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我が山墅は標高１７６０メートルにあります。植物の垂直分布では「亜高山帯」になります。普段の生活ではほとんど意識しないものの、これだけの高度になると 気象学、物理学、化学、医学、植物学、地学・・・はては炊事から健康までいろいろ下界と異なる現象が起きます。そのあたりを「標高の科学」としてまとめま した。 |
↑クリックで項目に飛びます。最初に結論というか総論というか、標高の変化でいろんな数値がどう変化するかをまとめたデータを掲出します。
このあと随所でこの一覧表を使いますので、そのたびにこの場所まで戻っていただくことになります。素人計算の部分もあり、はじきだすのに都合がい
いように我が居場所を1800㍍としたところもあります。とにかく多彩な場面で標高差が関係していることが分かるかと思います。
| 高 度（ｍ） | ①気温（℃） | ②気温（℃） | 気圧（ｈＰａ） | 酸素濃度（％） | 沸点（℃） |
| ３５００ | －７．８ | ７．３ | ６５９ | ６４ | ９１ |
| ３０００ | －４．５ | １０．５ | ７０１ | ６８ | ９２ |
| ２５００ | －１．３ | １３．８ | ７４８ | ７３ | ９３ |
| ２０００ | ２．０ | １７．０ | ７９５ | ７８ | ９４ |
| １８００ | ３．３ | １８．３ | ８１５ | ８０ | ９５ |
| １５００ | ５．２ | ２０．２ | ８４７ | ８３ | ９６ |
| １０００ | ８．５ | ２３．５ | ８９９ | ８８ | ９７ |
| ５００ | １１．７ | ２６．８ | ９５６ | ９４ | ９８ |
| ０ | １５．０ | ３０．０ | １０１３ | １００ | １００ |
※平地（海抜０㍍）での気温 ①１５℃ ②３０℃の場合について標高ごとの温度差を並記。
我が山墅の標高は1760㍍だが1800㍍として計算。小数点２ケタで四捨五入。
山の高さはどうやって測るのか
サイトの亭主がいる場所は「1760メートルである」と何度も書いていますが、こうした数字はどこから出てくるのでしょうか。山の高さは海面からの高さを言います。どの山を
測る場合も同条件で測れるように、基準となる場所が必要です。これが海面です。しかし、波や潮の満ち引きで海面の高さは変わります。また、毎回海からの高さを測かるのは
現実的ではありません。そこで明治時代に、陸軍の測量隊が、隅田川河口の東京湾の海面を測って平均値を出しました。そして、その値を陸地に当てはめた所を基準としました。
東京都千代田区永田町にある日本水準原点がこれに当ります。日本水準原点については次の項で説明します。
山の高さの計測では三角点や水準点という指標が使われます。山頂付近など見晴らしの良い場所に置くのが三角点で、緯度や経度の基準となります。主要な道沿には水準点が 置かれ高さの基準となります。そして、この二つをもとに山の高さを求めます。
このとき一般的に使われるのが三角測量という方法です。「三角函数」という数式を使い、三角形の一辺の長さと、その辺の両端の角度が分れば、ほかの二つの辺の長さが分わかる 仕組みです。水準点、三角点を結ぶ一辺（斜辺）と、その一辺と水平面で作られる角度などを参考に山の高さが求められることは高校で教えられたかと思います。
高度1760メートルというと亜高山にあたります。「亜高山帯」の定義をみると「低山帯と高山帯の間。本州中部では海抜1500～2500メートルぐらい。主に、トウヒ・シラビソ・コメツガなどの高木の針葉樹が生育 する場所」とあります。周りをみるとまさにその通りの植生です。
マラソンはじめ多くのスポーツ選手が高所トレーニングをしています。その理由は後述するとして、だいたい標高１５００メートル前後で実施しているようです。我 が山墅はそれより上にあるわけで、毎日が高地トレーニングと言っていいほどです。
この場所の正確な標高は「１７６０メートル」です。「Google Earth」では「１７６５メートル」と表示されるのですが、アナログ観測の方を採用しておきます。 経緯度でいうと「北緯35度59分29.42秒」「東経138度25分1.45秒」に我が山墅があります。なかでも標高を 知るまでに数年かかりました。国土地理院の「5万分の一図」はまず己の居場所を判読するのが大 変で、等高線を数えてももうひとつでした。カーナビの普及とともに気圧計や温度計さらには高度計を搭載したクルマがふえてからは計器に頼りましたが、誤差が 大きくてよくわかりません。気圧変化を利用したもので、それがアバウトな理由を理解する物理学の知識を得るまでただクビをかしげるばかりでした。
小中高校を大阪の南郊で過ごしました。二上山（にじょうざん）と金剛山（こんごうさん）が毎日見える場所で、ともにハイキングや冬山登山で何度も登ったこと があります。金剛山は奈良県御所市と大阪府南河内郡千早赤阪村との境目にある山です。高山というイメージがあったのですが、この山の標高がなんと”たったの ”「1125メートル」です。母の故郷、山形県米沢市からスキーや温泉で何度も蔵王温泉に行き、樹氷の中に立ったときは南極大陸と見まごうばかりでしたが標高は 「1661メートル」です。関東平野にそそりたつ筑波山（つくばさん）はたかだか標高「877メートル」にすぎません。山墅から見える浅間山の「2568メートル」に はわずかに負けますが、私がいる「１７６０メートル」がいかに高いところか分かっていただけるかと思います。
| 西暦 | できごと | 測量機器 | 西暦 | できごと |
| 1611 | オランダのリッペレイが照準望遠鏡を発明 |  水盛台（水準儀）  平準儀（水準儀）  カール・バンベルヒ 一等水準儀  カールツァイス3型 精密水準儀  ウィルドN3精密水準儀  ツァイス社製Ni002型 自動水準儀  ライカNA3003 電子水準儀 |
1896 | ギョームがインバールを発明、精密水準標尺にも使用 |
| 1640 | イギリスのガャセーニュが照準望遠鏡に十字線を付加 | 1910 | ツァイス社が水準儀に気泡合致式を採用 | |
| 1653 | 品川の玉川庄左衛門・清右衛門兄弟が玉川上水を建設。 水準測量は夜間に提灯を用いて実施 |
1913 | 全国一等水準網の第1回測量を完了 | |
| 1727 | 福田履軒が駿河国吉原駅から富士山の山頂を35.62136町（3847.5m）と測定 （現在の3776mは1926年の測定値） |
1914 | 水準点の成果を決定 | |
| 1800 | 伊能忠敬が全国測量を開始 | 1924 | 一等水準測量にツァイス製3型精密水準儀及びインバール精密水準標尺を使用 | |
| 1807 | フランスのブレストで近代的な験潮が始まる | 1928 | 日本水準点の高さの値を改定（関東大震災による） | |
| 1841 | ドイツのベッセルが楕円体定数を発表 | 1949 | 測量法、同施行令の公布 | |
| 1852 | インドの測量局が世界の最高峰エベレストを8840mと測定 （現在の8848mは1954年の測定値） |
1950 | 西ドイツのツァイス社が自動水準儀を開発 | |
| 1857～1860 | ヨーロッパで最初の測地（精密）水準測量がフランスで行われる。1864年に成果を出版 | 1953 | 一等水準測量にウイルドのN3型精密水準儀及び精密水準標尺を使用 | |
| 1872 | 利根川河口に銚子量水標設置し験潮を開始 | 1969 | 「昭和44年度平均成果」を公表（北海道地方を除く） | |
| 1873 | 隅田川河口に霊岸島量水標を設置し験潮を開始 | 1972 | 「昭和47年度平均成果」を公表 | |
| 1875～1905 | アメリカで最初の大陸横断測地（精密）水準測量が行われる | 1979 | 一等水準測量にNi002型精密自動水準儀の使用を開始 | |
| 1876 | 東京と塩釜間の近代的水準測量を実施した | 1994 | 一等水準測量に電子レベルを使用 | |
| 1883 | 一等水準測量を開始、水準点の設置 | 2002 | 「2002年度平均成果」を公表 | |
| 1884 | 東京湾霊岸島の測位観測から東京湾平均海面を決定 | 2011 | 東北地方太平洋沖地震の発生に伴い、日本水準点の高さの値を改定 関東から東北地方にかけて水準点の成果を改定（「測地成果2011」） |
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| 1891 | 日本水準点を設置 本格的な潮位観測を開始（串本・外浦・深堀・輪島・鮎川・高神の6験潮場を開始） |
（国土地理院のホームページから）
上で紹介した年代史は、人類が「標高」を求めるために如何に苦心を払ってきたかという証しです。
国土地理院のホームページにある「高さを求める歴史」からの丸写しですが、一読
して驚くことは、日本人がいかに早く、世界に先駆けてその測量技術を得ていたかという点です。
例えば、今も東京の中心を流れる玉川上水の建設です。太宰治が昭和23年（1948）、愛人と三鷹で入水したことで有名ですが、この玉川上水を掘削したのは、品川の玉川庄左衛門・清右衛門兄 弟です。２人は今でいう水準測量を行うのに夜間に提灯を用いて高低差を測ったのですが、これが、なんと１６５３年です。太宰が情死したのはそれから２９５年後で、さらに数十年後の現在 も立派に機能していて都民に飲み水を運んでいます。
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| 今も立派に働く「箱根用水」 |
箱根・芦ノ湖の西側には古期外輪山が南北に連なっています。その下を１本の用水（深良用水）トンネルが貫いており、それが、長大トンネルの掘削技術など到底ありそうもない江戸時代に作 られたものであることは、案外知られていません。この用水トンネルが掘られたのは徳川４代将軍家綱の時代です。これを計画した名主、大庭源之丞の熱意と当時の技術レベルの高さに思い を馳せることができるものです。
今も使われているので、トンネル部分は中に入って出来具合を見ることはできませんが、長さは１２８０メートル余りあり、農民の手により両坑口から掘り進められ完成まで約４年を 要しました。そのとき、両方から掘り進めたトンネルの誤差は「1㍍」だったといいますから、この時代としては驚きの測量技術です。
江戸時代前期の1666年に工事開始。1670年に完成し、以降現在に至るまで、裾野市、御殿場市、長泉町および清水町の事務組合である芦湖水利組合により、灌漑用水、生活用水、防火用水、 東京発電による水力発電用水として一帯の人々が利用しています。
また、徒歩で全国を歩き、初めての「日本全図」を完成させ幕府に献上した伊能忠敬が、 全国測量を開始したのが１８００年です。この時代の西洋の年表を見渡してもこれほど高度の測 量技術を持っていた例は見当たりません。玉川兄弟も伊能忠敬も独学で測量技術を身につけて多くの独創的な方法を編み出して「標高」を計測したのです。この年表をみて驚嘆するのはサイト の亭主ばかりではないでしょう。
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富士山の標高のおもな測定値
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富士山の高さ「3776」メートルを「富士山のように皆なろう（3776＝ミナナロ）」、こんな語呂合わせで覚えた人は多いでしょう。富士山の高さを初めて測定したのは、今から３００年 ほど前の江戸時代中期、８代将軍、吉宗の頃です。
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| 剣が峰にある富士山最高峰の標識 |
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| 福田履軒はこのような測量法で高さを割り出した |
それまで富士山の高さは、目測による印象だけで二十五町（約2700メートル）とか九十六町（約１万メートル）ともいわれていただけに、江戸時代の測量で誤差３・７％に迫っていたわけ で、これはたいしたものです。
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| 福田履軒が高さを測った吉原宿（今の静岡県富士市）から見た富士山 |
以上は富士山の標高を例にとって、日本での測量の歩みをサイトの亭主が書いたものですが、それから１０余年後、朝日新聞電子版で同じ趣旨の記事（2020年2月11日）を見つけました。日本水準原点の下りなどダブるところもありますが、新しい「富士山観測史」ともいえるので、以下に紹介します。
2月23日は富士山の日。富士山の標高は一般的には3776メートルとされていますが、より詳しくいうと3775・51メートルです。この「高さ」は昔から何度も測られ、これまで何度も変わってきました。
富士山の高さの観測史 国土地理院の資料によると、江戸時代、伊能忠敬（1745―1818）が測った高さは3928メートル。地上での距離と方位、見上げた角度から計算したとされます。
伊能は日本全国の地図を作る際、遠くから見える目印として日本一の高さの富士山を使っていたようです。三重県志摩市は、伊能が富士山を測量した本土最南端の地です。富士山を望む海岸には、その業績を紹介する碑が建てられています。
伊能忠敬が富士山を測量した地を示す碑 伊能の後も、シーボルトら幾人もの人が計測に挑戦してきました。今知られている3776メートルになったのは、1926（大正15）年の参謀本部による測量です。大まかな原理は伊能と同じですが、正確な高さを求めるため、より厳密な方法が採られました。
日本での高さの基準は東京湾の海面です。実際には海面は潮の満ち引きなどで変動するため平均値をとり、東京・永田町の国会の前庭にある「日本水準原点」を陸上での基点として使っています。この日本水準原点は昨年末、国の重要文化財に指定されました。
明治政府はこの日本水準原点から、主な道路沿いに精密な物差しを立て、その間の標高の差を測る水準測量を繰り返し、まず「水準点」の高さを決めていきました。
この方法は0・1ミリ単位で高さが決まる正確なもので現在も使われています。ですが、ベテランの測定員でも1日に2～3キロしか進めず、手間がかかります。
そこで使われるのが「三角測量」です。三角形の辺の長さと角度の関係を使った方法です。平らな場所で測った2点の間の距離と、その辺に対する次の点への角度を測ると、三角形の全ての辺の長さがわかります。近くの水準点から頂点の一つの標高を決めれば、そこから二つ目の頂点を見上げたり見下ろしたりした角度と距離からこの頂点の標高も決まります。これを繰り返して整備したのが全国の「三角点」で、網の目のように日本全体を覆っています。
国土地理院測地基準課の岩田昭雄課長によると、大正の富士山測量は、標高が分かっているふもとの二つの三角点と、山頂の火口の近くに設けた南北の二つの三角点を使いました。火口の三角点に立てた目印をふもとの三角点から望遠鏡で見て角度を求め、高さを決めたあと、火口の三角点同士で高さの差を調べて結果を確認しました。剣ケ峰にあたる南側の三角点の方が高く、この値が富士山の標高です。
富士山頂。ここの三角点地点が正式な標高 実は、このときの値は3776・29メートルと、今の値より約80センチ高かったのです。しかし、三角点の標石が露出し、火口に崩落しそうになったことから、62年に新しい三角点が3775・63メートルの高さに設置されました。これが今の三角点です。さらに、国土の高さは長年の地殻変動の影響で変わるため、2014年に12センチ低い3775・51メートルに修正されました。
ちなみに、富士山の最高地点はこの三角点ではありません。三角点から北側に12メートルほど離れた岩の塊が三角点より61センチ高く、3776・12メートルとのことです。富士山研究で知られる田代博・日本地図センター相談役は「高さは、どこまで遠い場所から山が見えるのかを知る上でも重要。センチメートルの単位では大して影響はないが、精密に、日本一の『究極』の高さを知りたい」と詳細な標高データの意義を話しています。
国土地理院は今年度から、国土の標高を全地球測位システム（GPS）で測るための調査を本格的に始めました。2024年度に全国で、誤差5センチ以内の計測ができるようにすることをめざしています。ですが、これまでの測量方法の精度は高く、富士山の高さに大きな変化はないだろうとみられています。（杉浦奈実）
世界最高峰エベレストの標高を再計測していたネパールと中国政府は2020年12月8日、最新の標高を「８８４８・８６メートル」と発表しました。中国がこれまで主張してきた標高より4㍍43㌢も高かったことになります。
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| 標高が確定したエベレスト |
標高については従来、米国の全米地理学協会が99年、全地球測位システム（GPS）で測定した結果、8850メートルと発表していました。ただ、中国はこれを認めず、中国独自の地球を周回する衛星を使った全地球測位システム（GPS）などで計測（2016年）したものだと「8844メートル43センチ」と発表、「ネパール側が主張する8848mは間違っている。ネパール政府は間違えを認めるべきだ」などと圧力をかけていましたが、ふたを開けてみれば、中国側の計測の間違いが際立つ結果となりました。中国国営新華社電は「エベレストは地殻変動で毎年数センチずつ隆起するなど、成長し続けているからだ」などとの専門家の談話を伝えるなど“釈明”に追われています。
一方、ネパール側が掲げていた「標高8848メートル」は、1954年のインド当局による測定結果です。両国の主張が違っていたわけは、中国当局が、標高は岩の部分で測定されるべきだと主張したのに対し、ネパール当局は、雪も標高に含まれるべきだとしていたためです。
また、2015年の大地震がエベレストの標高に影響を及ぼした可能性もが指摘されていました。マグニチュード7.8の地震はネパールで死者約9000人を出し、エベレスト登山のベースキャンプに雪崩 被害を引き起こし、少なくとも18人の登山者が死亡しました。この地震で震源地に近いランタン・ヒマールなど、ヒマラヤ山脈の高山が地震後、1メートル近く標高が下がったことが、専門家ら によって報告されていました。
こうしたことから、両国政府は、エベレストの正確な高さをめぐる議論に終止符を打つため、それぞれ国策として数年がかりで測量事業を進めていました。
先行したのはネパールで 2019年5月22日、少人数から成る測量チームと山岳ガイドが、厳しい寒さのなか夜間登山を敢行し、現地時間午前3時にエベレスト山頂へ到達しました。
山の高さは平均海面を基準にして測ります。どこがてっぺんかより、どこが底かを探る作業でもあります。ネパール当局は、ベンガル湾を海面の基準にしていました。インド当局がすでに、ベンガル湾を基 準にしたエベレスト寄りの地点を測量していて、ネパール当局はこのデータの提供を受けたためです。全長250キロメートルにわたって、エベレストが視認できる地点を選んで測量をし 、データを統合ました。
ネパール測量隊は測定にGPS技術とセオドライトによる測量の両方を採用しました。ネパール測量隊のリーダー、キムラル・ガウタム氏は、エベレスト山頂で測量機器を設置中につま先を凍傷 で失いましたが、4人のメンバーとともにエベレスト山頂にGPS装置を設置、さらに地中探知レーダーを使って岩の上に積もった雪の深さを測定、また、エベレストの山頂が見える8カ所の地点 では、別のメンバーが最新式のレーザーセオドライトとともに待機し、大気が最も澄む日の出に合わせて計測を行ったといいます。「過去のエべレストに関する調査と違い、日中の太陽光による誤 差を最小限にするため、午前3時を選んだ」と述べています。
※セオドライト(theodolite) 従来から使われている、水平面、垂直面における角度を測定するための精密光学計器。
現地調査を終えたネパールの測量局が2019年に発表する直前、国際問題に巻き込まれます。2019年10月に中国の習近平国家主席がネパールを公式訪問した際に、両国は再計測で協力し、合同 で結果を発表する、との合意文書が交わされたためです。
このため、ネパールによる計測結果の発表は延期され、この間に中国の測量チームは2020年春、中国側から測量を実施し、中国独自の衛星測位システム「北斗衛星網」を使って標高を計 測するまで待たされることになったのです。
中国測量隊は今回、中国の人工衛星によるナビゲーション・システムを利用。アメリカが所有するGPSのライバルとされているものです。「このシステムは、雪の深さ、天候、風速を測定し、氷 河のモニタリングや生態系の保護にも活用できる」と、中国国営の新華社通信は伝えています。中国の測量は東部・山東省に面する黄海の海面を基準にしたものです。
ただ、最新の測定機器を使っても、これは地上での頭脳作業に過ぎません。どうしても誰かが実際に山頂に行き実測する必要があります。このためネパール測量隊の1年後、中国測量隊は 2020年5月に登頂しました。その後、新型コロナウイルス対策で登頂が禁止されたため、中国隊は、2020年に山頂に立った唯一の登山隊となりました。
今回発表された計測結果には、両国ともに強い自信を見せています。しかしガウタム氏は、こう言っています。「どんなに正確を期したとしても、わずかな誤差は避けられません。地図作製において、正確な 点や標高を見つけることはできないからです。ですから、私たちは最も正確に近いと思われる値、つまり最確値を出したにすぎません」
【エベレストの標高計測の歴史】▽エベレストが世界最高峰の山であることがわかったのは、1850年頃だった。インド亜大陸を測量して地図を作製していたインドの数学者・測量技師のラーダナート・シックダールが1856年に、当時「ピーク15」と呼ばれていたエベレストの標高を「三角測量」で測定し、「８８４０㍍」とした。
その当時の限られた技術で現在値に近い標高を算出したのは驚異的だ。三角測量は、数学の図形の知識を用いて、2つの地点の間の距離を測る方法で、現在でも一般的。 以降、エベレストの正確な高さを計測するために、その時代における最先端の技術を使って測量が行われてきた。
▽その百年後の1954年、インドの調査グループが「セオドライト」という、二点の間の角度を精密に測ることができる装置を用いて、再び三角測量による測定を行い「８８４８㍍」という値を出した。この数字が、現在まで一般的によく認知されていて多くの地図に掲載されている。
セオドライト装置もそうだが、三角測量は古代から現代に至るまで主要な測量方法として世界中で用いられてきた。しかし、1980年代、人工衛星の登場により、測地学は大きな転換点を迎える。現代では当たり前の技術となったGNSS（全地球衛星航法システム）である。改めてＧＮＳＳで世界各地の山の標高が測り直され始め、上の項「全国８７の山の標高が一夜にして変わる」で紹介したように、日本でも、2014年に87ヵ所の山の標高が一斉に更新された。
（※ GPSという言葉の方が一般的だが、人工衛星による測量の技術はGNSSと呼ばれており、GPSというのはアメリカが運用しているGNSSの固有名詞。日本にも「みちびき」という名前のGNSSがあり、国内の測量に使われている）
▽1999年に、地図製作者で冒険家のブラッドフォード・ウォッシュバーンは、初めてGPS技術を用いた計測を行い、エベレストの標高を「８８５０㍍」とし、2005年にも中国が測定したが、いずれも誤差の問題が指摘されていて、結論を出すため今回のネパール、中国両国の測定となった。
冒頭で亜高山の定義に「海抜」を使いました。「標高」とどう違うのか、と疑問に感じる人もいるかと思います。 国土地理院の定義によると、
「標高」
水準点を基準に測定した、その土地の高さ（鉛直方向の位置）のこと。
「海抜」
標高の測り方のひとつで、平均海面を基準（０メートル）として測った標高のこと。
以前は標高と海抜を使い分けていました。現在でも地図や看板に両方が混在しています。例えば、下記で「標高を知る方法」でマピオンの地図情報を紹介していますが、 ここでは「この地点の標高：海抜〇〇ｍ」と、両方が使われています。
測量上の基準地点である「水準点」からの高さを「標高」と言うのに対して、「海抜」というのは「平均海面」からの高 さです。海面は風や月、太陽の動きによってたえず変動しているため、長い年月連続的に観測（験潮）した結果の平均を「平均海面」といいます。「平均海面ゼ ロメートル」からの高さが「海抜」です。
現在は、平均海面を０メートルとして水準原点の標高を定義しなおしたので、結局、「標高＝海抜」となり、正式には海抜ということばを使わなくなりました。し かしいろいろな地図を見ても分かるとおり、両者は混在していますが、そのうち淘汰されるでしょう。
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| 水準点と標高のはかり方 |
標高の原点、震災で２．４センチ下がる
国土地理院は2011年10月18日、東日本大震災で、東京都内にある日本の標高の原点が２．４センチ低くなり、２４．３９メートルになったと発表した。数値 の変更は大正１２（１９２３）年の関東大震災以来のこと。また国内の測量の基準点である日本経緯度原点（東京都港区麻布台）も２７センチ東にずれたと発表した。標高の原点は法令で「日本水準原点」として定められ、東京・永田町の憲政記念館内にあり、震災前の原点の標高は２４．４１４メートルだった。震災後に測り直した結果 は２４．３９メートル。湾内の平均的な海面の高さが変わらなかったため、地盤が２．４センチ下がった。関東大震災では８．６センチ下がった。標高は東京湾の平均的な海面か らの高さを基準としているので、原点数値の変更と連動して、山などの標高が変わることはない。（新聞各紙）
水準原点は小豆島産の花崗岩の石造りで軒高4.3メートル。この中の原点標石に水晶板が埋め込んであります。､この水晶板の目盛ゼロの線（法令では「零分画線
の中点」という）が基準となります。この「日本水準原点」は、東京都千代田区永田町１-１ の 国会前庭北地区内（憲政記念館付近）にあります。
ローマ風神殿建築にならいトスカーナ式 オーダー（古典建築の構成原理）をもつ本格的な模範建築で、建物正面には「大日本帝国」「水準原点」の凝った文字が
右から横書きで書かれてあり、「大日本帝国」の文字が残っている建物としても貴重とされ、東京都指定有形文化財（建造物）に指定されています。
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| 国会前にある日本水準原点 |
この「日本水準原点」に基づいて全国の主要な国道・県道沿いに約２キロメートルごとに２万点の水準点が設置されています。これを基準にして２点間の高さの差を求 めるもので、微少な地殻変動の調査などにも使われる精度の高い測定方法で「水準測量法」といいます。日本中の標高はこの水準点を元に水準測量されたものがその 土地の高さとなります。
このほか、標高を測定する方法は、全国に設置されている三角点を使い、複数の三角点から見たときの水平面からの角度と距離で標高を求める方法や 現在では人工衛星を活用して緯度・経度、高さが測定できる全地球測位システム（ＧＰＳ）を使う方法も利用されています。
上でＧＰＳの利用が進んでいることを書きましたが、いよいよ本格的に水準点測量からＧＰＳに移行する時代に入りました。以下は2012年末の新聞発表です。土地の水準測量にＧＰＳ活用へ（2012年12月18日）
国土地理院は、土地の「標高」を正確に測る水準測量にＧＰＳ装置の活用を認めることを決めた。宅地の造成工事などで測量にかける時間や人件費の大幅な削減につながり、東日 本大震災の被災地の復興工事でも役立つと期待される。
GPSの本格的利用が始まった 宅地の造成工事や堤防などの公共工事で設計図面を作る際に必要な土地の「標高」の情報は、全国に１万４０００か所ある「水準点」と呼ばれる地点から数十メートルずつ測量を 繰り返す水準測量で出している中には工事の現場が最寄りの水準点まで数十キロ離れ測量に１０日以上かかる場合もあり、復興が急がれる東日本大震災の被災地などでは、時間の短 縮と経費の削減が課題になっていた。
国土地理院は、市販されているＧＰＳ装置の精度が上がって誤差が数センチと高性能になっていることから、装置の活用を認めることを決めた。ＧＰＳ装置を使うと、水準点から 測量を繰り返さなくても数時間で標高を出すことができるようになる。国土地理院は、具体的な測量マニュアルを今年度中に整備する予定で、担当の後藤清専門調査官は、「測量 にかける時間と人件費の大幅な削減につながり、東日本大震災の被災地の復旧工事に役立てるよう準備を急ぎたい」と話している。
理科の実験で学んだことですが、100センチの水銀柱を引っくり返したとき、上部に真空部分を残し（トリチェリの真空）76センチで安定しますが、このときの圧力
が「1気圧」です。この76センチから、１気圧は「760mmHg」（760ミリメートル エイチジー。Hgは水銀の化学記号）とか「760水銀柱ミリメートル」とか表記され
ます。
「トリチェリの真空」が出たところで、そもそも「真空とはなにか？」ということに触れます。
「真空」とはどんな状態か？ それが明らかになったのは17世紀のことだった。古代ギリシアの哲学者デモクリトス（紀元前470頃～紀元前380頃）は原子論において「万物は原子と空虚（真空）からできている。そのほかには何もない」と主張した。
つまり、あらゆるモノは何もない空間（真空）のなかを動き回る無数の原子でできていると言うのだ。しかし、当時、原子の存在はおろか真空の存在も原子論者の頭のなかにあっただけで、その存在を示すことはできなかった。原子論を支える真空の存在は、「自然は真空を嫌う」と一蹴された。
「自然は真空を嫌う」という視点から、ストローでコップの水を飲むことを考えてみよう。ストローを吸ったからといって、ストローのなかが真空になるわけではない。真空になりそうなときに、コップの水がその空いた場所を埋めて上がってくるので水を飲めるというわけだ。「20メートルの長いストローで、20メートルの高さからコップの水を飲む」ことも可能になる。
ところが、鉱山では深い場所に湧いてくる地下水をくみ出さないと鉱石を掘り出せないのだが、手押しポンプで地下水をくみ出すときに不思議なことが起こっていた。深さが約10メートルを超えると水をポンプでくみ出せなくなってしまうのだ。
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| トリチェリ |
1643年、トリチェリは水の柱の代わりに、同じ体積で水よりも13.6倍も重い水銀を使って実験をした。一端を閉じたガラス管に水銀をいっぱいに入れて、空いている他の端をふさぎ、閉じている方を上に立ててから下の口を空けた。すると、ガラス管の水銀は液面から約76センチメートルの高さにストンと落ちた。これは、一気圧で支えられるのが、水銀だと76センチメートルであることを示している。水銀が入っていたガラス管の上部に空間ができるが、そこにはもともと水銀があったので、空気はない。真空ができたのだ（ただし現在の科学からすると、少量だが水銀の蒸気がある）。
これが水銀ではなく水ならば、1気圧でその13.6倍、つまり約10メートルを支えられることになる。1647年、現在は「圧力」の単位に名を残している24歳のブレーズ・パスカル（1623～1662）は、長いガラス管と水で実験したという。
この実験では、ホースの一端を水の入ったバケツ内に入れ、ホース内を水で満タンにする。もう一端はゴム栓でふさぎ、針金できつくしばり、階段を利用してホースを持ち上げる。12～13メートルの高さから降ろした糸にゴム栓の一端をしばりつけて、糸を上げていくと、9.9メートルのあたりから上部はつぶれてしまう。
観察すると、水のなかに少し泡が上がっている。空気は圧力が高いほど水に多く溶けているので、低圧になって溶けていられなくなった空気が出てきたのである。つぶれたビニールホース上部には、溶けていられなくなって出てきた少量の空気と水蒸気（飽和水蒸気）が残るが、真空に近い。
ここで、「真空は存在する」という立場から、ストローでコップのジュースを飲むことを考えてみよう。コップの水面には一気圧がかかっている。ストローを吸うということは口のなかの圧力を下げることである。つまり、口のなかの圧力より一気圧のほうが大きいので、「一気圧」に押されたジュースが口に入ってくるということである。
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| 馬16頭で引っ張りあった 「マクデブルクの半球」の実験 |
ゲーリケは1654年に行った公開実験「マクデブルクの半球」によって科学界にその名を知られるようになった。神聖ローマ帝国皇帝フェルディナント3世や国会議員の前で行ったこの公開実験には、多くの見物客が押し寄せた。
縁がぴったりと合う2つの大きな中空（内部がからになっていること）の銅製半球をくっつけて、真空ポンプで内部の空気を抜く。それぞれの半球には馬８頭ずつがつながれている。ゲーリケが合図をすると馬たちは反対の方向に引っ張り合った。しかし、どんなに馬にムチを入れても半球は離れなかった。馬を解いた後に、半球についていたレバーを開けるとシューッという音がして空気が半球に入り込み、半球は自然に2つにパッと割れた。
2つの半球をくっつけて真空にした球には外から大気圧がかかる。大気圧の大きさは1平方センチメートルあたり約1キログラム（1平方メートルなら約10トン）の重さだ。球のなかは真空で圧力はないが、外からそれだけの圧力がかかっているため、離れなかったのだ。（2021.5.15 ＪＢpress 左巻 健男）
【トリチェリの真空 】
トリチェリの真空
トリチェリが行った実験は「真空」が発見され、それが証明された瞬間だった。筒の中の水銀が徐々に下がって高さが 760mm になったところで止まり、上の部分は真空になることを発見したのだ。この「760mm 」は大気圧と水銀の重さがつり合った状態であり、空気による圧力、大気圧によって液体が押されているのだという結論に達した。同時に、水銀柱の高さは 日々微妙であるが変化することも発見した。また、水銀柱のある場所によっても変わることも分かった（このため水銀気圧計の発明者ともされている）。
この真空部分は「トリチェリの真空」と呼ばれ、1気圧＝760Torrと表記される。圧力の単位トル（Torr」）はトリチェリの名前にちなむ。
水銀柱の高さをミリメートルで測り、それで気圧を表わす方法は、今でも血圧測定にその風習が残っている。血圧が100とは、100mmHg（100水銀柱ミリメートル）の ことである。
同時に気象学では海面上での標準の大気圧、1気圧は「1013.25hPa」（hPa＝ヘクトパスカル）と表記されます。この数字は水銀の密度と重力加速度からはじき出さ れるものですが、複雑なので計算式は省きますが、１平方メートルあたり「1.01325×105Pa」という圧力になります。これは１平方メートルあたり１０トンほどで、 人間誰しも巨大な重さに耐えているわけです。誰も意識しませんが。
この「Pa」はパスカルと読み「パスカルの原理」にちなむ単位です。かつて圧力はbar（バール）という単位で表していました。気圧はその1000分の１のm（ミリ）を 用いて、mb（ミリバール）という単位を使っていたのですが、国際単位を使う取り決めから日本においては、1992年12月1日からミリバールと同じ値になるヘクトパ スカル（hPa）に置き換えられました。「ヘクト（h）」というのは100倍を表す接頭語で、「１Pa」の100倍が「１ｈPa」です。
大気圧は高度や緯度によって変化します。大気圧は上方の空気の重みを示す圧力ですから高所へいくほど低下します。どんどん高度を上げると、宇宙飛行士が大気 圏を脱出して行き着く無重力の世界です。
高度上昇と気圧低下の比率は計算できます。低高度では概ね10メートル上がるごとに1hPa下がります。高度5500メートルでは地上の半分になります。エベレストなど 8000メートル級の山でベテラン登山家があえいでいる映像を見ることが多いですが、下界より気圧が4割ほどしかないわけで酸素も比例して下界の4割、どれだけ苦 しいか分かります。
以上の物理学を利用して、現在地の気圧が分かれば標高が算出できます。逆に標高から現在地の気圧を求めることも出来ます。これを利用したのが「高度計」です。 身近なところでクルマや腕時計に付いています。高度は英語で「Altitude」、高度計は「Altimeter」なので計器には「ALT」などと表示されているかと思います。 デジタルでリアルタイムで刻々と表示されますが、以下の複雑な計算式を行っているのです。
【気圧から標高を知る】高度が上がれば気圧が下がる。その下がる比率は一定だ、とすると一定の数式が成り立ちます。物理学の授業ではないので、どうしてこの式になるのかの過程は 省き、結論だけ記します。
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| 気圧から標高を知る数式 |
電卓片手にはじき出すのも楽しいかもしれませんが、複雑で頭痛を起こしそうです。しかしよくしたもので世はネット時代、この複雑な計算を無料で引き受けて くれるサイトがあります。高度計がついた腕時計などを販売しているカシオが提供している「高精度計算」です。クリック一つで計算してくれます。
【標高から気圧を知る】逆に、現在いる場所の標高が分かれば、気圧が分かります。これも下記のような複雑な計算式です。
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| 標高から気圧を知る数式 |
これも、同じく上のサイトでたちどころに計算してくれます。
高度による気圧の変化を利用した高度計は私のSUVにも付いていますが、誤差が大きくてあまり使い物になりませ ん。いつも山墅に着いたときにみるのですが、実測1760メートルの標高に対して50～60メートルの違いが出ています。
これは高度により空気の密度が異なるため、高度上昇に対する気圧低下の比率が一定ではないことに起因します。大雑把ですが標高0㍍から1000㍍までは1hPa変動す ると高度計では9㍍、標高1000-2000㍍では10㍍、標高2000-3000㍍では11㍍、3000㍍以上では12㍍変動します。
誤差が生じるもうひとつの要因ですが、そもそも毎日、高気圧や低気圧の接近で気圧が変化しているためです。高気圧に覆われた晴天の日と低気圧が通過した場 合ではかなり違います。分母となる気圧が変化すれば違いが出るのは当然で、高度計が毎回違う数値を示すのはこうした理由からです。計器の数値は「だいたいの目安」くらいに考 える方がいいでしょう。
我が山墅は高度1760メートルにあります。一方、東京で私がいる場所は世田谷区です。国木田独歩が描いた「武蔵野」台地は現在の渋谷近くまで伸びていました。 ですから、ここは武蔵野の東の端に位置しているということになります。台地なので標高で３９メートルほどです。自分の居場所の標高を知る方法は次の項を見て ください。計算上めんどうなので東京湾上、高度０メートルの東京を出発するとします。そこが標準の「1013.2hPa」だったとすると、「高度1700 ㍍で824.9hPa」、 「1800㍍で814.9hPa」 と下がっていきます。冒頭の一覧表参照。高度計はその「hPa」から高度を出すのですが、上述のように気圧が変化する要素が多いので、誤差が出ます。途中の道路わきなど に実際の標高が出ている場所を見かけたらこれで頻繁に修正する必要があります。
さらに気温も関係します。高度計が、標高100㍍を示しているときの実際の高度は、真冬（0゜C)では 約 96㍍くらいですし、真夏（25゜C) だと約105㍍といった誤差 が出ます。計器の誤差が大きいわけです。
東日本大震災後、みんな「海抜」に敏感になった
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| ゼロメートル地帯に付けられる海抜表示。 |
名のある山や峠には標高が表示されていますが、その途中の山腹、丘陵地帯の標高や市街地などで自分がいる場所の標高はどうして知ることができるでしょうか。いくつかの方 法があります。自分が住んでいる土地の標高は、市区町村の役所で分かります。管轄区域の高低を知ることは土木工事に必須ですから把握しています。しかし、こ こでは「自分で調べる」ということにこだわってみます。
①国土地理院の二万五千分の一地図を使う |
| 「ウォッちず」でわが山墅の標高を出すと‥ |
「ウォッちず」（クリックで都道府県別日本地図が現われます。求めたい地点まで拡大していきます）
意外に知られていませんがクリック一つで日本全国の「２万5000分の一」の詳細な地図が手に入ります。大変便利で他にも使えるので上のURLを覚えておくといいでしょう。これで標高を知るには、拡大していって知りたい場所で画面下の山型マークをクリックすると左下に経緯度とともに標高が出ます。
ここで少し説明が要ります。写真を見ればわかるように、最後に紹介している「地理院地図」と同じじゃないかと思われる方もいるかもしれません。画面で活断層の表示など別窓がある以外ほとんど同じです。この項を書き始めたときは標高の表示など出ず、等高線をたどっていくしかありませんでした。その後ＩＴ技術の進化もあり、国土地理院がいろんな種類がある地図をできるだけ統合しようと試みる中で発展しているということがあります。似ているけど発展過程が違うのでこうしたことも起きます。「ウォッちず」も将来は他と統合されるということもありえます。
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| 地図上を右クリックで写真のような画面が出る。 いろんな情報の最上段に海抜表示が出る。 |
ネットではいろんな地図サービスがあります。このうち、標高が出るものがあります。他にもあるのかもしれませんが私が知るのは、Mapion（マピオン http://www.mapion.co.jp/map/japan.html）です。
「マピオン全国地図」（クリックで都道府県別日本地図が現われます。求めたい地点まで拡大していきます）
マピオンはGoogleと提携していて、地図上で知りたい地点を表示して、右クリックすると現在地の情報が出るのですが、この中に緯度経度などの数値と一緒に「海抜」表示があります。それも「この地点の標高：海抜〇〇ｍ」と標高と海抜の両方が表示されています。”本家”のGoogleのストリートビューには海抜は掲出されないので、マピオン独自のプログラムです。
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| 地図上にこういう形で標高が出る。 |
こんな親切なサービスを提供してくれている「Topocoding API」とは何だろうと調べてみましたが、どういう団体かよく分かりません。APIというのは人様の プログラムを使って自分のPCに取り込む技術を表わすIT用語で、どうも地図の有効利用を研究しているところのようです。
Topocoding API （http://topocoding.com/）
④Google Maps 標高 (SRTM版)を利用する皆さんはスマートフォンやパソコンで「Google Earth」を使い慣れているかと思います。とにかく優 れもので、衛星写真をもとに立体表示から、ストリートビュー、位置通報にいたるまで現在利用されている地図ツールのほとんどがこの情報が 基になっているもので、警察のパトカーもこれで駆けつけてくるほどです。
余談ですが神奈川県警の新庁舎が出来たとき、最上階に通信司令室が作られました。今も下から見えますが、円盤状の張り出しがある部分です。このとき新聞社の横浜総局長をしていたので 招かれたのですが、広報の説明は「すべてのパトカーの現在地がボードに表示され、その誤差は１５メートル」というものでした。このころ福島県の親戚のところに行くのに、クルマの カーナビは海の上を走っていたくらいで、その精度に大いに感心したものです。現在は複数の衛星からのGPS電波で計測でき誤差は1メートル以内です。
「Google Earth」は無料でダウンロードできますから、パソコンに取り込んでおくといいと思います。いろんな場面で役立ちます。この機能を使うため には、まず公式サイトからGoogle Earthのソフトをダウンロードする必要があります。 ダウンロードに成功すると下のような「Google Earth」のフロントページになります。
 このような画面になる |
以前は知りたい場所で右クリックするとそこの標高が掲示されました。しかし現在では標高は掲示されません。標高専門の「Google Maps 標高」 (SRTM版)（http://wisteriahill.sakura.ne.jp/GMAP/GMAP_ALTITUDE/index.php）というサイトにいかなければなりません。使い道によって地図の分化が進んだためだと思います。
Google Maps 標高 (SRTM版)（クリックで日本地図が現われます。求めたい地点まで拡大していきます）
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| Google Maps 標高 (SRTM版)での八ケ岳の我が山墅の表示。 赤い十字の場所の標高が出る。我が山墅は「1768m」と出る。 |
使い方ですが、赤い十字を知りたい場所までドラッグスクロールしたり、住所や緯度・経度で移動すると、この十字の位置の標高が表示されます。インフォメーションの住所をクリックすれば、十字の位置の住所が表示されます。
⑤一番のおすすめ。国土地理院の「地理院地図」この「標高の科学」をアップしたのは2011年2月16日です。それから１か月もたたない3月11日に「東日本大震災」が発生しました。大津波は福島原発で１８メートルにも達し、浸 水によりすべての電源が失われてメルトダウンに至り、宮古では津波は行き止まりの崖などでは43メートルも駆け上がりました。一方、沿岸部では大地震により地面は７４センチ沈下しました。
それ以来このサイトのアクセスが跳ね上がったのがアクセス解析でわかりました。もともとは自分が暮らす山墅の標高を知りたいと思ってはじめたコーナーですが、大震災で自分 の土地がどれくらい津波に耐えられるか知りたい人が殺到したのです。サイトの亭主はこの心配は良く分かるので細部にわたる更新を心がけてきましたが、大震災から1年３か月た った2012年6月21日から国土地理院が「標高がわかるＷｅｂ地図」というサービスを始めました。
東日本大震災による津波被害を機に、全国の自治体で、街頭に標高を表示する試みなどが始まっている。自宅や勤務先などの標高を知りたいという住民の要求に応える一つの方策 として、インターネットを通じて、知りたい場所の標高を数字で表示できる「標高がわかるＷｅｂ地図」をこのほど国交省の国土地理院（茨城県つくば市）が試作、公開した。
標高値は、その場所の経緯度の情報を用いて、国土地理院の「基盤地図情報数値標高モデル」を用いて計算。経緯度で示される位置に最も近い四つの標高点の値をもとにその場 所の標高を計算する。この「標高モデル」は４種類あるが、全国の主要沿岸部、都市部、主要河川等などを、最も精度が高い航空レーザー測量による「５メートルレーザモデル」 がカバー、標準的な偏差は３０センチ以内。ただし、表示される標高は構造物（建築物、架橋などの）の高さを反映せず、局所的に起伏の激しい場所（切土、盛土）では必ずしも 実際の標高とは一致しないこともあるという。（新聞記事）
「地理院地図」での八ケ岳の我が山墅の表示。
「標高がわかるＷｅｂ地図」は操作性、精度とも画期的なもので、その後「電子国土Web.NEXT」などネット上で各自治体の防災取り組みなどへ実験を経て、2014年10月に両方 とも「地理院地図」に統合されました。
試しにこちらのリンク先での我が山墅の標高表示画面を右に掲げましたが、前の道路がかなり傾斜していることもあり、門柱のある場所と敷地の西端とでは高さが少し違います。 その誤差をきちんと「１メートルずつ」違って表示するほど精密なものです。
国土地理院の「地理院地図」
地理院地図（クリックで日本地図が現われます。求めたい地点まで拡大していきます） |
| 標高、経緯度などの出し方の説明（国土地理院HP) |
私は東京都世田谷区にいますが、試しにここの住所を入力してみると②の方法では標高「３３メートル」と出ます。一方ほかのものでは「３９メートル」と出ます。この６メートルの誤差 はどうして出るのか、素人考えですが、こういうことではないでしょうか。
ストリートビューは３６０度カメラを積んだクルマが各地を実際に走って撮影しています。このとき上で紹介したように気圧差を利用した高度計を使っていて、そ の数値が記録されているのではないか。一方、他の標高表示のあるMapは、同じグーグルでも衛星写真やＧＰＳからはじき出した数値なのではないか。
そういうわけで、気圧差による誤差は大きいと書いたとおり、我が居場所の標高は「３９メートル」としておきます。違っていたらまた報告することにします。
標高についていろいろ説明してきましたが、ここでもう一歩すすめて「ジオイド」と「標高」について説明します。標高についてさらに科学的に定義するなら、表題のようになります。ジオイドについては国土地理院のホームページの「ジオイドとは」にたいへんわかりやすい説明があったので、丸写しすることにします。
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地球は、自転による遠心力の影響で、極（南北）方向に比べて赤道方向が少し膨らんだ回転楕円体*（半径比で約1/300）に近い形をしています。地球上のすべての物体には、地球の引力と自転による遠心力の二つを合わせた重力が働いています。水などの流体は、重力によって移動し、重力がつりあう場所に落ち着きます。
水が重力だけを受けていると仮定すると、その水が地球の表面で落ち着いたときにつくる面を、測地学や地球物理学では、「重力の等ポテンシャル面」、測量分野では「水準面」と呼んでいます。この「水準面」は、すべての場所で重力の方向と直交します。川の水は重力の影響を受けて水準面の高い方から低い方へ流れます。このように、高さの高い、低いは「水準面」で決まっています。
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| （図ー1 ）回転楕円体 |
地球の表面にある地形には、8,000ｍを超える山や、10,000ｍよりも深い海溝といった大きな起伏があります。また、地球の地殻構造は不均質で、そのため地球の引力（ひいては重力）はこの不均質を反映して場所によって変化します。「ジオイド」にもこれに応じた起伏があり、「ジオイド」の起伏ともっとも良くあう回転楕円体と比べたとき、「ジオイド」の凹凸（回転楕円体から測った垂直高）は最大約±100ｍに達します（図－１）。日本では、「GRS80楕円体」を回転楕円体として採用しており、この楕円体からの「ジオイド」までの高さを「ジオイド高」としています。この高さは基準となる楕円体によって変わります（図－２）。
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| （図ー２ ）ジオイド高 |
* 日本で採用している回転楕円体「GRS80楕円体」は、地球の形状、重力の定数、角速度といった地球の物理学的な状態を表す値が定義されており、計算式を用いて地球をもっとも正確に表現することができます。
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地球は細かく複雑に歪んだ“セイヨウナシ”の形をしていて、最大で約85mの突出と約105mの凹みを持って「います。このジオイド面の相対的高さ（差）を「ジオイド高」と呼びます。
標高＝楕円体高ージオイド高という数式が成り立ちます。知りたい場所のジオイド高を求めるには、同じ国土地理院のホームページに「ジオイド高計算」というのがあり、複雑な計算をたちどころにはじき出してくれます。上で「自分のいる場所の標高を知る方法」で国土地理院が提供する日本地図上から目的の場所の上でクリックすると標高が出ることを書きました。同じ地図ですが目的地の上でクリックすると「ジオイド高」が出ます。
ちなみに我が山墅のジオイド高は「４３．９９０３ｍ」でした。上の数式で右辺のジオイド高を左辺に移すと「楕円体高＝標高＋ジオイド高」になります。我が山墅の標高は「１７６５ｍ」なので、この場所の楕円体高は「１８０８．９９ｍ」ということになります。
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重力点、重力の観測同じ地球上でも場所によって重力の大きさ（重力値）が異なっています。それは以下のような理由からです。 〇測定点の標高が場所ごとに異なっていること 〇周囲の地形の影響が場所により異なっていること 〇地球が完全な球形ではなく、回転楕円体のような形状をしていること 〇自転による遠心力が緯度により異なっていること 〇地球の内部構造が一様ではないこと
正確な標高を出すことや地球のゆがみなどを知るため、重力の測定が重要になります。重力の測定は第二次大戦以前から大学や測地学委員会などで行われていましたが、国の測量機関としては戦後発足した地理調査所の時代からです。地理調査所では重力の国際比較測定を千葉・ワシントン間、東京・メルボルン間でも実施しています。第二次大戦後設置された重力点は重力の地理的な分布を明らかにするため重力測定を行なう地点を特定します。地図作成には関係が薄いようですが標高を正確に求めるために必要なジオイド面を決定するのに重要な役割をもっています。標識（金属標）の形状は測量法施行規則では「水準点に代わる標識」として定められています。しかし国土地理院では既設の水準点の位置で重力測定をすることが多く、「重力点」としては大学や空港など特定の場所でしか見ることができません。
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| 北大にある一等重力点 |
このほか、つくば市にある国土地理院の重力測定棟の地下、箱根宮ノ下の富士屋ホテルにある「花御殿」という建物１階、屋内プールの裏、国立科学博物館地球館、東京大学、羽田空港国 内線旅客ターミナル、岐阜県不破郡の関ヶ原中学校の校庭にある京都大学関ケ原重力測定点、京都大学理学部、伊丹空港の建屋最北端にある到着ロビーなどにも重力点があります。
重力測量をわかりやすく解説した動画上で述べたように正確な「標高」を出すためには重力測量が欠かせません。なぜ重力を観測するのか、どんな方法で行うのかなどを国土地理院の 重力測量の専門家がわかりやすく解説している動画があるので下で紹介します。
(つくば研究学園都市コミュニティケーブルサービス（ACCS）がつくった番組「つくばde科学」（平成29年11月20日放送） で放送されたもので、国土地理院のＨＰでもリンクされているものです。)土地の高さを示す標高の決め方について、国は、2018年、これまでの手作業による水準測量から、人工衛星などを使ってデータを得る方法に変えることを決めました。新方式は2024年から一般の運用開始を目指しています。
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| 従来は「標尺」というものさしで標高を 測定していた＝国土地理院提供 |
新たなシステムでは、まず標高を正確に算出する上で必要となる重力データを全国各地で航空機を飛ばしながら測定。その上で測定したい場所に機器を持った人が出向き、ＧＰＳ衛星や 準天頂衛星「みちびき」から電波を受信する「電子基準点」（経度などの基準になり、全国に約1300カ所ある）との位置関係をはかります。そのうえで、地球の持つゆがみを重力データを 基にして補正することで、正確な標高を迅速に計測できることになります。
標高の測定は測量法により厳格に基準が定められています。正確な標高を求めるには水準測量のほかに、重力値というものを加味する必要があります。これまで難しかった精密な重力データ の測定ができるようになり、実現のめどが付きました。これまで測量は最低４人が必要でしたが、新しいシステムであれば現場に派遣するのは１人だけですみます。さらに各地の測量に年単 位の時間がかかる問題も、この方法で大幅に短縮することができます。
例えば、災害の復旧工事などでは土木工事を進めるのに標高データが欠かせませんが、地震などで水準点が壊れ、新たに水準点から測り直すこともありました。2016年の熊本地震の際は 水準点を新たに測り直すために約４カ月を要しており、道路の復旧工事の妨げになったのですが、新システムなら１カ月程度で復旧できます。また現在では山岳部など険しい場所では標 高を測定できる場所が限られていましたが、この方法ではほとんどの場所で可能になるといいます。
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以上は新聞発表ですが、上述の項目で、標高について説明する中で、ＧＰＳや重力点について縷々解説してきました。今回の標高の決め方を変えるに至った理由は、実はこのＧＰＳと重力 測定の２点で、より精密に計測できるようになったことと関係しています。科学の進歩はめざましく、このホームページでも何度も加筆、修正の必要に迫られました。
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| 準天頂衛星「みちびき」（イメージ） |
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| 日本上空を通る準天頂軌道 （非対称8の字軌道） |
準天頂衛星システムは、日本のほぼ天頂（真上）を通る軌道を持つ人工衛星を複数機組み合わせた衛星システムで、常に1機の人工衛星を日本上空に配置することができます。人工衛星が ほぼ真上に位置することで、山間部や都心部の高層ビル街など、見通せない場所や時間帯でも、準天頂衛星の信号を加えることによって、正確な測位ができるようになります。
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| 精密な位置情報でできること |
ＧＰＳから得られる精密な位置情報、標高はカーナビ以外にも待望されています。現在、開発競争が繰り広げられているクルマの自動操縦、農業でのドローンによる種まき、消毒 を畝（うね）ごとに正確に行う農業機械の運転、建設機械の操縦、二次災害のおそれがある災害現場での重機操縦、犯罪対策に欠かせません。これらは二次元の話ですがＧＰＳは同時 に三次元の測定も可能で、「高さ」にも生かされます。精密なＧＰＳの登場で標高も誤差２センチで計測されるようになりました。この計測に加えて、さらに重力差の数値で補正 を加えることで、「正確な標高」が出せるようになったのです。
「みちびき」について北朝鮮などはスパイ衛星と非難していますが、ある意味で当たっています。朝鮮半島はじめ極東の地形も正確に測定しますから、ミサイルなどの構築物も「高さ数センチ」 で判別できます。
人工衛星で樹木の高さを測定日本の準天頂衛星システム「みちびき」を使えば物の高さも数センチの誤差で計測できます。これを生かして多数の樹木の高さを一気に測定する試みもあります。
例えば、 丸紅はインドネシアで製紙用パルプ製造事業を展開していますが、その植林地の広さは、東京都の約１・３倍に当たる約２９万ヘクタールにも及び、1年間に伐採する区域の面積は、東京ドームの面積の約4300倍に当たる２万ヘクタールにも上ります。
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| 現在は人力で計測 |
これを省力化しようという実証実験が、日立と丸紅により2019年9月に実施されました。これは、蓄積量の測定に必要な樹木の高さを、衛星測位技術を使って効率的かつ高精度で測定するもので、近く実用化されるでしょうが、より高精度な蓄積量が瞬時に測定できるようになります。
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| 広大な面積の森林の樹高も瞬時に |
上述のように標高を決める上で、重力が大きく関わっています。その重さ（質量）の単位「キログラム」の定義が１30年ぶりに変わりました。これまで「キログラム原器」と呼ぶ精密な分銅でしたが、物理法則に基づく不変の値「プランク定数」で定めるようになったのです。
2019年5月20日に同時に改定された定義は次の４つです。長さや質量、時間など我々が普段何気なく使っている様々な単位は、測定技術の発展とともに見直しを重ねてきた経緯があります。このうち、質量の単位「キログラム」について、何を基準に、なぜ新たな定義になったのかについて説明します。わかりやすかった日経新聞と朝日新聞の記事からまとめました。
◇ ◇ ◇
単位はものの量を表す基準です。例えば、親指と人さし指を広げて長さを測った「尺」、足の大きさに基づく「フィート」、粒がそろったイナゴ豆の重さで宝石を計測する「カラット」。むかしの人は身体や植物などを基準にして測ったのです。
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| 産総研で厳重に保管されている 「国際キログラム原器」の複製 |
しかし、いずれも「不変」でないという問題を抱えていました。厳密に保管しても、メートル原器は温度の変化で微妙に膨張し、キログラム原器も100年あまりで指紋1個分に相当する50マイクロ（マイクロは100万分の1）グラムほどのずれが生じていました。僅かですが、最新の創薬研究やナノテクノロジー（超微細工学）などでは許容できない「誤差」です。
各国が加盟する国際度量衡総会は測定技術の進歩とともに、原器を使う定義を見直してきました。1メートルは1983年に「光が真空中を2億9979万2458分の1秒の間に進む距離」と再定義されました。時間や距離を正確に測る技術が登場したからできるようになったのです。
重さについても精密な測定技術の登場で、定義の見直しが可能になりました。量子力学などに登場する普遍的な物理定数のひとつ「プランク定数」を使うことになりました。プランクというのはこの定数を発見したドイツの物理学者の名前です。プランクは１９００年、ある実験結果を説明するため、連続的に変化すると考えられていたエネルギーが、実は飛び飛びになっていると仮定しました。エネルギーに粒々があるようなもので、その一つの粒のことを量子と呼びます。「量子仮説」と呼ばれるこの考え方は、現代物理学を支える柱の一つとなっている量子論の端緒となる革命的な発見でした。
「Ｅ＝ｍｃ２」という式で表されます。Ｅはエネルギー、ｍは質量、ｃは光の速さ。「質量ｍがエネルギーｍｃ２に相当する」ことを示す関係式です。アインシュタインが1905年、特殊相対性理論で導いた光量子仮説から、光のエネルギーについての関係式「Ｅ＝ｈν（ニュー）」が導き出されました。この「ｈ」がプランク定数です。光の粒のエネルギーは、色に対応する振動数「ν」とプランク定数の積により与えられるという関係式で、この値を正確に決めることで、計算から1キログラムを出せるのです。
このプランク定数の測定には、日本やドイツ、米国、カナダなど最先端の測定技術を持つ研究機関が関わりました。高純度のシリコンで作った球を真空の測定器で回し、直径を1ナノ（ナノは10億分の1）メートル以下の精度で測り、体積を精密に求めます。測定結果からプランク定数を割り出しました。
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| プランク定数を決めるために必要な シリコン球の直径を測る装置（産総研） |
それが新しい定義であるプランク定数の値「６．６２６０７０１５×１０のマイナス３４乗ジュール・秒（Js）」です。ジュールはエネルギーの単位です。この値を基に質量の単位キログラムを定義することになりました。新たな定義にもとづいたキログラムは原器と違って今後とも変化しない、つまり誤差が生じませんから科学の発展に大きく寄与することでしょう。
世界共通の単位のルール「国際単位系（SI）」は７つの基本単位を定めていますが、「キログラム」の他、電流の「アンペア」、絶対零度（セ氏マイナス273.15度）を基準にして温度を示す「ケルビン」、分子などの量を示す物質量の「モル」の定義も見直し、７つの基本単位がすべて物理定数を基準にした値になりました。例えば、アンペアは電子１個分の電気量を示す「電気素量」という物理定数が基準です。
今後は、時間の単位「秒」の定義が変わる可能性があります。１秒は地球の自転や公転に基づいて定義されていますがズレが大きく、1967年により正確な「原子時計」を使った定義に変わりました。現在はセシウム原子が細かく振動する現象を使い「約92億回振動する時間」を1秒と定めていて、「数千万年に1秒」しか狂わない制度です。
ところが、さらに高精度な原子時計「光格子時計」を東京大学の香取秀俊教授らが開発しました。極低温にしてわずかな動きを抑え、特別な波長のレーザー光を使って原子を格子状の入れ物に閉じ込める。パックに入れた卵のような状態にすることで測定精度を格段に向上させました。「宇宙が誕生した約138億年前から現在までに1秒もずれない」精度です。国際度量衡委員会は2006年、新たな秒の定義の候補に光格子時計を加え、正式採用するか検討しています。
上述のように、日本の山は三角測量などで正確に標高がはじき出されていると思いがちですが、多くの山の標高が一夜にして変更されるという日本の測量史上かってない珍事が ２０１４年４月１日付で行われました。その新聞記事から。
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー＜国土地理院＞全国８７山の標高変更
国土地理院は全国の８７山の標高を４月１日付で、１メートル上下する変更決定を発表した。。測量技術の発達で精度の高いデータが得られたほか、地殻変動の影響があるという。 これだけ多くの山の標高が変わるのは、１８８０年の測量開始以来初めて。国土地理院は全国に約１０万カ所ある三角点を改定。その結果、１９９１年に日本の主な山岳として公表した１００３山のうち４８山で１メートル高くなり、３９山で１メートル 低くなる。これまで全国４番目の高さだった間ノ岳（あいのだけ）（山梨県、静岡県）は１メートル高くなって３１９０メートルとなり、変更のなかった奥穂高岳（おくほたかだけ） （長野県、岐阜県）と並ぶ全国３位タイとなった。
担当者は「測量精度が高度化したこともあるが、東日本大震災など、ここ１００年間の地殻変動も影響している」と説明している。
標高の変わった山は、同院のホームページで公開されている。
【標高が１メートル高くなる主な山】 羅臼岳（らうすだけ）（北海道、１６６０メートル） 皇海山（すかいさん）（栃木県・群馬県、２１４３メートル） 間ノ岳（あいのだけ）（山梨県・静岡県、３１８９メートル） 赤石岳（あかいしだけ）（長野県・静岡県、３１２０メートル） 霧島山（きりしまやま）（宮崎県、１５７３メートル） 【標高が１メートル低くなる主な山】 安達太良山（あだたらやま）（福島県、１７１０メートル） 箱根山（はこねやま）（神奈川県・静岡県、１２１３メートル） 大江山（おおえやま）（京都府、８３３メートル） 鷲ケ頭山（わしがとうざん）（愛媛県、４３７メートル） 英彦山（ひこさん）（福岡県・大分県、１２００メートル）カッコ内は所在地と現在の標高
山の標高という基本的な測定値が一度にそんなにたくさん変わってしまっていいのか、と驚かれるかもしれません。しかし、これは仕方がないことなのです。例えば、先の東日本 大震災では太平洋側が７８センチ沈下しました。少しは戻っているところもありますが多くは沈下したままです。また上述のように水準原点は一度に２．４センチ下がりました。 日本列島は動いているのです。こうした変更、変化は標高のことを理解するいい機会かもしれません。
サイトの亭主はこのニュースにウーンとしばし考えこんでしまいました。私が慙愧の念にとらわれたのは上のニュースにもある「間ノ岳３位」という、日本の高山ベストスリーが 変わったことについてです。
ここで、小生の登山歴を披瀝しておきます。昭和４４年夏、富士山（３７７６メートル）に登頂しました。この年我が国最初のタブロイド紙「夕刊フジ」が創刊されました。この 新聞の「一番若手」の記者でした。ある人に「同じフジに登らない手はないだろう」と言われ、そばに居たカメラマンが「山開きの取材で登っているがちょろい、３時間半で頂上だ 」と言うのを真に受けて、頂上でご来光を拝むべく仲間１０人ほどでクルマで富士スバルラインを経て真夜中五合目の登山口から元気いっぱいチャレンジしました。
いきなり走るという馬鹿なことをした男が高山病で早くも５合目でふらふらになるアクシデントや登山客がつかえていて見えるのは懐中電灯の先の他人の尻ばかり、何時間歩いても 近づかない頂上にダレてくるうちにこちらも頭がふらふらし始め小休止の連続。頂上で見るはずがなんと７合目でご来光です。頂上には昼過ぎよれよれで到着という始末。帰りを 急ぐ羽目になり須走を駆け下りたため３人ほどが膝を痛めてよろよろというさんざんな登山でした。
これでやめようと思ったら「君ら、ナンバーワンに登って次を登らないのは自尊心が許さないだろう」と脅迫かおだてかわからない上司のセリフで翌年、北岳（３１９３メートル） へ。リーダー役の登山経験者は「今回は広河原に夕方に着いてゆっくり温泉につかってから翌朝登山だ」といいます。安心して真夜中まで酒を飲み、酔を覚ます間もなくいきなり急 勾配へ取り付いての登山。
有名なお花畑など眺める元気もなく、棒きれの先につけた社旗が重いとサブリーダー役の男は近くの穴に放り投げるという呆れた所業（のち系列ＴＶ局の幹部に）にも誰一人文句 をいう元気もなし。尾根に出たらものすごい強風で息が出来ない。深さ３０センチほどの穴に首を突っ込んで息をしていたら見知らぬ人が、私も入れてくださいと帽子ごと転げ込ん でくるほど。山小舎に辿り着いたものの気息奄々で「頂上はあと３０分ほど上」と言われても「ここが頂上だ！」と頑張って動かなかった。
暗くなってから広河原に戻ったものの、足のツメがみな剥がれた者、ふくらはぎの痙攣でクルマの運転ができなくなった者多々。「よく死人が出なかった」と思うほどで、でたらめ なリーダー（防衛担当先輩記者）に皆が殺意を抱いたほど惨憺たる登山でした。翌年、ナンバー３の奥穂高岳行きを勧められましたが「バカヤロー」の声多くもちろん中止です。
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| 白峰三山。左から農鳥岳、間ノ岳、北岳。私は日本ナンバー2に登ったのだ！ |
別の新聞記事にはこうありました。サイトの亭主のことを言われているようです。２度と行く気と体力がありませんが。
山梨、静岡両県境付近に位置する南アルプス・間ノ岳(あいのだけ)の標高が全国３位タイの３１９０メートルとなり、山梨県には、富士山（３７７６メートル）、北岳（３１９３メ ートル）、間ノ岳と、日本トップ３の高峰がそびえることになり、山岳関係者や首長らから喜びの声が上がっている。
「山梨の山が今以上のにぎわいを見せるのでは」と喜ぶのは、県山岳連盟の古屋寿隆会長（６３）だ。「１位の富士山、２位の北岳を登覇し、『次は３位の奥穂高岳（長野県・岐阜 県）』という人が、今度は間ノ岳に来てくれたらうれしい。早速、登山者増への対策を強めなければ」と意気込む。
間ノ岳を含む南アルプスについては、山梨、長野、静岡３県１０市町村が、国連教育・科学・文化機関（ユネスコ）のエコパーク登録を目指している。エコパーク推進部会長を務 める南アルプス市の中込博文市長は「２、３位が南アルプスにあり、１位の富士山は南アルプスから見ることができるとなれば、日本中の皆さんが山の自然を学びに来るには、南 アルプスが最適な地域だとＰＲできる。エコパーク登録を後押しするような朗報だ」と喜んだ。（読売新聞山梨県版）
間ノ岳（白峰三山）
白峰三山（しらねさんざん）は、南アルプス国立公園内の赤石山脈（南アルプス）にある北岳、間ノ岳、農鳥岳（３０２４メートル）の三山の総称。その真ん中に位置するの
で間ノ岳の山名。一般的に、この山だけを単独に登るということはあまりない。白峰三山縦走時、あるいは塩見岳へと抜ける際などに登頂する。
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| 我が家の必需品、圧力釜。今はもっといいものが 出回っているだろうが、２４年前から重宝している。 |
こういうことです。標高が上がると気圧が下がる。気圧が下がると水の沸点が下がる。釜の中の沸点が低いままご飯を炊くから「生煮え」状態になるという現象で す。
誰でも知っていることですが、水は１気圧の下では100℃（厳密には99.974℃）で沸騰します。しかし高度が上がると気圧が下がり同時に沸点も下がります。気圧低 下でどのくらいの沸点になるか、標高と沸点の変化は冒頭の一覧表のようになります。これは下記の計算式に因っています。
スクレの圧点温度＝100+0.0367(p-760)-0.000023(p-760)(p-760)
pは気圧(mmHg) |
| 圧力鍋で加圧するわけ |
気圧と沸点の関係は複雑なので噛み砕いた説明をすると、地上（高度0㍍）の標準気圧は「1013.25hPa」ですが、富士山頂（3776㍍）での気圧は 630hPaくらいにな ります。冒頭の一覧表を見ると沸点は88度です。エベレスト（8850㍍）では、気圧が300hPaくらいで沸点も70℃くらいに下がります。さらに高度が上がると、沸点 もどんどん下がり、2万㍍では人間は体温で血液が沸騰して即死してしまいます。高空を飛行する戦闘機のパイロットが耐圧の飛行服を着用しているのはこうし た理由からです。
大雑把な計算ですが「海抜が1,000㍍上がるごとに気圧は約10％ずつ下がる」と言えます。富士山頂（海抜3700㍍）では気圧は約37％減の0.63気圧、それより低い ですが我が山墅（1760㍍）で計算すれば約17.6％減の0.82気圧ということになります。
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| 山に持ってきた菓子袋はパンパンに。 |
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| 逆に山から持ち帰った ペットボトルはペシャンコに。 |
私がいる高度では大丈夫ですが、さらに高山になると、インスタントコーヒーなど密封された缶の蓋を開けると気圧差で中身が爆発したように噴出します。まず小さ な穴を開け、中の空気を抜いてから開けなくてはならなくなります。
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| 機内食はなぜまずいのか |
サイトの亭主は昔ＢＯＡＣ（現ＢＡ)の招待で世界一周旅行をして、すべてファーストクラスで食事をするという経験をしたことがあります。しかし、悲しいことに当時は ワインとチーズの知識がなくて、ただ ひたすら恐縮して食べたので味の方を云々する余裕などなくて、せっせと無料のスピリッツを飲んで酔っていた覚えがあります。
その時から機内食は味気ないものだと思っていましが、そう思ったのはサイトの亭主の鈍い舌先のせいばかりではないようです。ドイツのフラウンホーファー研究所が、飛行機 での環境、つまり 機内の気圧、気温、湿度、騒音などをすべてシュミュレートし、振動、さらには照明の変化の影響までを検証して「機内食と味の関係」を追求した結果、機内での食事を まずくしている第一の要因が気圧だということがわかった、と２０１４年研究発表しました。その理由は以下のようなことだそうです。
飛行機は、高度35,000フィート（10 668 メートル）前後を飛行しています（国内線の短距離で高度7,000～8,000m、国際線で10,000mくらい）。このとき外の気圧は２６５ｈＰａ くらい（地上は１０１３ｈＰａ）で、ざっと0.2気圧です。冒頭の一覧表からも遠く外れて地上の5分の1程度です。このとき気温はマイナス４０度以下ですから、 このままでは乗客は酸素欠乏症と相まって即座に 凍死してしまう環境です。そこで「与圧」ということを行ない、約0.8気圧に調整しています。
地上と同じ「1気圧」でないのは胴体の強度の問題があるからです。地上では、機内と機外の気圧に差はありませんが、上空では0.6気圧の差が生じていることになります。このとき 、飛行機の胴体の外板が受 ける力は１平方メートル当たり6トンにもなります。機内を1気圧に保つためには、より大きな力に耐えられるよう部材の強度をあげなくてはならず、外板を厚くすると、飛行機の重量 が増えてしまうというジレンマがあり、ぎりぎりのところが「0.8気圧」なのです。
この与圧が食事の味を左右しているのだそうです。与圧による機内の低い気圧は味を知覚する上で基本となる嗅覚を変化させ、その結果、甘味と塩味が著しくゆがめ られるというのです。砂糖と塩は調味料の基本ですが、この二つとも狂ったのではもう料理は台なしです。しかし、苦味と旨味は気圧ではほとんど変化しないそうです。つまり旨 みの強いトマトや 肉などの食材や、カレーなどの調理法は「有利」だというわけです。
もう1つの味覚の敵が、機内の湿気が低いことです。機内では上記の理由で圧力を調整する客室与圧装置のほかに空気調整装置があって、温度を常に調整していて数分ごとに空気 が循環するようにコントロールされています。 その結果、機内温度は、22～26℃、長時間のフライトでは湿度は20％以下に調整されています。天気予報では湿度３０％台で「カラカラです。火の 元に用心」とやっているくらいですから、「２０％以下」ではもはや砂漠並みの乾燥度といっていいでしょう。
このエアコンが味に及ぼす影響は相当なもので、目の前の皿の中身は信じられないほどの速さで冷めて乾燥します。何しろ「湿度20％」です。これが、せっかくのグリルチキン を数分でお がくずのような味にしてしまう元凶なのです。乾燥の速さが食味を左右しているのは素人でもわかります。経験でもスープのたぐいは結構いけるように思いますが、あとの料理は パサパサです。 エアライン各社ではケータリングの時からメニューにソース漬けの食べ物や水分の多いものを出すように考慮しているのは、こうした理由からです。
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| 高所では警報音が鳴るファンヒーター |
「標高500メートルを超える場所では酸素不足により黄火燃焼（赤火）になる場合がありますので高地補正をしてください」とあります。さらに「標高500～1000メートル（松本、小諸、佐久、大町 、富士吉田、高山、日光など）では高地切替のつまみを１回、標高1000～1500メートル（木曽町、川上村、原村、南牧村、草津町）では高地切替つまみを２回押してください」と、それそれに このあたり一帯の地名が並んでいました。
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| 説明書にある高所補正の一文 |
冒頭の一覧表を見てもらえばわかりますが、ここでは平地の「８０％」の酸素しかありません。酸素不足によって不完全燃焼を起こすというのが、物理学的な現象です。ただし、これは「換気」センサ ーがついたファンヒーターに見られることで、酸素不足を換気不十分と判断することから警報が出て消火装置が作動するためです。酸素量のセンサーがない筒型の石油ストーブなどでは「８０％」の酸素量でもなんとか使えることは我が家で実証済みです。
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| チェーンソー選びでは標高が性能を左右することを知る |
そこで２サイクルエンジンのチェーンソーを買いました。なるべく小さくて扱いやすいものを思ったのですが、隣の小海町の工具店のおやじが「５万円以下のものを買う奴は馬鹿 だ。営林署で使う大型のものとはいわないが、かえって損をすることになる」というので大枚はたいて買いました。
しかし、エンジンを始動させるのに毎回、２，３０分は悪戦苦闘するのです。具合が悪いといってその店に持ち込むと店員は簡単に始動させます。「チョークを使うようにした らよい」などと教えられ、そのとおりにするのですが、山に戻るとまた同じことの繰り返しです。エンジンオイルを上質のものに変えたり、寒冷地なので少し温めてから始動させたりした のですがダメでした。やっとかかっても持ち上げたり、切るべく木の幹にそって横にした途端にプツンとエンジンが止まるのです。
しかたがないのでフルスロットルで使うのですが、２０１４年とうとう動かなくなりました。買ってから４，５年後のことです。佐久の農機具専門店に修理のため持ち込むと 「焼き切れている」といわれました。修理するには部品交換だけで２万円以上かかる、買った方がいいくらいだと言うのです。そのとき我が山墅は標高１８００メートルにあるが 、具合が悪くなっていつも標高１０００メートルあたりにある工具店に持ち込むと動くということの繰り返しだというと、２サイクルエンジンに詳しいその農機具専門店のメカニ ックはやや考えてから「標高が高いから空気密度が関係しているのかもしれない」と言い出して、やっとこれまでのトラブルの原因に思い至ったのです。
こういうことです。標高１８００メートルでは冒頭の一覧表にあるように空気は平地の８０％です。平地並みの扱いをすると吸い込む空気が少ないので燃料の混合比が落ちます。このため 空気量を増やし、送り込む燃料の量も少し増やしてやる必要があります。この働きをするのがキャブレターという装置です。
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| ３つ穴がある部分がキャブレター。ドライバー１本で調節できる |
チェーンソーや刈払機などのエンジンでは、燃料噴射装置に比べると電気が不要で構成部品が少なく、部品コストが低いキャブレターが使われています。高所での作業がある営林 署などのプロが使用するチェーンソーにはこの装置がついていますが、家庭用など平地で使うことが多いものにはついていません。私が最初に購入したものがまさにそうでした。
そういうわけで2014年夏キャブレター付きのチェーンソーを買いました。キャブレターの調節はマイナスドライバー１本で空気量とガソリン量を増減できるものの、農機具店 のメカニックに詳しい人の手を借りて調整したほうがいいでしょう。チェーンソーは街のDIYなど量販店で買う場合が多いでしょうが、こういう売り場には専門知識を持った者は まずいませんから農機具専門店に任せるほうが賢明です。私の場合、購入した佐久市が農村地帯なのでいくつか専門店があり、そこのメカニックに依頼しました。５０キロ離れた標高１８００メートルの 我が山墅まで足を運んでもらうこともできなかったので、空気量は平地の８０％、といった数字から「勘」でやってもらいましたが、山墅に戻るとほとんど１発で始動、その後順調に動いています。 それにしても数年間の「無知」のため、ずいぶんと時間とお金を無駄にしたことになります。
◇ ◇ ◇
「ベルヌーイの定理」と「ベンチュリ効果」 |
| 二つの風船の間に息を吹きかけるとどうなるか |
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| ベルヌーイの法則 |
この項のテーマにしているエンジンのキャブレターはこの定理を応用しています。キャブレターとはエンジンの「空気を吸い込もうとする力」を利用してガソリンと空気を混ぜ合わせ、火の付きやすいガス状（混合気と言います）にしてエンジンへ送りこむ器械のことを言います。従来のクルマはすべてキャブレター方式でしたが、最近のクルマは「ダイレクト・インジェクション」などといって燃料噴射式が増えていて旧来のキャブレターとは同じではなくなっていますが、ブログ子が買い求めたチェーン・ソーなどはまだ旧来のキャブレターです。
キャブレターは燃料を吸いだして空気に混ぜる方法をとっています。これは「ベンチュリ効果」というものを利用していて、これはベルヌーイの定理の応用です。
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| ベンチュリ効果 |
そうすると「ベルヌーイの法則」によってメーンボア内の圧力が下がります。圧力が下がると下（フロートチャンバー）に貯めておいたガソリンが吸い上げられて、メーンボア内で細かいつぶ（霧）状になってシリンダー内へと引き込まれていくのです。
図で言うと、大気圧（Ｐ0）とベンチュリで絞られた結果、大気圧よりも低くなっている気圧（Ｐ1）の圧力差でタンク内の液体はｈの高さ分吸い出され、早い空気の流れにより液体が気化された状態で噴射されるというワケです。
ベンチュリ効果は、「流体の流れの断面積を狭めて流速を増加させると、圧力が低い部分が作り出される現象」を利用したものです。現在この方法は、流量を測定するベンチュリメーター、車のエンジンのキャブレター、霧吹き、エアブラシなど様々な分野に応用されています。名称は創案したイタリアの物理学者、ベンチュリ（Venturi）に由来します。
高地トレーニングという言葉をよく聞きます。マラソン、レスリング、水泳、柔道…多くのスポーツが取り入れています。ここ八ケ岳の我が山墅のすぐ隣にある 八千穂高原は我が家族が温泉に入りに行くところですが、ここは日本のトライアスロンと自転車の選手が高地トレーニングに毎年やってくるところです。
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| ｗ杯日本チームのスイス高地トレーニング |
この静かな山村で行われた合宿を伝える新聞記事にはこうあります。。
日本代表の高地対策は、出発前から始まっていた。Ｗ杯２３人のメンバー発表後に各選手には低酸素マスクが配布され、毎日１時間は装着するよう義務づけられた。 また高地では水分の吸収が早くなるため、日本にいるときから１日に水を１．５リットル以上飲むよう指示が出ていた。中沢佑二選手（DF)は「体は全然大丈夫。 それより（水を多く飲むため）トイレに行きたい」と笑わせた。
長谷部誠（MF、主将）は 「多少息苦しさは感じたけど、大丈夫。長いボールをけると揺れる感じがする」と高地の印象を語り、中村憲剛選手（MF）は「力強くけ っていないのにボールがのびた」と高地の特徴を語った。
水を飲む理由は次の項で説明するとして、「ボールがのびる」という方の物理学は次のように説明できます。空気が薄い高地では空気抵抗が弱まるため、低地とは
ボールの軌道に差が出るのです。たとえば、すぐ隣に八ケ岳高原カントリークラブあります。我が山墅とほぼ同じ1750メートほどの標高で、毎夏、親戚友人とコン
ペを開いているところです。ここの”売り”は「ドライバーもアイアンも二番手以上違います」というものです。キャディーは誰でもスコアがよくなります、とい
うのだが、我が技量ではほとんど恩恵を受けたことがありません。でも体験的物理学は理解しています。「よく飛び、よく曲がる」のです。
ではなぜ、運動選手が標高の高い場所でトレーニングを行うとよいのでしょうか。それは、標高の高い場所では空気中の酸素が少ない、つまり低酸素状態にある からなのです。冒頭の一覧表を見てもらえば分かりますが、私がいる場所の標高を1800メートルとして計算しましたが、平地の８０％の酸素しかありません。なんだか 高山病が心配されるように思われますが、実際は生活するうえでほとんど意識することはありません。
こういうところでは、体はより多くの酸素を効率よく取り入れ、より多くの血液を全身に送り出すようにしようとします。新陳代謝が活発になり、自然と呼吸循環 の機能が鍛えられるのです。
酸素の取り込みをはかるためまず「赤血球が増加」します。人間の体はなんとか低酸素状態を回避しようとして、酸素を運搬するための赤血球やヘモグロビンを増 産するのです。つまり高地にいるだけで、平地に住んでいる人に比べて、赤血球やヘモグロビンの値が高くなってくるのです。
エリスロポエチンてなんだこの、赤血球を増やす作用がある物質はエリスロポエチンといいます。赤血球は酸素を全身に運ぶ働きをしていますが、これは骨髄で作られています。エリスロポ エチンは主に腎臓で作られていて、ここで血中の酸素濃度を感知します。酸素濃度が低いとなるとエリスロポエチン量を調節して骨髄に赤血球の増殖を促すのです。
一度増えた赤血球は急には減りません。時間の経過と共に、しだいに適正な量に落ち着いていきます。ですから、トレーニングを終了してすぐ平地に戻りそのまま 試合に臨めばいい体調が保てるというのが医学的にみた高地トレーニングの利点なのです。マラソン選手は赤血球の絶対量を増やすために高地でトレーニングして いるといえます。我々一般人でも高地にいるだけでヘモグロビン増加の効果が現われます。
ただし、運動量が激しいスポーツでは脱水に陥りやすくなります。赤血球が増えすぎて血が濃くなると、血管がつまりやすくなって危険なので、上記のサッカー選 手のように水を多く飲むように指導されるのは血液をサラサラにしておくためなのです。
心肺機能の鍛錬高地トレーニングのメリットのもう一つは、心肺機能が強くなることです。低酸素状態で運動をする場合、平地において運動をするのに比べて、同じトレーニング メニューでも、より多くの心肺負荷をかけることになります。したがって、筋肉や関節などに無理な負担を強いることなく、心肺機能を鍛錬することが可能になるのです。
たとえば、平地で３キロのランニングをするよりも、高地で１キロのランニングをした方が、膝や足首などに負担をかけず、効果的に心肺機能を鍛えることが可能 だということです。そうすれば、トレーニングにかける時間も短縮できるメリットがあります。
標高の高いところに住んでいる人達は、スポーツ選手でなくとも、日常の動作によって鍛えられているので、平地に住んでいる人に比べ、高い心肺能力を持ってい ます。もっとも私には実感がありませんが。
高地トレーニングの問題点は？ヘモグロビン増加だ心肺機能強化だ、といっても、低酸素の状態があまり厳しすぎると、人体の細胞は正常に機能しなくなります。高山病がそうですが、気分が悪 くなる、意識がもうろうとするなどの症状が現れます。
また、標高の高い場所においては、重力の影響が小さくなることから、走ったり飛んだりしたとき、同じ能力でもよい記録が出ます。これは、試合をする上では有 利な話ですが、筋力トレーニングにとっては逆に不利な条件であるともいえます。より重い負荷をかけないと、楽な運動になってしまうからです。
高地トレーニングは、心肺機能の鍛錬には有利ですが、筋力トレーニングには不利であるという面があります。この問題を回避するため、標高の低い場所で、高地 トレーニングと同等の効果を得ようとする試みが行われています。トレーニングルームの室内を低酸素状態に保ち、その中で運動を行うというものです。特別な 設備が必要で誰にでも出来るというものではありません
八ケ岳のこのあたりはとりわけ寒いところで、我が家の記録計では「マイナス２０．４度」という日がありました。マイナス１０℃くらいはざらですが、同じ
「マイナス１０℃」でも、風のあるなしで寒さの感じはまるで違います。
2006年3月21日、赤岳で３人のベテラン登山家が遭難しました。「八ケ岳の天気」のくだりで「当日の気温はー１９℃だったが、彼らは体感温度ー３７度で凍死し
た」と書きました。このように体感温度は計算ではじき出すことができます。
私たちが感じる熱さ、寒さの感覚、すなわち体感は、温度、湿度、風速、放射熱の４温熱要素に、体感者の作業量や着衣の多寡という２つを加えて計６つの要素 によって決まります。このうちどこに重点を置くかの違いですが、体感温度の計算式は２つあります。
①ミスナール体感温度 （℃）＝T－1/2.3×（T-10）×（0.8- H/100）
②リンケ体感温度 （℃）＝T－4√V
Tは気温(℃)、Hは湿度(%)、Vは風速(m/s)
二つの式の要素で分かるとおり、無風状態での湿度による体感温度の変化に着目したのがミスナールの式です。一方、湿度を考慮せずまた日射がない状態で風速 での体感温度の変化を数式化したものがリンケの式です。リンケの式によれば、風が吹くと体表の熱が奪われるため風速が1m/s増すごとに体感温度は約1℃ずつ低 くなります。
このことから、ミスナール法は「湿度が高く、風がない」ほど暑く感じる夏の蒸し暑さを表現する場合に使い、リンケ法は冬に強風で体温を奪われての低体温症 など寒さを表現する場合によく使われます。
【改良型体感温度計算式】上で書いたようにミスナール、リンケ両方式とも一長一短があります。そこで最近ではミスナール方式に風速というリンケ方式の要素を加味した計算式が香港天文 台から提案されています。下記で紹介するように大変複雑な計算式ですが、これをＷＥＢで計算を引き受けてくれるサイトがあります。上で紹介したカシオの高精度計算サイトです。
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左の複雑な計算式
「改良型の体感温度」を計算してくれるサイト
【低気圧と気管支喘息】
標高が高いと平地に比べて気圧が低くないるのは冒頭の一覧表の通りです。気圧が低いといろいろな物理現象が起きますが、もうひとつ健康にも影響が出ます。特
に気管支と肺に関して気圧が関係します。
我が家の長女とその家族は我が山墅にたびたびやってきますが、次女はほとんど上がってきません。気管支喘息が悪化するからです。私も小児喘息で小中学校は 半分しか行ってませんし高校はあと8日休むと留年というくらいの出席日数でした。それが次女に遺伝したかと思うと申し訳ないのですが、私の方は現在ステロイド 療法による喘息治療が進み、まったくと言っていいほど発作は起きません。
ですが、この療法は個人差があるらしく、次女にはいまひとつ効かず、山墅に上がってくると息苦しくなり、もう東京に帰ると言い出します。それで下山しはじめ て20分ほど走った清里あたりでケロリとします。このあたり標高1100メートルくらいですから、高度にして600メートルで大変な違いが出るのです。
物質は高い方から低い方へ、濃い方から薄い方へ移動します。「息を吸う」とは肺が拡がり空気が肺に入っていくことです。気圧が低いといつもより肺に空気が入
りにくくなります。気管支喘息の発作は、気圧が前日よりも下がる日、つまり雨の降る前とか台風の前といった低気圧の接近とともに起こりがちです。
中でも台風は相当気圧が低い気団です。私の経験では台風が九州のはるか南にあり、まだ台風の気象予報がテレビやラジオで流されるずっと前から息苦しくなりま
した。次女もそうだと言います。
気圧低下と病気との因果関係については明らかされていませんが、推定としては、低気圧が近づくと体内にヒスタミンなどの物質が増大し、これが自律神経に作用 を及ぼし発作を起こしたり痛みを感ずるのではないかといわれています。気管支喘息の発作は、副腎皮質を通じて行われる外界への変化への適応力が落ちるためだと されます。
【気圧が低いとリウマチ悪化】
気圧が低いほど関節リウマチ患者のはれや痛みが増えることを、京都大のグループが確かめた。天気が悪いとリウマチも悪くなると昔から言われているが、通説の湿気より気圧の方が明確な関連があった。米科学誌プロスワンで2014年１月１６日発表した。
京大ゲノム医学センターの寺尾知可史（ちかし）特定助教らは、通院患者約２１００人の受診データと京都市の気象データの関係を調べた。すると、気圧が低いほどはれや痛みのある関節の数が増え、患者の自覚症状も悪かった。特に３日前の気圧がもっとも関係していた。湿度も関係するが、気圧ほどはっきりした統計学的関連がなかった。気温は無関係だった。
血液のデータとは関係しないので、病気の進行には影響しないと考えられる。「梅雨時は関節が痛む」「痛みがひどくなると天気が悪くなる」など天候との関係は以前から知られていたが、患者個人のそういった実感を統計学的に実証したのは初めてという。グループの京大病院リウマチセンターの橋本求（もとむ）特定助教は「医師が信じていない場合もあったが、疫学的に関連が示されたので、患者の感覚への理解と共感が進むのではないか」と話している。（朝日新聞）
【高山病のメカニック】
高山や高空では他にも人体に影響が出ます。これは空気中の酸素の含有量が地上と同じでも、気圧が低いために酸素の圧力も低下します。これによって赤血球の
酸素結合力が弱まって、血中の酸素が不足してきます。そこにもってきて、標高が高いことにより気圧が低くなります。気圧が下がると同時に血圧も下がります
から、医学的な症状が出るというわけです。
富士山登山などで見られる高山病はその一例です。登山でエネルギー消費が大きくなり酸素の需要が増すのに反比例して酸素の体内補給が減少することから障害を おこし、心臓の動悸が激しくなり、めまい、はては呼吸困難がおこる現象です。最近の研究によると、このほか神経痛、リウマチ、古傷の痛み、脳出血、心筋梗塞 、急性虫垂炎などが低気圧によって引き起こされるとされます。
これを逆に利用しているのが、高気圧酸素治療です。大気圧よりも高い圧力(２気圧以上)で純酸素を吸入させる酸素療法の一種です。高気圧下で純酸素を吸入する ことで、体内の酸素量は増加します（ヘンリーの法則）。豊富な酸素の供給によって様々なケガや疾患に対して効果が得られるものです。
埼玉県ふじみ野市大井の温泉施設「真名井の湯大井店」で2014年９月、室内の気圧を下げる「減圧室」にいた男性会社員（６５）と、女性介護 士（５８）が死亡する事故がありました。東入間署は急な減圧が死亡につながった可能性が高いとみて、業務上過失致死容疑を視野に捜査しています。
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| 2人が死亡したのと同じ減圧室。 |
この減圧タンク施設は約１０年前、化学メーカー「クレハ」の元社員数人が、福島県いわき市で開発したといいます。気圧を上下させることで細胞を活性化させ健康 促進につながるというのが触れ込みですが、いいことばかりではありません。
もともと減圧タンクは潜水病のために開発されたものです。海中に長く潜水することの多い海上保安官の潜水士やダイバーは、深いところの高圧の海中から急に浮 上すると「潜水病＝減圧症」を発症します。これは高圧環境下では、血液や組織中に溶けていた窒素が、浮上するときの減圧によって一気に気泡をつくる症状に起因します。 疲労感や関節の痛みを引き起こす初期症状から、重度では死亡に至るケースもある危険な症状です。こうした海中での事故など備えて、潜水艦から取り残された乗員を浮上 させる任務にあたる救難艦は減圧タンクを持っていますし、潜水士がいるところなどでは事故に備えてあらかじめ陸上に減圧タンクを装備しています。 自衛隊の飛行訓練の現場や大学での高山病の研究目的などでも使用されています。高圧のところにいた人間の身体は徐々に減圧しないと危険なためです。
今回、事故が起きた減圧室というのは、言い方を変えると「１５分間で高度３５００メートルの高山に一気に人間を引き上げる」わけです。もともと高度１８００～２５００ メートル以上の場所では高山病を発症する可能性があります。酸素の欠乏によってめまいや嘔吐などを引き起こす高山病に耐性をつけることは難しく、ベテランの登山者でも 発症することがあります。
こうした減圧タンクの他に「高気圧酸素治療」というのがあります。目的は怪我をしたスポーツ選手の早期回復のため体の隅々まで酸素を行き渡らせ、腫れや痛みを和らげて 回復を促進させようというものです。２・８気圧の装置内で酸素マスクをつけて、計６０分ほど１００％の純酸素を吸わせます。これはこれで効果があるという選手もいます。 「（気圧に対する）耳抜きができれば苦になりません」と流行のようですが、やはり用心が必要でしょう。
我が山墅は１７６０メートルにありますが一気に「登る」わけでなく、平地から２時間以上かけてクルマで徐々に登ってきますから身体の変調はありませんが、下りは１５分ほ どで一気に１３００メートルまで下がるので耳がキーンとなり、あくびをしたりして「耳抜き」をしています。上の施設の体験者によると減圧室を出るときに体温が２度ほど上 昇しているそうですが、我が経験でもすこし身体が火照る感じがあります。
事故の原因はまだ特定されていませんが、２人の死因は「高山病」の可能性が高いといいます。この二人の前に使用した客は異常がなかったことから、器具の誤操作なども考えら れますが、もともと人間は急激な気圧の変化には耐えられないものだと知ることが大切でしょう。我が山墅に出入りするたびに、減圧室広告がいうところの「新陣代謝や血行促進」 に効果があるはずなのですが、宣伝文句ほどの効果を実感したことは皆目ありません。
こうした減圧室なる施設は国からの許可を受けた医療機器ではなく、明確な効果も不明なのです。高齢者や病気のある人が入れば危険も高まるのは自明のことです。高山病に詳しい 日本旅行医学会の篠塚規専務理事は「高齢者や持病のある人、脱水ぎみの人は、脳卒中や心臓病を発症する可能性がある」と警鐘を鳴らしています。サプリメントやトクホものと同 じで「医学的な根拠もないものを、国や医療機関の指導もないまま民間業者が運営するのは問題がある」と思います。行政の責任者は実態の把握とともに、早くガイドラインを づくったり、医師の臨床試験データをつけるなどの対応が必要でしょう。
減圧症（げんあつしょう）は、身体の組織や体液に溶けていた気体が、環境圧の低下により体内で気化して気泡を発生し、血管を閉塞して発生する障害の事。 潜水症（病）、潜函症（病） あるいは ケーソン病 とも呼ばれる。（参照：ウィキペディア）
標高が関係するもう一つの要素があります。誰でも登山やスキーの体験でわかるでしょうが、紫外線です。
紫外線は太陽光線に含まれる電磁波です。波長が10 - 400 nm(*ナノメーター）、すなわち可視光線より短く、軟X線（エネルギーが低くて透過性の弱いX線）
より長い不可視光線の電磁波です。
光のスペクトルで紫よりも外側になるのでこの名があります。英語の「ultraviolet」から、通称「UV」と略されます、これもラテン語の「ultra」（超えた
）という意味から来ています。ラテン語のultraは、英語のbeyondに相当し、日本語では、紫外線と呼ぶのが一般的ですが、violet をスミレ色とも訳すこと
から、文学作品などでは、菫外線（きんがいせん）と呼ばれることもあります。。
*nm（ナノメーター）は１㍍の１０億分の１の長さ。可視光線が380nm～760nm、最も長い赤外線が760nm以上の波長。
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| 紫外線量はエーロゾルしだいで増減する。 |
エーロゾルは酸性雨の原因となり、健康被害や森林の立ち枯れ、コンクリートの腐食などを引き起こすとされます。１９９０年代の日本南極地域観測隊の観測 では「エーロゾルの多いところでオゾン層破壊が進んでいた」といいます。こうして、悪者のイメージがありますが、そうとばかりはいえません。雲は、空気 中の微粒子に水蒸気が集まって発生するもので、エーロゾルがなければ雲はできないし、雨も降りません。黄砂にも長所があり、海に降った黄砂に含まれる鉄 分はプランクトンの栄養分となり、光合成を支えているとプラスの面だってあるのです。
こうして、地上での紫外線強度は、上空のオゾン量やエーロゾル量、雲の状態により変化するとともに、大気の通過距離を決める太陽高度角の影響も受け、通常は北から南に行くほど大きくなります。
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| 標高とともに紫外線量は多くなる。 |
以上は計算上の紫外線量で、標高が低くとも、夏の海岸の砂浜の紫外線の反射率がおよそ２５％、雪山が８０％を超えることもあります。また紫外線量は、 季節では５～８月の夏の時期に多く、１日の中では正午頃に最大となります。
大気が非常に澄んでいる場合、さらに紫外線は強くなることがあり、例えば、ドイツでは1000m当たり50%以上も増加したとの観測結果があります。
エーロゾルに関する情報は気候変動予測において重要で、近年その監視が強化されています。気象衛星センターで、「ひまわり」と「極軌道気象衛星NOAA」 の可視センサーのデータから、日本付近の海域における大気中のエーロゾル総量の指標となるエーロゾルの光学的厚さを算出しています。
赤外線が熱的な作用を及ぼすことが多いのに対し、紫外線は化学的な作用が著しい特徴があり、このことから化学線とも呼ばれます。
過剰な紫外線照射は、肌荒れ、シミ、白内障など体に悪影響を及ぼします。これら美容上の理由から特に女性に嫌われますが、紫外線には波長によりA、B、Cの３種
類あり、皮膚に与える影響も下記のように違います。
UVA 315nm～400nm シワ、シミ、日焼け（黒） UVB 280nm～315nm シミ、シワ、日焼け（赤）、皮膚ガン UVC 14nm～280nm オゾン層に遮られ地上に届きません。
紫外線を遮断するために日焼け止めクリームがありますが、このパッケージには「SPF値」「PA」と呼ばれる紫外線防御効果が記載されています。SPF値はSun Protection Factorの略で主に日焼けの原因であるUVBの遮断率を表しています。「SPF25」とあれば、無対策の場合と比較して紫外線が1/25になり、「SPF10 0」とあれば1/100になります。
PAは protection of UVA の略で、UVAの遮断に対する効果を表していて、+（効果がある）、++（かなり効果がある）、+++（非常に効果がある）の3段階で 表記されます。PAがSPFのようにはっきりと数値で表記されないのは、UVAのブロック率を評価する分析法が存在しないためです。
八ケ岳にいると紫外線が一段と強いことを実感します。私がいる標高１７６０メートルでは下界より１７％も紫外線が強いという計算値を上で示しましたが、ピーカンの時など肌がジリジリ焼けるのが分かりますし、外から室内に入った瞬間など目が馴れるまでしばらく時間を要することから紫外線のダメージを受けているなあ、と素人医学ですが、かねてからそう思っていました。
それが実は正しかったことが眼科医の研究でわかってきました。視力低下と白内障などの大きな原因が紫外線だというのです。「目に大量の紫外線を浴びると急速に目の老化が進み、比較的若いうちから白内障や老眼になる可能性が高い」という金沢医大の佐々木洋教授（眼科学）の研究です。（2015年4月18日産経新聞掲載）
「アフリカの人は一般に視力が良いと信じられているが、これは嘘ですね」と佐々木洋教授。切る。確かにアフリカの子どもの視力は極めて良好だが、成人になると、むしろ日本人の方が視力で勝る逆転現象が起きるという。東アフリカのタンザニアで紫外線と眼疾患の関係を探る疫学調査を実施、日本（石川県）での調査データと比較した。
紫外線による眼病。
上から瞼裂斑、翼状片、核白内障。その結果、タンザニアの小中高校生計２３１人を対象に裸眼視力を調べると、９３・６％が１・０以上の良好な視力だった。近視の割合も日本の５７・６％に対しわずか４・４％。ところが、紫外線が原因とされる眼疾患の一つ「瞼裂（けんれつ）斑」の症状の有無を調べると、タンザニアの子供は中高生で１００％、小学生を含めた全体でも９７・３％が既に発症していた。これは２３・０％だった日本の４・２倍だった。
瞼裂斑は白目の表面を覆う結膜のタンパクが変性し、黄色っぽく変色したり盛り上がったりする病気。充血や局所的なドライアイの原因となる。放置すると、結膜が黒目部分に覆いかぶさる「翼状片」という病気につながる恐れもある。
タンザニアの紫外線強度は日本の２倍以上。しかも、タンザニアの子供は屋外での活動時間が長く、目が浴びる紫外線量は日本の３・３倍に上る。
アフリカ人は日本人の3.3倍多く紫外線を浴びている。
４０歳以上の９３７人を対象に調べたところ、年齢が上がるにつれて裸眼視力０・３未満の低視力の人や失明した人の割合が高くなり、６０代では３７・４％、７０代以上では７４・６％に達した。７０代以上の低視力が９・９％の日本とは対照的だ。さらに、目のレンズに当たる水晶体が中心部分（核）から白く濁ってくる「核白内障」が年齢とともに急増。老眼も早い時期から始まっていた。 「白内障になると水晶体が硬くなり、ピント合わせが難しくなる。紫外線によって白内障が早く起これば、早く老眼になる可能性がある。日本人でも目に大量の紫外線を浴びれば、同じことが起こり得ます」と教授は警告する。
紫外線の強い屋外で長時間遊ぶときは帽子をかぶり、めがねやコンタクトレンズも併用すると高い予防効果が得られるが、めがねはレンズが小さかったり、つるが細かったりすると、側面の顔とめがねの隙間から紫外線が入り込んでしまう。また、色の濃すぎるサングラスは視界が暗くなるため瞳孔が大きく開き、側面からの紫外線が水晶体に直接ダメージを与える可能性があり勧められないという。
八ケ岳では散歩の途中などに出会う女性の多くはゴルフ場のキャディーのようなつば広の帽子とサングラスをしています。きっと経験則で紫外線の怖さを知っているんだと思います。比べて私は先日、白内障と診断され手術を勧められました。標高の高いところに居たせいかもしれない、と思います。
紫外線を浴び続けるとどうなるか、その悪影響が一目瞭然でわかる写真があります。この写真、日本でも美容外科の宣伝に使われ始めたのでご存知の向きもあるかもしれませんが 、元は「New England Journal of Medicine」（NEJM）の2012年4月19日号に掲載された症例写真です。NEJMは２００年以上の歴史があり、世界でもっとも権威ある週刊総合医学雑誌の一つとされていて、この雑誌にシカゴ大学の２人の医師が紫外線の有害な症例として報告したものです。
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| 光老化の典型的な症状 |
右側に比べ、皮膚のたるみやシワが際立っているし、皮膚表面も、ぼこぼこして、みるからに硬化しています。このように紫外線Ａは運転席のガラスを簡単に透過して真皮まで到達してコラーゲン繊維や弾性繊維を傷つけ、皮膚に大きな影響を与えます。
サイトの亭主の子供のころは、太陽の光に当たることが良いことだとされていました。紫外線は骨の発育に不可欠な栄養素「ビタミンD」を合成するのに役立つので日光浴が勧められている時代でした。かくて、高校生くらいまでは海水浴では背中の皮が水ぶくれして赤むけになるまで泳いだものですが、現在ではそれは非常識とされます。
上の写真のようなケースには「光老化」という言葉が使われ、そればかりか紫外線は皮膚がんの原因とほぼ断定されるまでになっています。女性にとってはシワやシミが増える原因の筆頭にあげられるまでになりました。光老化は生理的な自然老化とは違うので、紫外線を防止することで防ぐことができます。美容業界で販売されている化粧下地やファンデーションは、紫外線防止効果があるものがほとんどになっていますが、ただ時間経過とともに汗や摩擦で効果が失われるのでこまめに化粧するようにとのことです。
上で紫外線の「害」を書いてきましたが、大きな「効用」の一面があることも紹介しておきます。骨の発育不良の「くる病」はビタミンDが不足することで起こります。そのビタミンDは皮膚が太陽の紫外線のエネルギーを吸収することで生成されるのです。
ボストン大学医学部のマイケル・ホリック博士の研究によると「全身をベールで覆って生活しているアラブ女性は、皮膚が日光を浴びないために、体内のビタミンDが慢性的に不足していて、骨軟化症や骨粗しょう症を引き起こす人が非常に多い。また、ビタミンDの不足は、タイプ1の糖尿病や、結腸ガン、乳ガン、前立腺ガン、子宮ガンなどの発病の確立を高くしている」と、指摘しています。
科学的理由は最近なってに解明されたことですが、紫外線が骨の形成に関わっていることは古代ギリシャの歴史家、ヘロドトスが気づいていました。古戦場を歩くうちペルシャ兵の頭骨は石でたたくと砕けるのに、エジプト兵の骨は硬い。土地の古老に聞くと「エジプト人は日光の下でも帽子をかぶらないから頭蓋骨が丈夫だ」と答えたと書いています。上の「アラブ女性は・・・」というくだりに合致する話です。
ビタミンDは、ビタミンの一つと思われていますが、生理学的にはホルモンの働きをしています。そのため、サンシャインホルモンと呼ばれています。一人の人が必要とするビタミンDの80～100％は、日光を浴びることから得られると考えられています。日光の紫外線には皮膚の免疫能力を維持させる働きがあるのですが、近年、日本の女性は日傘やサンスクリーン剤で日光の紫外線を避け続けています。これでは免疫力が低下するばかりか、免疫システムが異常を起こして、アトピー性皮膚炎や花粉症にかかりやすい体質になり、さらにまた、正常なボデイリズムが刻めなくなり、うつ症にかかりやすくなると指摘する研究者もいます。
ヘロドトスが気づいたように、人間は太陽をあまり避けているとビタミンDが不足し、ビタミンDが大きく関係するカルシウムとリン酸塩の吸収が阻害されて、骨の形成が低下します。その結果、子供には「くる病」を、大人には「骨軟化症」「骨粗しょう症」を引き起こします。紫外線の有用な作用として殺菌消毒、ビタミンDの合成、生体に対しての血行や新陳代謝の促進、あるいは皮膚抵抗力の昂進などプラスの面があることも忘れてはなりません。
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| 虫の目からは紫外線を反射した 花芯の蜜の在りかがこのように見える |
なるほど、彼らはこうして蜜の在り場所を感知していたのかと、目からウロコでした。
サイトの亭主は4年間札幌で学生生活を送りました。八ケ岳に来た時、まず考えたことは、ここで育つものは寒冷地に強いもの、すなわち、札幌で見かけた植物を植えればよかろう、と いうことでした。
(リンク先はこのサイトでの記述場所です）「ライラックまつり」で道庁前の並木だったライラック（仏名、リラ）、小樽の園芸店に電話して取り寄せた北 大の校章だったエンレイソウ、部下の不幸で訪れた千歳市で立ち寄った園芸 組合の植木市ですすめられた、ボタン、シャクヤク、チシマヒョウタンボク（千島瓢箪木＝ヒョウタンに似た実がつく）、札幌の民家の生垣によくあり、子供が 食べていたハスカップ、母 の実家山形県米沢市によくあったリンゴや洋梨のラ・フランスの果樹の木、標高でわが山墅より４００メートルほど下の農家の庭先から分けてもらったキキョウ、寒さに強いと聞いて東京から鉢 ごと持ち上げたヘメロカリス・・・
「素人理論」ではこれらの植物はみなすくすくと育つ予定でした。ですが、次々と枯れていくものが出始めました。ライラックは山でお隣の東京の方が自宅の庭から持ち上げたものと私が長坂 の園芸店で買い求めたものと２本並んでいたのですが、我が家のは3年で、お隣のは最初花が５，６輪つけただけで年々小さくなり、ついに6年後には枯れました。ボタンは数年咲いたものの その後葉だけ出るものの花は咲かず、ついには枯れました。だけど、同じ種のシャクヤクは今も元気に大きな花をつけます。平地より2カ月遅れですが。
チシマヒョウタンボクとハスカップはかれこれ２０年ほど葉は出るけど花も実もつけず。リンゴ、ラ・フランスはともに年々やせ細ってついには枯れました。キキョウはほんのお近くからの引 っ越しだったのに、背丈が農家の庭先のものより３分の１ほどにしかならず、やがて消えました。
エゾベニヤマザクラ（蝦夷紅山桜）もどうも標高に敏感なようです、以前、北大恵迪寮のことでＮＴＴ東日本の児島仁社長とお会いした時、出身の北海道日高郡新ひだか町静内の「二十間道路桜並木」 の話になりました。幅３６メートル、長さ７キロの日本一の桜並木として有名ですが、ここに植わっているのがエゾヤマザクラです。すぐ近くの山梨・長坂の園芸店で「ベニ」と漢字一文字 多いけど、まあ同じく寒さに強いだろうと買い求めました。活着し、年々大きくなり１０年ほどたった今では４メートルほどの高さです。葉もよく繁っているのですが肝心の花がまだ咲かない のです。
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| 蝦夷山桜＝大山桜 |
日本で10数種ある、野生のサクラの中で、花色の赤みが濃く美しいことから、特に「紅」が冠につけられベニヤマザクラの呼び名で呼ばれますが、和名のオオヤマザクラというのが一般的です。花や葉がヤマザクラより大きいところから「大」ヤマザクラと呼ばれるようになりました。ヤマザクラと分布が重なる地域では、より標高の高いところに見られるます。
白い大輪の花が咲くオオデマリ（大手毬）は平地でも見かける植物ですが、東京の園芸店で買い求め山に移植したところ毎年、見事に大輪を花を咲かせます。平地より２カ月遅れの７ 月頃ですが。
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| ゴミ穴の水仙。毎年春真っ先に（2017.5.3） |
シラカンバは標高1000㍍～1500㍍、ダケカンバ は標高1500㍍～1800㍍を好む、と植物図鑑にあります。我が山墅は標高１７６０㍍にあるので敷地には図鑑どおりにシラカンバとダケカンバ が共生していて元気に育っています。ともに標高差で棲み分けているのです。 つまり、標高の高いところではともすれば寒さ対策ばかり考えがちですが、それだけではなく標高に左右される植物があるということを知る必要があると思います。
こうした植物たちの栄枯盛衰を見るにつけ、「彼ら」がどうして標高差を感得するのか不思議でなりません。なぜ寒さに耐えられるのに標高が高いところに耐えられないのか、 「Google Scholar」で植物学者の論文を漁ってもそれに答えたものが見当たらないので謎のままですが、自然界の不思議に圧倒されるばかりです。
