衛星同期/常時共同観測による琵琶湖流域水・熱・物質循環過程の解明に関する総合研究-琵琶湖プロジェクト第3ステージ-

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13305033
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中北 英一 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70183506)
• 研究分担者: 大石 哲 山梨大学, 医学工学総合研究部, 助教授 (30252521) ; 戎 信宏 愛媛大学, 農学部, 助教授 (60176782) ; 田中 賢治 京都大学, 防災研究所, 助手 (30283625) ; 樋口 篤志 名古屋大学, 地球水循環研究センター, 助手 (90324384) ; 岩田 徹 岡山大学, 環境理工学部, 助手 (10304338)
• キーワード: フラックス面的観測 / SAT / シンチロメータ / ドップラーライダー / 陸面過程モデルSiBUC / 非静力数値気象モデルARPS / 水・熱収支 / 琵琶湖流域

研究概要

水文・水資源学会研究グループ「大気境界層における乱流フラックス研究会、京都大学防災研究所一般共同研究「均質な地表面上での不均質なフラックス分布の測定に関する研究」、琵琶湖プロジェクトが共同して、2002年度に引き続き、2003年度にもフラックスの面的直接観測を実施した。観測体制は琵琶湖プロジェクト常設熱収支観測に加えて、風速とエアロゾルの3次元分布を計測するドップラーソーダー(1台)、鉛直風系を計測するドップラーソーダー(2地点)、水平方向のパス平均の顕熱フラックスを計測するシンチロメータ(1台)、大気の鉛直プロファイルを計測するGPSゾンデ(1台)、潜熱・顕熱・放射を計測するスーパーサイト(4地点)、顕熱を計測するSATサイト(4地点)、SATを鉛直3点で計測するプロファイルサイト(3地点)、気温の変動を観測する熱伝対(格子状に24個)であった。全国11の大学・研究機関から約30名の参加者を得て、9/28よりポール設置や電源ケーブル敷設等の観測準備、9/29より測器の設置、10/1から10/10までデータ取得、10/11に測器の撤収をした。その後、熱収支各項の分布を高精度で推定するために放射計や温湿度計を同一地点に並べて比較観測を実施した。今回のフラックス集中観測CAPS2003は、前年のCAPS2002での観測範囲(1200m×500m)に比べて小さな範囲(200m×100m>を対象としているところに特徴がある。測器の配置は全体としては十字状であり、中心付近の測器に関しては全て同一のロガー(64ch)でデータを記録(多数のデータの完全同期)することにより、乱流構造の詳細な追跡を目的としている。2002、2003の集中観測データは1次解析(クオリティーチェック)を終えて、データベースを作成するとともに、ホームページ上で公開されいる。
一方、数値モデリングとしては、また非静力学数値気象モデルARPSと詳細な陸面過程モデルSiBUCとの結合モデルを開発し、総観スケールから局地スケールにいたるネスティング計算により、局地風系の詳細な再現を実現するとともに、局地循環に与える陸面過程の影響について詳しく分析された。また、陸面過程モデルSiBUCのさらなる改良によりoff-line計算を再実行し、琵琶湖流域全体の水・熱収支の空間分布季節分布のデータセットを作成した。ただし、当初本研究計画に掲げていた水・熱循環と物質(水質)循環の結合については次のステージへの課題として残ることになった。

研究成果

• [文献書誌] 中北英一, 前田妙子: "流域スケールに依存した分布型降雨情報の有効性に関する基礎検討"土木学会水工学論文集. 48. 307-312 (2004)
• [文献書誌] 相馬一義, 田中賢治, 中北英一, 池淵周一: "非静力数値気象モデルへの詳細な陸面過程モデルの導入"土木学会水工学論文集. 48. 127-132 (2004)
• [文献書誌] Tanaka, K., K.Ishioka, E.Nakahta, S.Ikebuchi: "Energy and water budget in the lake Biwa basin Japan"Abstract of the IUGG2003, Sapporo Japan. A114 (2003)
• [文献書誌] 石田祐宣, 樋口篤志, 田中賢治, 松島大, 玉川一郎, 浅沼順他: "複数の乱流計測機を用いた乱流熱輸送量空間分布観測の概要-琵琶湖プロジェクト2002年集中観測(CAPS)-"気象学会2003年度春季大会予稿集. 238 (2003)
• [文献書誌] 石田祐宣, 安田延壽, 田中賢治, 玉川一郎他: "CAPS2003観測データを用いた接地気層乱流の構造(1)-高次相関量の確率分布を中心として-"気象学会2003年度春季大会予稿集. (発売予定). 156 (2004)
• [文献書誌] 玉川一郎, 田中賢治, 石田祐宣, 樋口篤志, 松島大, 浅沼順他: "琵琶湖プロジェクト2002年フラックス面的集中観測(Catch A Plume by SATs : CAPS):その概要"水文・水資源学会誌. 17(4)(掲載予定). (2004)