微気候

微気候（またはミクロ気候）は、周囲の地域とはわずかに異なるが、時には大幅に異なる、局所的な大気条件の集合である。この用語は、数平方メートル以下の小さな領域（たとえば、花壇、岩の下、洞窟）から、数平方キロメートルに及ぶ大きな領域を指すこともある。気候は統計的であり、記述パラメータの平均値の空間的および時間的変動を意味するため、微気候は、地域内で発生および/または持続する統計的に異なる条件として識別される。微気候はほとんどの場所で見られるが、山岳地帯、島、沿岸地域などの地形的に変動の大きい地域で最も顕著である。^[1]

微気候は、例えば、地元の大気を冷やす水域の近くや、レンガ、コンクリート、アスファルトが太陽エネルギーを吸収して熱くなり、その熱を周囲の空気に再放射する密集した都市部などに存在します。その結果生じる都市ヒートアイランド（UHI）は、植生の相対的な不足によってさらに引き起こされる一種の微気候です。^[2]

「ミクロ気候」という用語は、1950年代に「ミニチュアの気候：ミクロ気候環境の研究」（トーマス・ベッドフォード・フランクリン、1955年）などの出版物で初めて登場しました。^[3]

開発された工業団地のエリアは、近くの森林公園とは大きく異なる可能性があります。公園の自然植物は葉に吸収された光と熱を建物の屋根や駐車場から空気中に放射するからです。太陽エネルギーの支持者は、太陽光収集の広範な使用により、太陽光を吸収して表面の異物を加熱する代わりに機能させることで、都市環境の過熱を緩和できると主張しています。^[4]

微気候は、広い地域では育たない作物を小さな栽培地域として栽培する機会を提供することができます。この概念は、北半球の温帯気候で​​実践されているパーマカルチャーでよく使用されます。植物を慎重に選択して配置する園芸家は、微気候を有利に活用できます。都市では、ゾーニングによって平均気温が上昇することが多く、風雨から守られた場所であれば、冬の厳しさを軽減できます。ただし、屋上ガーデニングでは、夏と冬の両方で植物がより極端な温度にさらされます。

都市部では、高層ビルが広い範囲を覆い、強い風を地上に導くことで、独自の微気候を作り出します。高層ビルの周囲の風の影響は、微気候研究の一環として評価されます。

微気候は、部屋やその他の囲い地などの目的に合わせて作られた環境を指すこともあります。^{[5]博物館の展示や保管環境では、微気候が一般的に作られ、注意深く維持されています。これは、}シリカゲルなどの受動的な方法を使用することも、能動的な微気候制御装置を使用し て行うこともできます。

通常、内陸部が湿潤大陸性気候である場合、沿岸部は、より暑い夏とは対照的に、冬の間ずっと穏やかです。これは、ブリティッシュコロンビア州などの地域に当てはまります。バンクーバーは海洋性気候で冬は雨が多く、霜が降りることはめったにありませんが、夏は平均して数度暖かい内陸部では、冬は寒くて雪が降ります。

特定のエリア内の微気候を定義する 2 つの主なパラメータは、温度と湿度です。温度や湿度の低下の原因は、さまざまな原因や影響に起因します。多くの場合、微気候はさまざまな影響の集合体によって形成され、ミクロスケールの気象学の対象となります。

冷気プール（CAP）効果の例としては、オーストリアのグシュテットナーアルム陥没穴（最低気温記録は−53℃（−63℉））^[6]や米国のピーターシンクスなどがあげられる。CAPに暖かい空気の流れを浸透させるための 風速に関する主な基準は以下のとおりである。${\displaystyle v}$

${\displaystyle \mathrm {Fr} ={\frac {v}{Nh}}\geq \mathrm {Fr} _{c},}$

ここで、はフルード数、—ブラント・ヴァイサラ周波数、— 谷の深さ、— 閾値風速におけるフルード数です。 ^[7]${\displaystyle \mathrm {Fr} }$${\displaystyle N}$${\displaystyle h}$${\displaystyle \mathrm {Fr} _{c}}$

クレーターの表面近くに永久凍土が存在することで、独特の微気候環境が生まれます。^[8]

洞窟は、独特で繊細な地質学的/生物学的環境を収容できる重要な地質学的形成物です。発見された洞窟の大部分は、石灰岩などの炭酸カルシウムでできています。これらの溶解環境では、多くの動植物種が生息しています。洞窟内の水分含有量、気圧、洞窟の岩石の地球化学、およびこれらの種の廃棄物の混合物が組み合わさって、洞窟システム内に独特の微気候が形成されます。^[9]

洞窟形成効果は、対流によって引き起こされる洞窟環境内の空気循環の観察および研究対象となっているプロセスです。地下水状態では、洞窟の表面は密閉された空気にさらされます（不飽和状態では水没して地下水面からの水と相互作用するのとは対照的です）。この空気は水の粒子を循環させ、それが洞窟の壁や洞窟生成物などの地層に凝結します。この凝結した水は、洞窟の壁の浸食や形態的特徴の形成に寄与することがわかっています。この例としては、イタリアのルッカ、モンスンマーノ近くの温泉洞窟、グロッタ ジュスティの石灰岩の壁が挙げられます。化学的/物理的プロセスの増加または減少につながるプロセスは、すべてその後そのシステム内の環境に影響を与えます。対流プロセスに直接関係する洞窟内の空気密度は、気温、湿度、気圧によって決まります。閉鎖された洞窟環境では、細菌、藻類、植物、動物、または人間の介入により、これらの要因のいずれかが変化し、洞窟内の微小環境が変化する可能性があります。^[9]世界中には、人が訪れることができる洞窟が750以上あります。これらの洞窟環境を人が絶えず行き来すると、微気候だけでなく、地質学や考古学の発見にも悪影響を与える可能性があります。これらの環境の悪化につながる要因には、近くの森林伐採、農業活動、水資源の開発、鉱業、観光事業などがあります。^[10]

通常の洞窟の洞窟形成効果は、空気の循環が遅い傾向がある。酸が存在する特殊な状況では、侵食の影響と微小環境の変化が劇的に強化される可能性がある。1つの例は、硫酸（H ₂ S）の存在の影響である。酸化された硫酸が化学的に硫酸（H ₂ SO ₄）に変化すると、この酸は炭酸カルシウム岩と非常に高い速度で反応し始める。この反応に関与する水は、pHが3と高い傾向があり、多くの細菌や藻類にとってほとんど生息できない水になる。この例は、イタリアのアンコーナにあるグロッタグランデデルヴェント洞窟で見ることができる。^[9]

ルドルフ・ガイガーが著書^[11]で指摘しているように、気候は生きている植物に影響を与えるだけでなく、植物がその環境に及ぼす相互作用の逆の効果も起こり得、植物気候として知られています。この効果は大陸の真ん中にある森林に重大な影響を及ぼします。実際、森林が効率的な蒸発散活動によって独自の雲と水循環を作り出していなければ、海岸から遠く離れた場所に森林は存在しないでしょう。 ^{[12]統計的には、他の影響がなければ、降雨量は海岸から内陸に向かって減少するからです。干ばつと戦うために木を植えることは、}植林の文脈でも提案されています。^[13]

人工の貯水池も自然の貯水池と同様に微気候を作り出し、マクロの気候にも影響を与えることがよくあります。

微気候のもう 1 つの要因は、地域の傾斜または方位です。北半球の南向きの斜面と南半球の北向きの斜面は、反対側の斜面よりも直射日光にさらされるため、より長い期間暖かく、斜面の微気候は斜面の周囲の地域よりも暖かくなります。渓谷の最も低いエリアは、冷たい空気が下がって乾燥風が最も低い底まで届かず、湿気が長く残って沈殿し、その後凍結するため、近くの丘の上のスポットよりも早く、またはより激しく霜が降りることがあります。

地域の土壌の種類も微気候に影響を与える可能性があります。たとえば、粘土質の多い土壌は舗装のような働きをし、地表付近の温度を和らげます。一方、土壌に空気層が多いと、熱が表土の下に閉じ込められ、地表レベルで霜が降りる可能性が高くなります。^[14]

• ベイエリアより上の北カリフォルニアも、気温の差が大きい微気候でよく知られている。 ^{[要出典]海岸線は、夏季の日中の気温が17～19 °C (63～66 °F) になることが多いが、}レイクポートなど海からそれほど遠くない内陸の町では、内陸約40マイル (64 km) であるにもかかわらず、夏の平均日中は34 °C (93 °F) まで気温が上がることがある。ウィロークリークとユーレカの間にある北緯41度線付近のクラマス川渓谷でも平均気温はこの程度であり、このような北方の地域では極めて暑い。この緯度では、海岸の気温は非常に低いため、ウィロークリークはユーレカの最高気温を年間平均79回上回る。これは、両地域が互いに50マイル (80 km) 未満しか離れていないにもかかわらずである。
  • サンフランシスコは、さまざまな微気候を持つ都市です。都市の多様な地形と、優勢な夏の海洋層の影響により、気象条件はブロックごとに最大 9 °F (5 °C) も異なり、沿岸の霧帯とダウンタウンのヒートアイランドの間では 30 °F (17 °C) も異なります。たとえば、ノエバレー地区は、周囲の丘が太平洋からの冷たい霧の一部を遮るため、通常、近隣の地域よりも暖かく、日当たりが良いです。
  • サンフランシスコ湾岸地域として知られるこの地域は、全体として気温の極端な差が大きい。海岸に隣接する盆地や谷では、地形が海気循環に及ぼす影響により、短い距離でも気候が大きく変化する。サンフランシスコ湾岸地域では、数マイル以内で多様な気候が楽しめる。例えば、湾岸地域では、7月の平均最高気温は、海岸沿いのハーフムーンベイで約64°F (18°C)、内陸わずか25マイル (40km) のウォルナットクリークで87°F (31°C)、内陸わずか50マイル (80km)のトレーシーで95°F (35°C) である。 ^[15]
• ロサンゼルスとサンディエゴ地域も、微気候に典型的な現象の影響を受ける。[ ^{16] [17]}内陸部と海岸部では気温が華氏36度 (摂氏20度) も異なることがあり、海岸から内陸部では1マイル (1.6 km) ごとに1度以上の温度勾配がある。丘や山々が沿岸の気団を遮ることもある。サンフェルナンドバレーでは、通常、夏はロサンゼルスのほとんどの地域よりもずっと暖かい。これは、サンタモニカ山脈が通常、冷たい海風と霧を遮るためである。南カリフォルニアには、「ジューン・グルーム」または「メイ・グレイ」と呼ばれる気象現象もあり、晩春から初夏にかけて、海岸部では午前中は曇りや霧が時々発生するが、正午までには晴れになることが多い。
• ハワイ島は微気候でも知られる地域であり、^[18]カイルア・コナとヒロでは、わずか60マイル（97km）しか離れていないにもかかわらず、年間降雨量がそれぞれ18インチ（460mm）と127インチ（3,200mm）に達します。
• アルバータ州カルガリーは、微気候でも知られています。^[要出典]特に注目すべきは、ダウンタウンと川の谷/氾濫原地域と西と北の地域の違いです。これは主に、市域内の標高差が1,000フィート（300メートル）以上あるためですが、季節的なチヌークの影響も多少はあります。 [ ^19]
• ノバスコシア州ハリファックスにも、数多くの微気候があります。^[要出典]沿岸部の気温や気象条件は、内陸 5～15 km (3.1～9.3 マイル) の地域とは大きく異なります。これはどの季節でも同じです。市内では標高がさまざまで、標高の変化により、1 つの高速道路を走行しているときに複数の微気候を経験することさえあります。
• バンクーバーとその都市圏にも多くの微気候があります。^[20] ノースバンクーバーと山の斜面にある他の地域では、年間平均2,000ミリメートル（79インチ）以上の降水量がありますが、南の他の地域では40キロメートル（25マイル）未満しか離れていないにもかかわらず、約1,000ミリメートル（39インチ）の降水量です。内陸のフレーザーバレーの気温は海岸よりも最大10°C（18°F）高い場合がありますが、冬は数度低くなります。
• チェサピーク湾は亜熱帯の微気候でも知られています。^[21]最も顕著なのは、メリーランド州とデラウェア州の低地の東西地域に穏やかな気候効果をもたらすことです。64,000平方マイル（170,000 km ^{2 ）を超える水域（そのほとんどは淡水と塩水の混合）があるため、春と夏の間は湿度と熱のレベルが高くなります。この効果の一例として、この地域では亜熱帯のヤシの木やホテイアオイ}などの植物が生き残っています。^{[22] [23] [21]}
• ヘネラル・カレーラ湖の南岸にあるチリ・チコとロス・アンティグオスは、パタゴニアの内陸部にあるにもかかわらず、農業に適した条件を備えている。^[24]
• ニューヨーク市とその周辺の都市圏は、広範囲にわたるヒートアイランドと大西洋の影響を特徴としています。これらの要因により、ニューヨーク市はケッペンが湿潤亜熱帯と表現する米国最北の主要都市となり、USDA ゾーン 7a/7b/8a に属しています。これに対し、ニューヨーク市の南側にある近隣の都市はより低いゾーンに属しています。

• スイスのティチーノ地方はヤシの木やバナナの木が育つ微気候を持っています。^[25]
• グラン・カナリア島は、その多様な微気候から「ミニチュア大陸」と呼ばれています。^[26]
• テネリフェ島は多様な微気候で知られています。^[27]
• イスタンブールは丘陵地帯で海洋の影響も受けているため、多様な微気候が見られます。^[28]市内の夏の平均気温は黒海に近いかどうかで20～24℃（68～75℉）の範囲で、日によっては気温差が大きくなります。降水量もイスタンブールの丘陵地帯の雨陰のため大きく異なり、南端のフロリヤでは約600ミリメートル（24インチ）ですが、北端のバフチェキョイでは1,200ミリメートル（47インチ）になります。^[29]さらに、市自体はUSDA耐寒性ゾーン9aから9bにありますが、内陸の郊外はゾーン8bにあり、ゾーン8aの孤立した地域もあるため、耐寒性のある亜熱帯植物の栽培は海岸に限られています。^[30]
• イギリスのヨークシャー州に位置するリーズは、市の中心部を囲む谷の数が多いため、多様な微気候があることで知られています。^[要出典]
• ポルトガルの中央西海岸は、カリフォルニアと同様に、周囲の内陸部と夏の気温に大きな差がある。60 km (37 mi) 未満の地域では、夏の平均気温は、ペニシェやサン・ペドロ・デ・モエルの 21 °C (70 °F) からサンタレンやトマールの約31 °C (88 °F) まで、最大 10 ° C/18 °F も変化することがある。この現象は、北のノルタダ風によって生じる局所的な湧昇によって発生する。^[31]
• スペインのアンダルシア地方の沿岸地域には微気候がある。^[要出典]沿岸沿いにさらに北に行くと、カディスの夏の平均気温は 27 °C (81 °F) で夜は暖かいが、近くのヘレス・デ・ラ・フロンテーラの夏の最高気温は 33 °C (91 °F) で、さらに北のセビリアなどの内陸地域ではさらに暑くなる。
• ソラナはイタリアのペーシャ渓谷にあるコミューンで、ソラナ豆の栽培に理想的な微気候を持つと考えられています。^[32]
• ドイツのフランクフルト・アム・マインのニース地区はマイン川の北岸にある小さな地域で、風よけと川からの太陽光の反射により地中海性気候が生まれ、アルプス山脈以北では最大級の南ヨーロッパ植物園が広がっています。^[33]

• ヨルダンのアンマンは極端な微気候の例であり、ほぼすべての地区で独自の天候が見られます。^[34]地元の人々の間では、北部や西部の郊外などの一部の地区は市内で最も寒く、霜や雪が降る一方で、市内中心部などの他の暖かい地区では同時に気温がはるかに高くなることが知られています。
• オーストラリアのシドニーでは、温暖な時期に顕著に現れる微気候がある。^[要出典]内陸部のシドニー西部郊外では、気候は乾燥しており、かなり暑く、気温はシドニー中心業務地区や東部郊外（海岸）よりも一般的に3～7 °C（5～13 °F）高い。これは海風が内陸部まで届かないためである。夏の海岸部の平均気温は25.9 °C（78.6 °F）であるのに対し、内陸部は郊外によって28～30 °C（82～86 °F）である。^{[35] [36]}極端な場合には、海岸部の気温が24 °C（75 °F）になる一方、内陸20 km（12.43 mi）の郊外では36 °C（97 °F）の暑さとなる。しかし、西部の冬の最低気温は沿岸郊外よりも約3〜5℃（5〜9℉）低く、軽度から中程度の霜が降りることがあります。^[37]市内および近郊では、降雨量は最西部で約682.5mm（26.87インチ）からオブザバトリーヒル（東部または海岸）で1,213.8mm（47.79インチ）まで変化します。^[38]

• ブドウ栽培における気候区分
• 気候保護都市プログラム
• メソネットとマイクロネット
• ブドウ栽培における地域気候レベル
• テロワール

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• 博物館展示ケースの微気候制御の動向