AIが街を冷やす木を選ぶ 3.5℃という数字の本当の意味

年々きびしくなる夏の暑さ。とりわけ都市の暑さは、コンクリートに囲まれて逃げ場がない。この都市の暑さをやわらげる、意外な「天然のクーラー」がある。街路樹だ。

そして今、その木をどこに、どんな種類で植えれば最も効果的かを、AIが計算してくれるツールが登場した。開発したのは、オーストラリアのクイーンズランド工科大学(QUT)の研究チームだ。ただし、この話には「街を丸ごと冷やす魔法」といった誇張もつきまとう。実際に何がどこまでできるのか、正確に見ていこう。

街の暑さをAIが計算し、木の場所を決める

QUTの研究チームが開発したのは、都市のどこに、どんな木を植えれば、暑さをやわらげられるかを計算するAIツールだ。この成果は、都市研究の専門誌に発表されている。

このツールが使っているのは、「アリの行動」をまねた計算手法だ。アリの群れは、たくさんの仲間が手分けして探し回るうちに、巣とエサを結ぶ最短の道を見つけ出す。この賢い探索のしくみをまねて、AIは「木をどこに配置すれば、街がいちばん涼しくなるか」を、膨大な組み合わせの中から探り当てる。いわば、将棋や囲碁のAIが無数の手を読んで最善の一手を選ぶように、街の木の最適な配置を計算するのだ。

そして、ここが大切な点だ。よく「このツールは街を3.5℃冷やす」と紹介されるが、これは正確ではない。実際にこのツールが示したのは、人が感じる暑さ——気温だけでなく日ざしや風もふまえた「体感温度」——を、最大で3.5℃改善する、という成果だ。街全体の気温が一律に3.5℃下がる、という意味ではない。

あわせて、うだるように暑い39℃を超えるエリアを22%減らし、快適に過ごせるゾーンを18%広げる、といった効果も示された。つまりこのツールの真価は、「街を冷やす魔法」ではなく、「限られた本数の木を、いちばん効く場所に配置する知恵」にある。その正確な理解こそが、この技術の面白さを味わう鍵になる。

なぜ、わざわざAIに配置を計算させる必要があるのだろうか。それは、木を植えられる場所の組み合わせが、天文学的な数にのぼるからだ。街のどの区画に、どの種類の木を、何本植えるか。その組み合わせは無数にあり、人が一つずつ試して最適解を見つけるのは、とても不可能だ。AIは、この膨大な選択肢を高速で計算し、限られた予算や本数の中で、最も涼しくなる配置を導き出す。人間の勘では届かない領域に、計算の力で踏み込むのである。

なぜ都市は、田舎より暑いのか

そもそも、なぜ都市はこれほど暑くなるのか。その現象は「ヒートアイランド」と呼ばれ、いくつかの原因が重なって起きている。

最大の原因は、街を覆うコンクリートやアスファルトだ。これらは太陽の熱を吸い込みやすく、しかもため込んだ熱を、なかなか手放さない。緑地や土の地面なら、水分が蒸発するときに周囲の熱を奪って冷やしてくれるが、舗装された街では、その冷却がほとんど働かない。さらに、車やエアコンの室外機が吐き出す熱も、街の温度を押し上げる。

アメリカの環境当局の資料によれば、都市の気温は周辺の田園地域より、日中でおよそ1〜4℃、都市によっては5℃以上も高くなる。「田舎より少し暑い」どころではない差が、実際に生じているのだ。

そして見逃せないのが、夜だ。ヒートアイランドは、じつは夜のほうが差が大きくなりやすい。日中にコンクリートがため込んだ大量の熱が、夜になっても放出され続けるためだ。都市で熱帯夜が続き、寝苦しい夜が増えるのは、まさにこのしくみによる。都市の暑さは、昼だけの問題ではないのである。

この夜の暑さは、私たちの健康にも直結する。人の体は、眠っているあいだに深部体温を下げて休息する。ところが夜になっても気温が下がらないと、この体温の低下がうまくいかず、睡眠の質が落ちてしまう。熱中症の危険も、日中だけでなく、寝ている間にひそんでいる。都市のヒートアイランドは、単に「暑くて不快」という話にとどまらず、そこで暮らす人々の眠りや命に関わる、切実な問題なのである。だからこそ、街を冷やす工夫が真剣に求められている。

木陰は本当に涼しいのか、その仕組みと限界

木が街を冷やす力の一つが、木陰だ。葉が太陽の光をさえぎり、地面や人に届く熱を減らす。だが、その「涼しさ」がどれほどのものかは、正確に知っておきたい。

亜熱帯の都市公園でおこなわれた実測研究によれば、木陰の下と、日なたとの「気温」の差は、およそ0.6〜2.5℃ほどだった。数字だけ見ると、意外に小さいと感じるかもしれない。ところが、地面の表面温度で比べると、その差は3〜8℃にもなる。木陰は、地面が焼けつくのをしっかり防いでいるのだ。

ここで大切なのは、「気温が下がる」ことと「涼しく感じる」ことは、必ずしも同じではない、という点だ。木陰が涼しく感じられる大きな理由は、じりじりと照りつける直射日光をさえぎってくれることにある。体で感じる涼しさは、気温計が示す差よりも、ずっと大きい。木陰は、いわば街に広げられた大きな日傘のようなものなのだ。

だからこそ、「木陰は日なたより10℃以上も涼しい」といった言い方には注意がいる。それが体感の話や、特別な条件での話であればともかく、気温そのものの差としては大げさだ。木陰の効果は本物だが、その中身を正しく理解しておくことが、過剰な期待を避けることにつながる。

木陰の質は、木の種類によっても変わる。葉が大きく密に茂る木は、光をしっかりさえぎり、濃い日陰をつくる。一方、葉が小さくまばらな木は、日陰は薄いが、風は通しやすい。つまり「涼しい日陰をとるか」「風通しを保つか」で、選ぶべき木は違ってくる。QUTのツールが樹種の選定まで手がけるのは、こうした木ごとの個性を、場所に合わせて生かすためなのである。

木は「葉から汗をかいて」涼をとる

木の冷却パワーは、木陰だけではない。もう一つの主役が「蒸散」と呼ばれるはたらきだ。これは、人間が汗をかいて涼むのと、まったく同じしくみである。

木は、根から吸い上げた水を、葉の表面から水蒸気として空気中へ放出している。水が水蒸気に変わるとき、周囲から熱を奪う。この「気化熱」によって、木のまわりの空気が冷やされるのだ。私たちが汗をかき、それが乾くときに体温が下がるのと、原理はそっくりだ。木は、いわば葉っぱから汗をかいて、まわりを涼しくしているのである。

その効果は、決して小さくない。大きな木は、1日に数百リットルもの水を蒸散させることがある。それだけの水が空気を冷やすのだから、緑の多い公園に足を踏み入れたとき、ひんやりと感じるのは気のせいではない。

ただし、正直に付け加えておきたいこともある。蒸散は空気に水分を加えるため、湿度を上げる側面もある。気温が下がっても、じめじめとして蒸し暑く感じることもありうるのだ。木の冷却には、こうした気温と湿度のかね合いという、微妙な面もある。いいことずくめ、と単純化しないほうが、実態に近い。

「エアコン10台分」の木は、本当なのか

木の冷却効果を語るとき、「大きな木1本で、エアコン10台分の冷却効果がある」という表現がよく引かれる。インパクトのある数字だが、これも中身を確かめておきたい。

この数字のもとになったのは、オランダの大学がおこなった試算だ。ただしそれは、大きな木が、晴れた日という好条件のもとで発揮する冷却能力を計算したものだった。同じ研究の系統では、樹高4メートルほどの小さな木では、その能力はエアコン2台分ほどにとどまる、という数字も示されている。

つまり、木の冷却力は、その大きさや葉の量、天候によって、数十倍もの差が出るのだ。同じ「木」といっても、冷やす力は、軽自動車とトラックほども違う。「1本でエアコン10台分」という数字だけが独り歩きすると、どんな木でもそれほど冷えると誤解しかねない。

健康や環境の話題では、こうした景気のよい数字が、条件を抜きにして広まりやすい。数字そのものが間違いというわけではない。だが、それが「どんな条件での話なのか」を添えて理解することが、正しい受け止め方につながる。大木が晴天下で発揮する、最大級の力——そう理解しておくのがよいだろう。

どこに植えるかで、効果は逆転する

木を植えれば、どこでも涼しくなる——そう思いたくなるが、話はそう単純ではない。じつは、植える場所を間違えると、逆効果になることさえある。

その原因が、風だ。木は風の流れに影響を与える。研究では、木を密に植えたり、特定の配置にしたりすると、風の速さが半分以下にまで落ちることが報告されている。風通しが悪くなれば、熱がこもりやすくなる。とくに問題になるのが夜だ。昼のあいだ木陰で涼しくても、木が密集して風をさえぎると、夜にたまった熱がうまく逃げず、かえって寝苦しくなることがある。

つまり、木の冷却には「日中の涼しさ」と「夜の放熱」という、両立させにくい面がある。良かれと思って木を植えたことが、夜の熱ごもりを招く——そんな皮肉な事態も、起こりうるのだ。

だからこそ、「どこに、どう植えるか」が決定的に重要になる。そして、まさにこの配置の最適化こそ、QUTのAIツールがねらったところだった。勘や経験だけに頼らず、風の流れや日ざしまで計算に入れて、逆効果を避けつつ効果を最大にする。木を植えるという素朴な行為の裏に、これほど緻密な科学があることに、驚かされる。

もちろん、風をさえぎることが、いつも悪いわけではない。冬の冷たい風を弱める防風林のように、木が風をさえぎることが役立つ場面もある。要は、その土地の気候や、昼と夜のどちらの快適さを優先するかによって、望ましい配置は変わってくる、ということだ。一律の正解はなく、場所ごとに最適解を探る必要がある。だからこそ、条件を細かく計算できるAIの出番があるのだ。

確実に言えること、まだ分からないこと

ここまでの話を整理しておこう。都市の緑化が、暑さ対策として有効であること。これ自体は、多くの研究が支持する、確かなことだ。木陰と蒸散という二つのしくみで、木が街を冷やす力を持つことに、疑いはない。

一方で、「木で街が何℃下がるか」を、一つの数字で言い切ることはできない。これまで見てきたように、その効果は、木の大きさ、種類、植える場所、その日の天気によって、大きく変わる。「街を3.5℃冷やす」「エアコン10台分」といった派手な数字は、いずれも特定の条件のもとでの値であり、どんな場合にもあてはまるわけではない。

大切なのは、派手な数字を追いかけることよりも、「なぜ木が街を冷やすのか」「どう配置すれば効くのか」を正しく理解することだ。しくみが分かれば、過剰な期待も、根拠のない不信も避けられる。地に足のついた対策が見えてくる。

派手な数字が独り歩きすると、思わぬ弊害も生まれる。「木を植えれば街は劇的に涼しくなる」と期待しすぎれば、実際の効果が地味に見えて、かえって緑化への熱意がしぼんでしまいかねない。逆に、効果を控えめに、しかし正確に伝えれば、着実な取り組みへの理解が広がる。誇張された期待は、長い目で見れば、良い施策の足を引っ張ることさえあるのだ。だからこそ、地道で正確な理解が大切になる。

そして、QUTのツールのようなAIの登場は、都市づくりのやり方そのものを変えていく可能性を秘めている。これまで経験や勘に頼っていた木の配置を、データにもとづいて最適化する。気候変動で猛暑がきびしくなるこれからの時代、こうした技術は、街を少しでも涼しく、住みやすくするための、心強い道具になっていくのかもしれない。

日本の街にも、応用できるのか

では、このAIツールは、日本の街にもそのまま使えるのだろうか。ここは、少し慎重に考えたい。

QUTの研究が対象にしたのは、オーストラリア・クイーンズランドの郊外住宅地だ。日本とは、気候も街のつくりも大きく異なる。日本の夏は、暑いだけでなく湿度が高い。蒸散が湿度を上げる面を考えると、高温多湿の日本では、木の冷却効果の出方も、オーストラリアとは違ってくる可能性がある。

また、日本の都市は住宅が密集し、街路樹を植えられる空間そのものが限られている。植えたあとの手入れや落ち葉の管理、根が舗装を持ち上げる問題など、現実的な課題も少なくない。海外でうまくいった手法を、そのまま持ち込めばよい、というわけにはいかないのだ。

とはいえ、「街の暑さをデータで見える化し、限られた資源を最も効く場所に配分する」という考え方そのものは、日本の街づくりにも大いに役立つはずだ。気候や街並みに合わせて調整していけば、この発想は国境を越えて生かせる。遠いオーストラリアの研究が、いつか私たちの街の夏を、少し涼しくしてくれる日が来るかもしれない。