2018 Fiscal Year Annual Research Report
Spatiotemporal variability of heat transfer in plant-environment systems: measurements and numerical simulation
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17J05569
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
木村 建介 九州大学, 生物資源環境科学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | 熱輸送 / 光合成 / 蒸散 / 時空間分布 / 数値シミュレーション / イチゴ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イチゴ温室内の熱輸送の時空間分布を，環境要素（気温，湿度，風速，CO2濃度）の移動計測と半天球画像の多点撮影によって推定した日射量の分布から評価した．さらに，温室内の熱輸送の時空間分布と光合成生化学モデルおよび気孔コンダクタンスモデルを組み合わせ，光合成速度および蒸散速度の時空間分布を評価した．その結果，光合成速度および蒸散速度には，水平方向のムラが存在していることが明らかとなり，そのムラは日平均で22％に達した．今後はこれらのムラがイチゴの果実収量の空間分布に与える影響を調査する．
上記の温室内の熱輸送を数値シミュレーションによって再現した．計算はイチゴの植生を多孔質体とみなし，3次元領域において行った．シミュレーション結果としては，イチゴ群落からの蒸散（水蒸気輸送）を考慮していなかったため，イチゴ群落付近の気温および群落温度の日変化の傾向は再現できたが，シミュレーションによる計算値が温室内の実測値を過大評価していた．また，温室内で移動計測によって実測した気温の空間分布（水平方向および垂直方向の分布）とシミュレーションによる気温の分布は，群落近傍を除けば概ね一致していた．今後は温室内の水蒸気とCO2の輸送のシミュレーションを行う．さらに，植物の光合成および蒸散をシミュレーションモデルに組み込み，シミュレーション精度の向上を目指す．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画である作物生産場における熱輸送現象の時空間変動の実測と数値シミュレーションだけではなく，光合成および蒸散の時空間変動の評価を同時に行なえたため，順調に進展していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，温室（イチゴハウス）において以下の課題を行う．温室内の熱輸送現象の数値シミュレーションに，水蒸気輸送とCO2輸送のモデルを追加する．さらに，解析領域の植物群落に光合成と蒸散のモデルを組み込み，より正確な数値シミュレーションモデルの構築を目指す．なお，シミュレーション結果と比較するための実測データは本年度中にすでに取得済みである．
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