すると、気象学における温度の概念を比較的包括的に理解でき、温度の概念に直面したときに正確に区別して識別できるようになります。

著者: 王元紅、上級​​気象・気候エンジニア

制作：中国科学普及協会