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秋は、前半は[[秋雨前線]]の影響で雨が降りやすくなる。また[[台風]]が通過して暴風雨となることもある。後半は天気は周期変化となり、晴れる日が多い。冬は、[[西高東低]]の冬型の[[気圧配置]]になりやすく、晴れて空気が乾燥する日が多い。2月から3月にかけては[[南岸低気圧]]が通過しやすくなり、都心では数[[センチメートル|cm]]程度の積雪となることがある。ただし、[[多摩地方]]では20cm以上の積雪となることもある。雪が積もると[[交通機関]]の運行が乱れることもある。
 
* '''[[東京都区部]]''' - 気象庁[[露場]]のあった大手町付近の観測によると、日本全国で最も[[ヒートアイランド]]の影響が大きい。[[1920年代]]には、年間70日程度観測されていた[[冬日]]は少なくなり、熱帯夜の日数は3倍以上に増加している。また、冬場は南九州の[[鹿児島市]]や[[宮崎市]]よりも最低気温が高くなることもあった。[[那覇市]]を除いた全国の[[都道府県庁所在地]]の中では、[[横浜市]]、[[千葉市]]、[[神戸市]]、[[大阪市]]などと並び最低気温が最も高くなることも珍しくなかった。しかし、夏場の最高気温自体はそれほど高くもない。一方、内陸寄りにある[[練馬区]]のアメダス観測<ref group="注">それでも、練馬の観測地は都市気候の影響が強いとの要因から2013年度から緑地公園内に移転。</ref><ref>[http://www.asahi.com/national/update/0725/TKY201207250222.htm 「東京一暑い街」、ついに卒業? 練馬の観測所移転へ [[朝日新聞]]2012年7月25日]{{リンク切れ|date=2017年10月}}</ref>地域では冬日は珍しくなく、[[新宿区]]や[[渋谷区]]などの都心部でも冬日の観測はよく見られる。また、気象観測所のある千代田区内においても大手町付近と気象庁露場の移転が予定されているした[[北の丸公園]]とでは冬場の最低気温に違いが見られ、2012年1月の平均最低気温は大手町1.8℃に対し北の丸公園は0.4℃であり、冬日の日数では大手町3日に対し北の丸公園は11日である。これは、1月の気温に関しては練馬(平均最低気温&minus;0.3℃、冬日17日)よりの気温である。これらの要因から、同じ都区内でも練馬区など内陸よりの郊外と[[中央区 (東京都)|中央区]]や[[千代田区]]などの臨海部との気温差が大きいことが分かる。さらに、[[江戸川区]]の沿岸部にも江戸川臨海という名でアメダスが設置されており、そこも大手町よりも冬の最低気温が低くなることが多く、冬の大手町のヒートアイランド現象が極めて著しいことを表しているが、東京都区部の天気予報で表示される気温はあくまで大手町の露場の気温が基準となってい
 
* '''[[多摩地方]]''' - [[内陸性気候]]のため、冬場の最低気温で東京都区部とは非常に大きな違いがある。府中の1月の平均最低気温は&minus;0.8℃、青梅で&minus;2.3℃、八王子で&minus;2.0℃、奥多摩では&minus;3.0℃と氷点下まで下がり、都心部との気温差が5度以上になることも珍しくない。また、冬には南岸低気圧によって、大雪をもたらすこともあり、20センチメートル以上の積雪となることも多い。都心部が霙や雨でも気温が低い多摩地方では雪になることが多い。特に[[奥多摩町]]や[[檜原村]]、[[青梅市]]山間部などの多摩西部では[[11月]]頃から[[雪]]が降ることもある。