2013 Fiscal Year Research-status Report
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25450368
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
本條 毅 千葉大学, 園芸学研究科, 教授 (60173655)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 熱伝達係数 / 都市冷却 / 葉の熱収支 / 顕熱輸送 / 潜熱輸送 |
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| Research Abstract |
都市の緑は蒸発散により都市を冷やすと考えられているが，さまざまな測定結果から，緑地が冷えるのは，蒸発散の効果だけでは必ずしも説明出来ない場合がある。その原因には，小さい葉の集合体である植物と大気との顕熱交換が従来の常識よりも大きいことが考えられる。従来，熱収支を考えるとき，空中にある葉群の構造や分布と顕熱交換との関係などは，あまり扱われていなかった。そこで，本研究では，葉の集合体としての樹木と大気との熱交換の特性や，葉のスケールや三次元構造が熱収支に及ぼす影響の解明をその目的とした。
本年度は，個葉の熱伝達係数を実験により求めた。葉の熱伝達係数算出に当たっては，潜熱輸送量の異なる2個体を用いて，熱収支式を連立して解く方法を用いた。実験に用いた樹種は，アオキ，ヤブツバキ，イヌツゲの3種である。葉面積の大きさが，熱伝達係数に影響するかどうかを見るため，このような3種の葉を用いた。熱伝達係数の平均値の結果は，アオキが24(W/m2K)，ヤブツバキが17(W/m2K)，イヌツゲが39(W/m2K)であった。葉面積は，アオキ(110cm2)，ヤブツバキ(18cm2)，イヌツゲ(0.7cm2)の順で小さくなるので，必ずしも葉面積が大きいほど，熱伝達係数が小さくなる傾向は見られなかった。これは，異なる樹種の葉を実験に用いたため，単純に葉の大きさのみが，熱伝達係数に影響しなかったためと考えられる。葉温は，小さい葉ほど，低い温度となった。
葉の熱伝達係数の測定は，非常に研究例が少ないが，今回用いた手法により，個葉について熱伝達係数を求めることが可能であることを示すことができ貴重なデータを得られた。今後も実験を続けて測定例を増やす予定である。この結果をもとに，葉の集合体である樹木の個体について，三次元構造などを考慮して熱伝達係数を把握し分析する予定である。
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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
本研究の目的は，小さい葉の集合体と大気との顕熱交換がどの程度あるかを定量的に示し，これまでの気象，工学的な理論では扱われてこなかった，空中にある葉群の構造や分布と顕熱交換係数との関係などについて知見を得ることである。また，葉の集合体と大気との熱交換の特性や，葉のスケールや三次元構造の影響について理論的な説明を行い，緑地を都市の微気象制御に応用できるような知見を得ることもその次の段階の目標である。
本年度は，第一段階として，個体の葉の熱伝達係数を求めることができた。これにより，植物と大気間で，どの程度の顕熱交換が行われているかを明らかにすることができ，次の段階である葉の集合体である個体の顕熱交換について解析するための基本的なデータを得ることができた。また，今回用いた熱伝達係数の測定手法は，理論的には個葉ばかりでなく個体にも応用可能であり，個体の熱伝達係数を求めることができる可能性を示すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
葉の熱伝達係数の測定は，非常に研究例が少ないため，今回用いた手法により実験を続けて個葉についての測定例を増やす予定である。葉の集合体である個体についても，同じ手法を用いて熱伝達係数の測定を行う。それと同時に測定した個体の三次元形状についても測定を行い，葉の空間的な分布が熱伝達係数にどのような影響を及ぼすかを分析する。しかし，個体の三次元データの測定は，葉の数が数十枚を超えると非常に煩雑になるので，多数の個体の測定を行う場合には自動化を行うことが必要となる。最も有望な手法は，レンジスキャナーを用いて，植物の三次元形状測定を行うことであるが，得られるのは点データの集合であるため，葉の大きさ，葉の傾きなどを抽出する手法を開発するか，簡易的な手法で同等の情報を得ることを試みる。
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Research Products
(2 results)
