森林草地からの蒸発散機構とパラメタリゼーション

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04640409
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 安田 延壽 東北大学, 教養部, 教授 (30004419)
• 研究分担者: 山崎 剛 東北大学, 理学部, 助手 (80220317) ; 三上 正男 気象庁気象研究所, 応用気象研究部, 主任研究官
• キーワード: 森林蒸発散量 / 森林キャノピーモデル / ダルトン数 / 森林蒸発散量パラメーター化 / 葉温 / 放射温度 / 水蒸気輸送の拡散係数

研究概要

(1) 仙台市郊外で、森林、草地、裸地、舗装面などの放射温度の日変化を観測すると共に、簡単なライシメーターで、植生、湿潤裸地、乾燥裸地、水面からの蒸発量の測定を行った。また、武蔵丘陵森林公園の継続的観測値を解析して次のことが明らかになった。緩候期の森林からの蒸発散量(遮断蒸発量を除く)は浅い水面からの蒸発量にほぼ等しい。芝生などの草地からの蒸発量は森林の数十%程度である。最も蒸発量が多いのは充分水が補給された湿潤裸地であるがこれは、森林よりアルベードが大きく正味放射エネルギーが大きいためである。夏季仙台での舗装面や乾燥裸地面の放射温度は55℃にも達するが、蒸発を考慮した熱収支から説明できる。
(2) 葉面積密度が高い森林キャノピー上端の比湿のパラメーター化は、放射温度に対する飽和比湿に1より小さい数値を掛ける方法が良いことが分かった。このような森林に対して粗度高とダルトン数を決定した。
(3) 森林キャノピーの微細格子モデルを開発した。そのモデルによる計算の結果、葉面積密度がある適当な大きさの場合、蒸発量が最も大きくなることが分かった。又このモデルを用いてダルトン数を計算した。ダルトン数は、葉面積密度より粗度レイノルズに依ってより簡潔に表現できることが明らかになった。麦畑と森林の放射温度を上空から測定して決定したダルトン数の実測値と比較すると、微細格子モデルによる計算値でよく表現できることが分かった。
(4) 紫外線湿度計と超音波風速計に依る乱流測定データを解析し、渦相関法に依って蒸発量を計算した。接地気層の詳細観測データを用いて解析した結果、水蒸気の鉛直輸送の拡散係数は、運動量のそれに対して1.2倍という測定結果を得た。

研究成果

• [文献書誌] 北條 祥子,江成 敬次郎,安田 延壽,渡辺 明: "宮城県の地域環境の現状" 総合学術研究集会論文集. 9. 92-99 (1992)
• [文献書誌] 北條 祥子,安田 延壽: "宮城県の梅雨期における酸性雨の一斉調査" 地域環境研究会報告. 1-9 (1992)
• [文献書誌] 三上 正男: "地表面と大気のエネルギー輸送の基礎的研究" 気象研究所技術報告. 30. 5-62 (1992)
• [文献書誌] 三上 正男,藤谷 徳之助: "森林上の蒸発散過程と気象特性について" 水資源に関するシンポジウム論文要旨集. 4. 787-792 (1992)
• [文献書誌] Yamazaki T.and J.Kondo: "The Snowmelt and Heat Balance in Snow-covered Forested Area" J.Appl.Meteor.,U.S.A.31. 1322-1327 (1992)
• [文献書誌] Yamazaki,T.,T.Sakuraoka,T.Nakamura and J.Kondo: "A One-dimensional Model of the Evolution of Snow-cover Characteristics" A nnals of Glaciology. 18. (1993)
• [文献書誌] 武田 喬男・上田 豊・安田 延壽・藤吉 康志: "水の気象学" 東京大学出版会, 185 (1992)