| 研究課題/領域番号 |
15310003
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
環境動態解析
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
安田 延壽 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30004419)
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| 研究分担者 |
岩崎 俊樹 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80302074)
持田 灯 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00183658)
余 偉明 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60251716)
松島 大 千葉工業大学, 工学部, 助教授 (50250668)
石田 祐宣 弘前大学, 理工学部, 助手 (60292140)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| キーワード | ヒート・アイランド / 都市キャノピー / 都市域の緑地の配置 / 蒸発散 / 樹林蒸発散の縁辺効果 / 乱流拡散係数 / 小規模現象での乱流モデル / 乱流エネルギー方程式の圧力項 |
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| 研究概要 |
都市キャノピー及び郊外の地表面の基礎的な熱力学的性質は、アルベド、スタントン数及び有効熱慣性値(定義はcρλ:c、ρ、λは、都市キャノピーや郊外地表面の有効比熱、有効密度及び有効熱伝導率)によって決まる。これらのパラメータは、都市域では、建造物の高さ、単位面積あたりの建造物の数及び建蔽率で決められる(肥塚と安田、2005)。これらの数値と余偉明が開発した非静力学モデルを用い、最下層の水平格子間隔を1kmとして、宮城県全域に対して海風の三次元時間発展の数値計算を行った。風速と気温は全体的に観測値と一致し、海風がない場合より内陸の気温が下がっていたが、都市域の緑地の影響を数値計算に見出すことは出来なかった。この事は格子間隔が大きすぎることを意味しており、格子間隔を100m以下、出来れば1m程度にしなければならないことを意味している。現状の計算機資源ではそれは無理であり、鉛直方向に積分した水平二次元モデルを用いた。結果として非常に小さい水平格子間隔を用いても計算が可能になった。その結果都市域の緑地の効果を詳細に見ることが出来るようになった。緑地の葉からの蒸発散に依る葉温の低下が効果的にヒートアイランドを緩和する事がはっきり分かった。又、樹林の本数が同じで、葉面積示数が同じである場合、樹林を纏めて大きな少ない数の森林に纏めるより、樹林面積を適切に小さくし、建造物の間に散在させる方が効果的にヒート・アイランドを緩和した。しかし、格子間隔を小さくすると、乱流輸送モデルの欠点が如実に表れ、再検討が必要となった。そこで接地気層の観測データを再解析し、同時に圧縮流体のプリミティブ方程式に戻り、乱流構造の再検討を始めた。乱流エネルギー方程式における気圧変動項は、不安定成層の場合には、乱流エネルギーの和を大きくし、安定成層の場合には小さくすることが分かった(石田と安田、2005)。ヒート・アイランドの現実的緩和法の為に乱流輸送モデルの再検討を進める計画である。
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