植生及び土壌の熱・水分・二酸化炭素収支モデルの作成

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650651
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 平岡 久司 京都大学, 学術情報メディアセンター, 助教授 (80115922)
• Keywords: 植生 / 乱流モデル / 放射 / 二酸化炭素 / 光合成 / 土壌呼吸

Research Abstract

平成13年度では、植生用の乱流モデル、植裁内の放射伝達モデル、そして気孔コンダクタンスモデルを統合して、植裁葉部分の熱・水分・二酸化炭素収支モデルを提案した。このモデルの特徴は、(1)1次元〜3次元の形態を持つ植裁内の熱・水分・二酸化炭素収支を計算できること、そして(2)気孔コンダクタンスモデルに酵素Rubiscoの酵素反応からの光合成モデルを採用した点にある。植裁の形態に依存する実験式を排除し、モデル化することにより、3次元植裁に適用可能なモデルを提案した。また、酵素反応からの光合成モデルを採用することにより、これまで実験式に頼っていた気孔コンダクタンスモデルに理論的な側面を加えた。
平成14年度では、前年度で提案した植裁の熱・水分・二酸化炭素収支モデルの検証を行い、良い結果を得た。このモデルを綿畑での3日間における風速、気温、正味放射の測定値に適用し、モデルからの予測結果と測定データとの比較を行った。気温、正味放射に関しては、計算値は測定値と非常に良い一致を示した。風速に関しても測定値と良い一致を示したが、予測精度は気温や正味放射の場合に比べ劣っていた。この原因は、(1)実際の風速は自然風であり、平均風速と乱流成分に明確に分離できないことと、(2)植裁特有の"穂波"と呼ばれる現象のためと推測された。

Research Products

• [Publications] H.Hiraoka: "Modeling the budgets of heat and water vpor within vegetation"International Workshop on physical Modelling of Flow and Dispersion Phenomena, held at Prato, Italy. 8 (2003)
• [Publications] 平岡 久司: "植物キャノピー乱流モデルの比較"第16回数値流体力学シンポジウム. 16(CD-ROM). B26-B26-9 (2002)
• [Publications] H.Hiraoka: "Simulating the microclimate produced by a single tree"First International Workshop on Architectural and Urban Ambint Equipment, held at Nantec, France. (CD-ROM). 12 (2002)
• [Publications] H.Hiraoka: "Modeling the budgets of heat, water vpor, and Uarbon dioxide within a tree"Advances in Fluid Modeling and Turbulence measurments ed, by Wacla, A., Ninokata, H., and Tanaka, N.. 727-734 (2002)
• [Publications] 平岡 久司: "植裁内熱・水分収支モデルの検証"日本建築学会計画系論文集. 558. 31-36 (2002)
• [Publications] 平岡 久司: "樹木の熱・水分・二酸化炭素モデルに関する考察"日本建築学会計画系論文集. 546. 53-60 (2001)