先說一般原則：
然而這裡面會有許多特例。
比如，本該用平假名書寫的詞，有時會用片假名書寫。比較常見的情況有「生物名稱」和「強調」。在這種情況下，e、o 兩段的長音仍然會按平假名的規則寫作 エイ、オウ。比如「蝙蝠」（こうもり）是個固有詞，但因為是生物名稱，常用片假名書寫，寫作 コウモリ 而不是 コーモリ。
把本該用平假名書寫的詞用片假名書寫，還出現在詞典和學術文章中區分漢字的音讀與訓讀的時候 —— 音讀一般用片假名書寫。漢字的音讀中有大量的 e、o 段長音，在這種情況下也是寫作 エイ、オウ 而不是 エー、オー。
題主舉的例子「汕頭」，是一個非常邊緣的特例。Suwatō 這個讀音，是音譯自潮州話的。按規則，音譯自現代漢語（無論是普通話還是方言）的詞，是按照外來詞對待的，所以 tō 這個長音應當寫作 トー。但這個發音恰恰與「頭」字的音讀 とう 一致了，而使用音讀的漢字詞是不作為外來詞對待的。這裡就容易產生混淆：有人可能把「汕頭」當成了用片假名書寫的音讀詞，從而把 tō 寫成了 トウ。在 Google 上搜索兩種寫法，「スワトウ」有 139 萬個結果，「スワトー」有 88.9 萬個結果，可以認為兩種寫法都是常見的，所以不必糾結。
另外順便提一下關於 e、o 段長音的另外兩點：
先說一般原則：
平假名用於書寫固有詞和漢字詞，e 段長音寫作 えい，o 段長音寫作 おう。片假名用於書寫外來詞，e 段長音寫作エー，o 段長音寫作オー。然而這裡面會有許多特例。
比如，本該用平假名書寫的詞，有時會用片假名書寫。比較常見的情況有「生物名稱」和「強調」。在這種情況下，e、o 兩段的長音仍然會按平假名的規則寫作 エイ、オウ。比如「蝙蝠」（こうもり）是個固有詞，但因為是生物名稱，常用片假名書寫，寫作 コウモリ 而不是 コーモリ。
把本該用平假名書寫的詞用片假名書寫，還出現在詞典和學術文章中區分漢字的音讀與訓讀的時候 —— 音讀一般用片假名書寫。漢字的音讀中有大量的 e、o 段長音，在這種情況下也是寫作 エイ、オウ 而不是 エー、オー。
題主舉的例子「汕頭」，是一個非常邊緣的特例。Suwatō 這個讀音，是音譯自潮州話的。按規則，音譯自現代漢語（無論是普通話還是方言）的詞，是按照外來詞對待的，所以 tō 這個長音應當寫作 トー。但這個發音恰恰與「頭」字的音讀 とう 一致了，而使用音讀的漢字詞是不作為外來詞對待的。這裡就容易產生混淆：有人可能把「汕頭」當成了用片假名書寫的音讀詞，從而把 tō 寫成了 トウ。在 Google 上搜索兩種寫法，「スワトウ」有 139 萬個結果，「スワトー」有 88.9 萬個結果，可以認為兩種寫法都是常見的，所以不必糾結。
另外順便提一下關於 e、o 段長音的另外兩點：
本該用片假名寫的詞，有時也會用平假名寫，比如想賣萌的時候。此時，詞裡的長音也一律寫作「ー」，比如 こみっくがーるず（Comic Girls，本應寫作 コミックガールズ）。外來詞裡也會出現 エイ 的拼法，一般用來對譯英語的 /eɪ/，比如 メイド（maid）。這是因為有不少人覺得 エイ 和 エー 的發音是不同的，前者不是單純的 e 段長音，而是更像英語 /eɪ/ 那樣的雙母音。