暖かさの指数、寒さの指数の計算方法

以下、気象庁のホームページ内にある電子閲覧室に掲載されている気象データを元に、「暖かさの指数」「寒さの指数」を計算してみましょう。気温５℃を基準として、それより低ければ「寒さの指数」、高ければ「暖かさの指数」として、それぞれ別々に積み上げていきます。(参考に、最寒月は青・最暖月は赤で表示しました)

ただし、上記のデータは原則的に過去３０年の平均値です。近年、地球の温暖化が言われています。過去１００年で、地球全体の平均気温は０．６℃上昇しました。これは、高度で言うと100m分に相当する気候の変化です。特に大都市はエネルギーを大量に消費するため、いわゆる「ヒートアイランド現象」によってその傾向が大きくなります。日本の主要都市の平均では２．４℃、東京だけに限ると何と２．９℃も平均気温が上昇しています。従って、樹齢１００年の巨木の森があったとすると、その木々がまだ若木だった頃の指数は、現在とは異なっていた可能性があることは念頭に置くべきでしょう。

那覇の場合

亜熱帯気候です。もちろん、平均気温が５℃以下に下がる月はなく、「暖かさの指数」は亜熱帯林の分布域になります。

東京の場合

現在の東京は、月平均気温が５℃以下に下がることがなく、したがって「寒さの指数」は０となります。「暖かさの指数」は１３１．３、これは照葉樹林の分布域(暑さの指数８５以上１８０以下で寒さ数１０〜１５以下)に入ります。
ちなみに、先に触れたように、東京は過去１００年間で２．９℃も平均気温が上昇しました。そこで、私の手元にある中学の時(８０年代前半)の地図帳から、１９４１年から７１年までの３０年間の平均気温を算出してみましょう。

３０年遡るだけで、平均気温は０．９℃違い、暑さの指数と寒さの指数も数値が変わってきます。平均気温が２．９℃も低かったという１００年前の気象データは手元にありませんが、０．９℃の気温低下で暑さの指数が１０あまり低下するところから見て、１００年前の暑さの指数はおそらく１００前後、寒さの指数は３〜４程度ではなかったか、と思われます。それでも、東京は依然として照葉樹林帯にあることは変わりがありませんが、植生帯の変わり目ギリギリの地域の場合、現在の「暖かさの指数」「寒さの指数」から計算される植生と、実際にそこに分布している自然林の植生が異なっている場合があり得ます。更に注目すべきは、主にどの月の気温が上昇しているか、です。よく近年の夏の猛暑ぶりが報じられますが、最暖月(８月)の平均気温の上昇は0.4度に対して、最寒月(１月)の気温は、1.7度も上昇しています。つまり、都市の温暖化は、冬が寒くなくなることなのです。

長野の場合

「暖かの指数」は、照葉樹林の基準を超えてているものの、寒さの指数も照葉樹林の限界を外れているので、長野市は、本来中間温帯林の分布する地域だと推測されます。ただし、今後温暖化が進んだ場合、寒さの指数が減少して照葉樹林の領域に突入してしまう可能性も考えられます。どちらにしても、市街地で天然林が成立することは考えられませんけれど。

盛岡の場合

「暖かさの指数」は８１．２ですから、冷温帯落葉広葉樹林の成立する気象条件（暖かさの指数４５から８５）と言えます。

旭川の場合

「暖かさの指数」は６４．４なので、旭川も気象条件としては冷温帯落葉広葉樹林が成立するはずです。ただし、実際には冷温帯林の主役であるブナはこのあたりまでは分布しておらず、エゾマツ、トドマツなどの亜高山帯性の針葉樹が混ざり合った汎針広混交林地帯となっています。ここでも３０年前の平均気温を見てみることにしましょう。

東京ほどではありませんが、気温は上昇傾向にあります。東京の例と同様に、夏の平均気温の上昇(0.2度)より、冬の平均気温の上昇(0.7度)の方が大きい。従って「寒さの指数」の減少の方が著しいですが、「暖かさの指数」も、かなり汎針広混交林の上限に近づいてきました。推測ですが、おそらく１００年前まで遡れば、暖かさの指数は６０を割っていたのではないか、と推定できます。いずれにしても、本州であれば落葉広葉樹林成立範囲内であることに変わりはありません。汎針広混交林は、冷温帯林と亜寒帯林の入り交じったものとは言え、本質的には本州なら冷温帯林が成立しているはずの条件下の森と言えます。

釧路の場合

完全に汎針広混交林の成立する範疇にあり、しかも亜寒帯針葉樹林の成立する条件（暖かさの指数４５以下）にかなり接近しています。実際、道東、道北では冷温帯の落葉広葉樹を伴わない亜寒帯針葉樹林が、海岸に近いところにも成立している例がよくあります。ただ、旭川より海に近い分、夏は旭川より涼しいけれど冬は旭川より暖かく、全体に寒暖の差が小さいと言えます。

富士山頂の場合

言わずと知れた日本最高標高地点です。気象庁に気温のデータがある地点としては、日本でもっとも寒冷な土地でもあります。暖かさの指数が付く月が１ヶ月、数値にして１．０しかありません。あとは全部寒さの指数が付きます。当然、もはや樹木の生えない、高山帯の世界です。それにしても、植物の存在できるほぼ限界の条件と言っていいでしょう。一般に雪線高度、つまりそれより上で氷河や万年雪が成立する高さは、最暖月の月平均気温が４℃の線と近いと言われています。１００ｍ登るごとに気温が０．６℃低下するという法則に従うと、富士山の山頂の上約３３３ｍ、つまり海抜４１００ｍあたりに雪線高度がある、という計算になります。あくまで計算上のことですが。

補足　台湾の高山

台湾のニイタカトドマツの森は、日本より更に南に位置し、ヒマラヤ・ビルマ・メキシコと並んで世界最南端の亜高山帯針葉樹林の一つに当たるようです。
モミ属のニイタカトドマツの他、台湾にはトウヒ属のニイタカトウヒも分布し、これも亜高山帯林の樹種だと私は思っていたのですが、最近玉山国立公園のサイト(日本語)を発見し読んだところによると、台湾の山の高木限界はだいたい3500m、ニイタカトドマツとニイタカビャクシンによる「亜高山帯針葉樹林」が海抜3000mから3500mまで、その下にアブラスギとニイタカトウヒによる「冷温帯山地針葉樹林」が2500mから3000mまで分布するそうです。ニイタカトウヒは亜高山帯林の樹種ではないようです。
ところで、このサイトに、海抜2400mの阿里山と、3500mの玉山気象観測所のデータがあることを発見しました。

阿里山(2400m)の場合

前述の玉山国立公園のサイトによれば、2500m以上が「冷温帯山地針葉樹林」なので、その下限近くに位置する標高です。日本と比較すると、気温の年較差、つまり夏冬の気温の差が非常に小さいことが分かります。日本では沖縄を除いて気温の年格差は２０度を超えますが、阿里山は１０度もありません。また気温が５度以下となることはなく、従って寒さの指数は０で、この点は日本の暖温帯に相当しますが、暖かさの指数は６９．５しかなく、この点からは冷温帯に相当します。ちなみに、データとして引用しませんでしたが、年降水量は3910mm(それも、５〜８月の４ヶ月に2600mm以上も降り、冬季はそれほど多くない)に達する猛烈な多雨地帯です。

玉山(3500m)の場合

前述の玉山国立公園のサイトによると高木林の限界が3600mなので、その直下、ニイタカトドマツとニイタカビャクシンよりなる亜高山帯針葉樹林の上限付近に相当します。阿里山と同様、気温の年較差は１０度未満で、夏冬の寒暖の差が非常に小さくなっています。ただし標高が約1100m高いので、それに応じて全体の気温も阿里山より低下しています。一般に標高が100m上がると気温は0.6度上昇するとされます。計算上1100m高度が違う阿里山より、6.6度気温が低いことになります。そしてこの理論に極めて近い気温になっていることが読みとれます。さすがに冬の気温は氷点下ですが、上記の日本の各都市の数値と比較すると分かりますが、２３．７という「寒さの指数」は、盛岡のそれとほぼ同じで、北海道のどの年より小さい。つまり最低気温の上ではこれは温帯の気温です。その代わり「暖かさの指数」１１というのは、高木が生育できる限界を超える涼しさです。世界的に見ると、北半球の中緯度以上で森林限界は「暖かさの指数」１５以下、あるいは最暖月の気温が１０度以下の線に近いと言われ、日本の森林限界は、それより更に低い線に留まっていることが知られています。降水量は年間3054mmと、阿里山よりはだいぶ少ないですが、それでも大変な降水量です。夏期に降水が集中し、冬季の降水(降雪)はそれほど多くない点も阿里山と同じです。ただし、少ないといっても、１・２月の降水量は各月100mmを越えているので、かなり降雪量があると思われます。