３，１ｍ深地温分布　②

３－２　日変化（２４時間観測）
（１）目的
前項では、１ｍ深地温分布を調べた。
　１ｍ深地温は、およそ２０～２４℃程度であり、地表面温度のような極端な温度差は観測されなかった。
　１ｍ深地温は、地下水の影響などが考えられるものの、地表面温度に大きく影響され、場所によって違いがあることがわかった。
　では、１ｍ深地温時間的な変化はあるのだろうか。ここでは１ｍ深地温の日変化を探ってみる。
（２）仮説の設定
１ｍ深地温に時間的変化があるとすれば、それに影響する最も大きな要因は、やはり地表面温度と考えられる。
　前章の観測で、地表面温度は、晴天時の日中に５０～６０℃近くに達する所もあることが分かった。この地面が受けた熱のうち、そのまま大気中に放射される分もあるが、多くは吸収され、地中内に伝導していくものと思われる。
　日中地面に吸収された熱はゆっくり地中を伝導し、やがて１ｍ深でもこの熱により地温上昇が起こると考えられる。夜間には、地表面温度も低下するので、地温も低下すると考えられる。よって、地温においても日変化が見られるものと思われる。さらに熱の地下への伝導にはある程度時間がかかるので、地表面温度の日変化の周期と地温の日変化の周期には、数時間のずれがあると考えられる。
（３）方法
１ｍ深地温は、デジタル温度計で自記記録をとることができる。しかし今回用いた地表面温度を測定する表面温度計は、自記記録ができない。仕方なく２４時間徹夜観測を行うことにする。
　測定は、８月６日の午前９時から８月７日の午前９時までの２４時間行なう。
　測定項目は、１ｍ深地温、地表面温度（アスファルト、芝、グラウンド）、および気温とする。
　観測地点は、１ｍ深地温については、校舎に最も近いＮｏ２孔で行い、地表面温度については、本校敷地内の駐車場アスファルト、同じく敷地内の庭の芝（やや砂地）、グラウンドで行う。
　これらを２０分毎に２４時間測定する。
（４）検証
この日は朝から少し曇り気味で、連日の猛暑がややおさまったとはいえ、最高気温は３０℃に達した。午後１時ごろ極弱い雨があり、２時から３時頃時々弱い雨が降った。午後５時半頃より本格的な雨となり、夜の８時まで地表面温度の測定ができなかった。
　測定結果を、表３－２－１に、それをグラフ化したものを図３－２－１に示す。
　測定開始とともに、気温、地表面温度とも徐々に上昇し、アスファルトが１３時００分に５６．４℃、芝が１２時４０分に５８．７℃、グラウンドが１２時４０分に４７．６℃、気温が１３時００分３０．５℃のそれぞれの最高値を記録した。その後極弱い降雨があり、各地表面温度が急激に低下し、気温も低下した。その後路面もすぐに乾き、午後２時には地表面温度、気温とも上昇した。
　その後断続的に降雨があり、地表面温度、気温とも低下した。５時半頃より８時まで地表面温度は測定できなかった。夜間は、地表面温度は２３～３０℃の間で推移し、気温もほぼ２３℃で推移した。
　しかし１ｍ深地温は、測定開始の９時に２２．２℃を示し、その後の観測から２１．４℃のまま全く変化を示していない。
　これは、全く予想外の結果だった。　
　このことは、地表で受ける熱量は、１ｍ程度の深さでは日変化を生じさせることはないことを示し、仮説は成り立たないことがわかった。
　このことにはいくつかの理由が考えられる。
　一つは、地表の熱は思ったほど量は多くなく、十分に地下には伝わらなかったと考えられること。あるいは、熱は伝わっているものの、伝導速度がゆっくりで、日変化に現れる程度ではないこと、等々である。
　いずれにしろ今回の実験結果だけからは、十分検証することができなかった。
（５）まとめ
ここでは地温の日変化について調べてみたが、１ｍの深さでは日変化は全く観測されなかった。しかし、今回の観測は２４時間だけの観測だったので、もう少し長時間にわたって観測すれば多少は地温変化が観測されたもしれない。さらに年間にわたって調べれば年変化等が観測されたかもしれない。
　いずれにしろ、地温変化は気温変化や地表面温度変化などよりも、非常に小さいことがわかった。
　さて、では地表面で得られた熱は、どの深さあたりまでどの程度影響するのだろうか。次の項で地表付近の熱流量について検証する。

表３－２－１　徹夜観測における地温・気温・地表面温度の変化

時刻 地温 気温 芝生 グランド アスファルト
9:00 22.2 25.5 42.5 35.5 43.2
9:20 21.3 26 33.2 38.9 32.8
9:40 21.2 27 48.7 42.8 44.8
10:00 21.2 27.5 47 38.6 47.3
10:20 21.3 27 36.2 34 42.4
10:40 21.2 27.5 46.3 38.6 45.9
11:00 21.2 28.5 45.2 36.1 44.8
11:20 21.3 28 41.5 37.8 45.3
11:40 21.3 28 53.7 37.1 48.9
12:00 21.2 29.5 51.4 45.2 50.6
12:20 21.2 28.5 52.5 46.1 53.4
12:40 21.3 30 58.7 47.6 55.1
13:00 21.2 30.5 54.6 42.4 56.4
13:20 21.2 27.5 40.5 35.4 46.8
13:40 21.3 27 33.1 35.2 37.7
14:00 21.2 28.5 37.6 36.7 43.6
14:20 21.3 30 50.4 44 49.1
14:40 21.3 28 37.5 33.9 43.9
15:00 21.4 27 30.8 32.2 36
15:20 21.4 25 32.7 33.2 36.8
15:40 21.4 26.5 37.2 34.6 40
16:00 21.4 29 32.8 36 30.7
16:20 21.4 26 31.4 32 39.6
16:40 21.4 26 31.3 30.8 38.9
17:00 21.4 25.5 29.2 27.7 37
17:20 21.4 25.5 28 28.1 36
17:40 21.4 25.5 27.4 27.6 27.9
18:00 21.4 24
18:20 21.4 24
18:40 21.4 22
19:00 21.4 22.5
19:20 21.4 23
19:40 21.4 22.5
20:00 21.4 22 24.3 25.7 23.5
20:20 21.4 22 24.8 25.9 28.4
20:40 21.4 22 24.6 26 28.1
21:00 21.4 24 24.4 24.8 27.4
21:20 21.4 23 24.1 25.4 26.4
21:40 21.4 22.3 24.2 24.6 26.8
22:00 21.4 22 24.1 23.6 26.8
22:20 21.4 22 24.2 25.4 27.4
22:40 21.4 22 24.6 25.3 27.2
23:00 21.4 22.5 24.3 24.2 26.4
23:20 21.4 22 25.1 24.6 27.3
23:40 21.4 22.3 24.3 25.2 26.1
0:00 21.4 22 23.8 23.6 27.5
0:20 21.4 22 25.8 24.5 25.4
0:40 21.4 21.5 23.6 24.3 27.2
1:00 21.4 21.5 24.9 23.3 27.8
1:20 21.4 21.5 24.3 24.3 27.3
1:40 21.4 21.6 23.8 24.5 26.4
2:00 21.4 21.5 23.2 23.8 27
2:20 21.4 22 24.7 25.2 23.9
2:40 21.4 21.5 23.4 24.8 26.6
3:00 21.4 21.5 23.4 23.6 27.2
3:20 21.4 21.5 23.6 23.9 22.9
3:40 21.4 21.5 23.3 24.1 26.5
4:00 21.4 22 23.2 23.3 26.5
4:20 21.4 21.5 23.6 24.4 26.7
4:40 21.4 21.5 24.9 25.4 27.6
5:00 21.4 21.5 24.5 23.8 27.8
5:20 21.4 21.5 23.7 23.8 26.4
5:40 21.4 21.5 23.5 24.1 26.2
6:00 21.4 22 23.6 24.1 24
6:20 21.4 21.5 24 24 27.1
6:40 21.4 21.5 24.2 24.5 27.2
7:00 21.4 22 24.5 24.5 28
7:20 21.4 21.7 24.4 25.7 28.4
7:40 21.4 22 25.6 25.4 28.8
8:00 21.4 22.1 26.4 25.4 30.6
8:20 21.3 22.2 26.8 26.5 30.4
8:40 21.3 23.5 29.2 29.7 34.1
9:00 21.3 24 35.4 29.8 39.6


図３－２－１