在21世纪的酷暑中能进行运动社团活动吗？
基于国内842个城市不同时间的预测数据的分析结果—
(筑波研究学园都市记者会、环境省记者俱乐部、环境记者会、文部科学省记者会、科学记者会同时发放)
2025年4月8日(星期二)
国立研究开发法人国立环境研究所
学校法人早稻田大学
国立环境研究所、早稻田大学的研究小组着眼于国内有数百万人参加的学校的运动社团活动，评价了未来气候变化带来的暑热影响和对策的效果。 结果预测，如果气候变化发展的话，像以前那样实施活动将变得困难，光靠导入早晨练习和减少室外练习等对策是不够的。 考虑到目前运动部活动中仍有很多中暑现象发生，因此，在关注气候变化发展的同时，以此次设想的对策为首，对比赛和练习的年度日程变更、室内运动场的维修等根本性对策也要付诸实施，这一点非常重要。
本研究的成果刊登在2025年3月10日由英国物理学会出版局( IOP Publishing )发行的国际学术杂志《Environmental Research: Health》上。
1 .研究的背景和目的
日本学校的运动社团活动是世界上罕见的规模活动，有数百万儿童和学生经常参加。 据说青少年时期做一定强度和时间以上的运动，能带来肌肉骨骼和心肺的健康、肥胖的预防、压力的减轻、学业成绩的提高等各种各样的好效果，也有利于今后的人生健康。 另一方面，运动中，除了骨折和扭伤等外伤外，中暑的风险也提高了，国内的运动部活动每年报告有数千起中暑。 在观看夏季体育赛事的同时，应该也有很多人对以选手为首的相关人员的健康状况表示关注吧。
运动社团活动可以说是支撑很多人健康的日本独特的“结构”。 但是，一方面根据气候变化预测将来高温的频率和强度会进一步增加，另一方面着眼于热对运动部活动的影响的研究几乎没有进行。 因此，本研究探讨了未来气候变化下的炎热指数( WBGT )注释1的预测，主要分析室外对运动社团活动的暑热影响和对策的效果，旨在得出思考未来运动社团活动应有状态的见解。
2 .研究方法
按时间预测WBGT
气候预测数据大多为每日以上的时间分辨率，在以运动部活动等特定时间段的活动为对象的未来影响的评价中存在课题。 因此，将国内842个城市过去12年的量的按时间的WBGT数据和对应的按日气象数据(气温、湿度、风速、日照量)的关系存储在作为机器学习方法之一的eXtreme Gradient Boosting (以下称为" XGBoost " )中 )中进行学习，构建了根据每天的气象数据预测不同时间的WBGT的模型。 从约5，000万件全部数据中随机选定的学习了约4，000万件数据的模型，无论何时都确认了其精度很高，决定系数为0.960.99，平均绝对误差为0.550.95℃。 因此，构建了学习了约5，000万件全部数据的模型，应用于日本地区的气候预测数据( NIES2020 )，对国内842个城市未来的按时间划分的WBGT进行了预测。
暑热对运动社团活动的影响及对策的效果评价
其次，预测的842个城市的分时间WBGT和与活动实施相关的热标准( 28℃≦WBGT<31℃:中止剧烈运动，31℃≦WBGT :中止所有运动)注释2以此为基础，“每周5天每天2小时的室外活动能否在放学后的15~18点实施”注释3关于，在表1所示的3个水平上评价了对运动部活动的热影响。 此外，我们还分析了表2所示三种措施带来的效果。 炎热影响和对策的评价示意图如图1所示。
表1暑热水平
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表2防暑措施
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图1暑热影响与对策评估示意图:黑线对应无对策对策a，蓝线对应对策b对策c两种情况下的WBGT。 在此图所示的情况下，无对策时为1级，采取某一对策时为0级。
3 .研究结果和考察
为了简洁地表现全国的趋势，根据过去的WBGT的8个地区划分(图2 )展示了结果。
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图2过去( 1980年2014年)410月按平均WBGT划分的8个地区
暑热影响
2060~2080年代的暑热影响预测如下(图3 )。
在大幅抑制温室效应气体排放的方案( SSP1-1.9 )下，8个地区中分别有5个地区/1个地区达到暑热1级(中止剧烈运动) /暑热2级(中止所有运动)，活动限制期间为8个地区合计每年12个月(最长)
在不依赖化石燃料抑制排放的方案( SSP5-8.5 )中，预测8个地区中分别有6个地区/4个地区达到1/2级暑热，8个地区合计活动限制时间为每年19个月(最长的地区为6个月)。
20302050年代全部剧本的结果，相当于20602080年代的SSP1-1.9~SSP1-2.6。
根据上述内容可知，随着气候变化的发展，运动部活动将来受到的暑热影响将会有很大的变化，地区的影响差异也很大。 特别是在温暖的地区，活动限制期可能需要一年中的几个月的年度日程大幅变更。
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图3 20602080年代410月各地区热水平
( 4种排放方案:基于s SP1-1.9/s SP1-2.6/ssp2- 4.5/s sp5-8.5。 各方案末尾的数字表示温室效应气体排放的程度(辐射强制力)，末尾的数字越大，温室效应越强。 例如，SSP1-1.9相当于大幅抑制温室气体排放的方案，SSP5-8.5相当于不依赖化石燃料抑制排放的方案。 这里给出了5个全球气候模型的平均值。 ）
对策的效果
2060~2080年代对策的效果预测如下(图4 )。 在此，我们将列举暑热影响最大、容易看到对策效果的SSP5-8.5的结果。
根据对策a，8个地区中分别有5个地区(减少1个地区)/0个地区(减少4个地区)达到暑热1/2级，8个地区合计活动限制时间为每年14个月(减少5个月，分地区最多减少2个月)。
根据对策b，8个地区中分别有5个地区(减少1个地区)/1个地区(减少3个地区)达到暑热1/2级，8个地区合计活动限制时间为每年12个月(减少7个月，分地区最多减少2个月)。
根据对策c，8个地区中分别有4个地区(减少2个地区)/0个地区(减少4个地区)达到暑热1/2级，8个地区合计活动限制时间为每年10个月(减少9个月，分地区最多减少2个月)。
虽然对策之间的效果有所不同，但预测无论是哪个对策，还是在气候变化最严重的情景下，都有明显的效果，即暑热一级地区减少，暑热二级地区几乎消失。 另一方面，以温暖地区为中心，炎热影响残留，激烈的运动受到限制，因此在气候变化发展的状况下，可以认为仅靠本研究设想的对策很难继续一如既往的运动部活动。
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图4 20602080年代410月各地区划分对策暑热水平变化
( 4个排放方案:显示基于s SP1-1.9/s SP1-2.6/ssp2- 4.5/s sp5-8.5的5个全球气候模型的平均值。 ）
四.今后的展望
本研究着眼于国内有数百万人参加的学校的运动部活动，评价了气候变化的暑热影响和对策的效果，结果预测，如果气候变化发展，像往常一样的活动实施将变得困难，光靠导入早晨练习和减少室外练习等对策是不够的。 鉴于已经发生了很多中暑的现状，我们认为在关注气候变化发展的同时，此次设想的对策自不必说，更根本性的对策(例如:变更大会和练习的年度日程、室内运动场的整备、夏季在更凉爽的地区的活动)付诸实施也是重要的。
今后，将基于本研究所开发的分时间WBGT (已在“8 .数据”记载的知识库中公开)和评价方法，扩展研究对象，改进分时间WBGT预测方法，实施全国全面的暑热环境预测，气候变化下的学校日程方式的发展性研究
5 .评注
注释1 :考虑对人体热平衡影响较大的湿度、辐射热、气温三个指标。 在国内外的中暑对策中被广泛参照。 单位与气温相同，为“℃”。
注释2 :根据公益财团法人日本体育协会( 2019 )《体育活动中中暑预防指南》中的《中暑预防运动指南》设定。
注释3 :根据体育厅( 2018 )《关于运动部活动方式的综合指导方针》中关于初中、高中活动时间的记载设定。
6 .研究资助
本研究涉及(独)环境再生保护机构环境研究综合推进费课题SII-11-2城市住宅的气候变化影响综合评价( JPMEERF23S21120 )及1-2307极端高温等对暑热健康的影响和适应措施的研究( JPMEERF20231007 )
7 .发表论文
【标题】
heat impacts on school sports club activities in Japan under climate change and the effectiveness of counter measures
【作者】
Takahiro Oyama、jun’ya takakura、Yuri Hosokawa、Yasushi Honda、Minoru Fujii、Kenichi Nakajima、and Yasuaki Hijioka
【刊登杂志】
Environmental Research: Health
【URL】
https://IOP science.IOP.org/article/10.1088/2752-5309/adbb 11(连接到外部站点)
【DOI】
10.1088/2752-5309/adbb11(连接到外部站点)
8 .数据
【标题】
future hourly wet-bulb globe temperature dataset for 842 cities in Japan
【作者】
Takahiro Oyama，jun’ya takakura
【刊登库】
环境数据初始化
【URL】
https://www.nies.go.jp/doi/10.6073/pasta/a34e 743 f 786 d 30a 04 AAC 4a e2e 333 EB 3a.html(连接到外部站点)
【DOI】
10.6073/pasta/a 34 e 743 f 786 d 30a 04 AAC 4a e 2e 333 eb3a(连接到外部站点)
9 .主讲人
本报道发表者如下。
国立环境研究所
气候变化适应中心气候变化适应战略研究室
研究员大山刚弘
社会系统领域地球可持续性综合评价研究室
主任研究员高仓润也
气候变化适应中心气候变化影响观测研究室
客座研究员本田靖
社会系统领域系统创新研究室
藤井室长实
资源循环领域国际资源可持续性研究室
中岛室长谦一
气候变化适应中心
中心长胥冈靖明
早稻田大学
体育科学学术院
副教授细川由梨
10 .咨询处
【研究相关咨询】
国立研究开发法人国立环境研究所气候变化适应中心
气候变化适应战略研究室研究员大山刚弘
【有关报道的咨询】
国立研究开发法人国立环境研究所企划部宣传室
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