都市の地下公共空間拡大が地上付近の一酸化炭素濃度に与える影響に関する研究

なぜ地下化が都市の空気に重要なのか

世界の都市が高層化し人口密度が高まる中で、街路レベルのスペースは不足しています。これに対処するため、多くの都市が地下へと空間を拡張し、地下鉄、地下商業施設、トンネル、駐車場などを整備してきました。本研究は単純だが重要な問いを立てます：都市の生活をより多く地下に移すと、地上で私たちが吸う空気は本当にきれいになるのか―とくに車両由来の有害ガスである一酸化炭素の量は減るのか？

にぎやかな通りの下に隠れた空間

著者らは「地下公共空間」と呼ぶ、駅や地下商店街、地下広場、駐車場など、誰もが利用できる足元の空間に焦点を当てます。これらは単なる配管や深いユーティリティトンネルとは異なり、日常の移動、買物、仕事と密接に結びついています。地下に交通網や歩行可能なネットワークを設ければ、人や車の流れを地上の道路から移す可能性があり、その変化は歩道や交差点、街路に沿った地上付近の空気層で人々が最も呼吸する地点の排気ガスを減らす効果を生むかもしれません。

三都市、長年にわたるデータ

研究者らはこの現象を実際に確かめるため、地下整備の状況や地形が異なる中国の三つの大都市—上海、成都、済南—を対象にしました。上海は平坦な沿岸平野にあり、長年確立された地下ネットワークを持ちます。成都は通気が悪くなりがちな盆地に位置し、地下整備が急速に進んでいます。済南は山と河に挟まれ、空気循環が限定的で地下ネットワークはまだ若く断片的です。研究チームは地図上の「関心地点」として登録された地下施設を用い、2015年から2022年にかけて各都市で地下公共空間がどこでどれほどの速度で拡大したかを追跡しました。

デジタル痕跡を汚染マップに変える

本研究はこれらの地下位置データを、地上センサー、衛星、気象モデルから作られた高解像度の一酸化炭素濃度マップと組み合わせています。各都市を1キロ四方の細かなグリッドに分割し、各マスで時間の経過とともに出現した地下施設の数を数えました。次に、地下空間の成長レベル（新規開発のない区域から急速に拡大した区域まで）ごとに一酸化炭素の変化を比較し、統計モデルで地理的要因や年ごとの幅広い傾向の影響を除去して解析しました。

概ね改善、ただし地域差あり

三都市全体で、地下公共空間が拡大した場所ほど、一酸化炭素の低下が大きい傾向が見られました。上海と成都では、地下整備が急速に進んだグリッドで最も急速な低下が観測され、統計モデルは一貫した強い関連性を示しました：地下施設が多いほど地上の一酸化炭素は低くなる、という結果です。済南はより複雑な様相を示しました。そこでは各追加の地下施設が比較的強い局所的な一酸化炭素減少と結びついていた一方で、最も成長の速い区域全体での改善幅は他二都市ほど大きくありませんでした。著者らは、済南の谷状の地形制約、重めの工業背景、そしてまだ断片的な地下ネットワークが、広域的な大気改善効果を弱めていると示唆しています。

今後の都市設計にとっての意味

専門外の読者にとっての主なポイントは明快です：交通や用地節約に加え、よくつながった地下ネットワーク—とくに交通路や連結された商業通路—を整備することは、地上の呼吸空間の大気を改善する効果を持ち得ます。車両や活動を地上から引き離し、移動パターンを変えることで、一酸化炭素が減少する可能性があるのです。ただし効果の大きさは地形、産業構成、地下システムの成熟度や連続性といった地域条件に左右されます。地下化を確実に空気の改善手段にするには、それぞれの都市の状況に合った慎重な計画が重要です。

引用: Zhuang, G., Qiu, P., Pang, L. et al. Study on the impact of urban underground public space expansion on near-ground carbon monoxide concentrations. Sci Rep 16, 12508 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42950-w

キーワード: 地下公共空間, 都市の大気質, 一酸化炭素, 公共交通, 都市計画