砂漠からの風送ダスト発生全過程解明のための観測・理論・モデルによる総合的研究

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17201008
• Research Institution: Japan, Meteorological Research Institute
• Principal Investigator: 三上 正男 Japan, Meteorological Research Institute, 物理気象研究部, 室長 (60354510)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長島 秀樹 立正大学, 地球環境科学部, 非常勤講師 (10087570) ; 石塚 正秀 香川大学, 工学部, 准教授 (50324992) ; 山田 豊 理化学研究所, 先端技術開発支援センター, 先任技師 (70392165)
• Keywords: ダスト / 黄砂 / サルテーション / 臨海摩擦速度 / 土壌水分

Research Abstract

観測・理論・モテルの連携の元、風送タスト発生全過程の解明のため、オーストラリアで風送タスト発生過程の集中観測を行い、新たな非一様性サルテーション理論との比較検証を行うと共に、これまで定量的に議論することが困難であった風送ダスト発生に関わるフラックス、粒径分布とその鉛直構造、臨界摩擦速度、土壌水分及び地表面土壌構造依存性などについて定量的議論を行った.また、従来の測器を用いた観測手法との比較検証も行い、本研究による新しい観測手法の評価も行った.
集中観測は2006年2月23日から3月13日にかけて、オーストラリア南東部の麦の休耕地で行った.期間中12回のダスト発生イベントを観測し、得られたデータを元に解析を行った.
本研究の主な結果は以下の通りである.1.飛砂フラックス量とその時間変動・粒径・鉛直分布を求めた.期間中大規模なイベントは1回だけだったが、それが期間全体のフラックス総量の大部分を占めることが分かった.2.飛砂フラックスの粒径分布は、二峰型分布を示し、Shaoの非一様サルテニション理論が予言する微細な粒子による指数関数分布モードと粗い粒子による対数関数分布モードが実際に存在することを初めて確かめた.3.サルテーション臨界摩擦速度を客観的に定量化し、実際のサルテーションでは、臨界摩擦速度の粒径依存性は無いことが分かった.4.土壌水分の増加に伴う飛砂フラックスとダスト濃度の減少を観測で確認した.5.弱い降水後の弱いクラスト形成により、ダスト粒子の凝集が起こり、その結果小粒径のダスト濃度だけが低下する現象が見いたされた.6.我々が開発した飛砂飛散計数器(SPC)と欧米で主に用いられている飛砂の計数器(Sensit)比較観測を行った.その結果、SensitはCoincident lossのためフラックスの増加に伴い逆に粒子数の減少を出力する事が分かった.一方SPCは充分な線形性を持つことが確認され、SPCの測定における優位性が確かめられた.

Research Products

• [Journal Article] Threshold wind speed for dust emission in east Asia and its seasonal variations (2007)
  • Author(s): Kurosaki, Y., M. Mikami
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research 112 Pages: doi:10.1029/2006JD007988
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Dust emission under weak physical crust after small precipitation at a fallow-wheat field in Australia during JADE-IOP (2007)
  • Author(s): Ishizuka, M., Mikami, M., Leys, J., Yamada, Y., S. Heidenreich
  • Organizer: The third China-Korea-Japan Joint Conference on Meteorology
  • Place of Presentation: China Meteorological Administration(CMA),Beijing,China
  • Year and Date: 2007-11-14
• [Presentation] Physical process of wind erosion and its relation to ground surface conditions in East Asia (2007)
  • Author(s): Mikami, M., Ishizuka, M., Lets, J., Yamada, Y., and S. Heidenreich
  • Organizer: The third China-Korea-Japan Joint Conference on Meteorology
  • Place of Presentation: China Meteorological Administration(CMA),Beijing,China
  • Year and Date: 2007-11-14
• [Presentation] 飛砂とダストの発生機構の同時観測(JADE-IOP)-弱い降雨後のクラスト・凝集形成によるダスト濃度の粒径別変化- (2007)
  • Author(s): 石塚 正秀, 三上 正男, 山田 豊, ジョン・レイズ
  • Organizer: 日本気象学会, 2007年度秋季大会
  • Place of Presentation: 北海道大学学術交流会館
  • Year and Date: 2007-10-16
• [Presentation] Effect of weak crust on saltation mass flux after small precipitation event during JADE IOP (2007)
  • Author(s): Ishizuka, M., Mikami, M., Leys, J., Yamada, Y., S. Heidenreich
  • Organizer: XXIV General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics
  • Place of Presentation: University of Perugia,Italy
  • Year and Date: 2007-07-09
• [Presentation] Multi-size Saltation Process from Fallow-Wheat-Field in Australia during JADE IOP (2007)
  • Author(s): Mikami, M., Leys, J., Ishizuka, M., Yamada, Y., and S. Heidenreich
  • Organizer: XXIV General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics
  • Place of Presentation: University of Perugia,Italy
  • Year and Date: 2007-07-09
• [Presentation] オーストラリア休耕地からの飛砂飛散過程-JADE-IOP1観測- (2007)
  • Author(s): 石塚 正秀・三上 正男・ジョン レイズ・山田 豊
  • Organizer: 第53回風に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京大学弥生講堂・一条ホール
  • Year and Date: 2007-06-21
• [Book] 乾燥地の土地劣化とその対策 (2008)
  • Author(s): 三上 正男(分担執筆)
  • Total Pages: 262
  • Publisher: 古今書院