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大気―地表面間の熱・ガス交換過程を理解することは気候変動予測において重要であり、その交換量の標準的測定手法である渦相関法の果たす役割は大きい。しかし、渦相関法には地表面熱収支が閉じない問題が残されており、データの精度向上の必要がある。本研究では、理解の進んでいない大気境界層内の低周波輸送に注目し、渦相関法で測定される熱・ガス交換量について信頼性の高い評価方法を確立することをめざしている。
最終年度には、渦相関法を用いた地表面熱収支の連続測定と集中観測による地表面パラメータの取得を水田観測サイトにて行った。渦相関法によって計測された顕熱・潜熱交換量を基に群落コンダクタンスを算出し、それを実測の気孔コンダクタンスと比較することで、地表面熱収支が閉じない原因に関する考察を行った。その結果、渦相関法により測定された顕熱交換量に問題がある可能性を指摘した。
研究期間全体を通しては、渦相関法による地表面熱収支の連続測定を実施することに加え、GPSゾンデを用いた集中観測により大気境界層とその上の自由大気中の温湿度プロファイルの計測を行った。それにより、自由大気から大気境界層内への大気の混入が地表面での渦相関法による交換量測定にどのような影響を与えるかを定量化した。その結果、地表面での測定には、地表面での顕熱・潜熱交換からの影響に加え、自由大気からの大気の混入による影響が現れていることを明らかにした。また、そのような大気の混入の影響を除外する手法を開発した。
本研究の意義は、渦相関法によるデータの精度向上である。現在、渦相関法データは陸域生態系モデルの検証のために用いられており、その検証されたモデルが将来の気候変動予測に用いられている。そのため、渦相関法のデータ精度の向上は、気候変動予測の信頼性の向上につながるものである。
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