農業気象

地表―接地気層―大気系における物質とエネルギの輸送に関する研究(I)

熱源のスケールが流れおよび温度環境におよぼす影響

早川誠而

1978 年 34 巻 3 号 p. 109-118
発行日: 1978/12/15
公開日: 2010/02/25

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.34.109

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The surface of the earth is naturally heterogeneous with respect to its roughness, temperature, moisture and other properties. When air moves along such a surface it is modified continuously by the horizontally varying properties.
The degree of this modification depends on the amplitude and areal extent of the surface inhomogeneities as well as the prevailing large scale flow pattern. This paper describes the effects of the sizes of localized heat sources (LHS) on flow and temperature environment when the wind passes from one surface to another with different temperature. The LHS is considered to be narrow in the x flow direction and infinite in the y flow direction, and the temperature of LHS is specified to be 10°C higher than that of the other surface areas.
The nonlinear two-dimensional steady-state equations in the planetary boundary layer are constructed and solved by Estoque and Bhumralkar's model (1970), which is based on the numerical solution of the steady-state nonlinear meteorological equations for three dimensional flow. The computed horizontal velocity shows that the prevailing flow decelerates on encountering the windward edge of LHS and accelerates on leaving the leeward edge. As a consequence of the horizontal velocity variation there is an upward motion over the LHS and a downward motion downwind. The potential temperature perturbation in the atmospheric boundary layer is spread horizontally and vertically by the advection and diffusion process, and the effect of the surface heat is more marked above the downwind edge of LHS as well as over its center.
The maximum convective height can be represented as
Z_max=ζ_max⋅R^-1/6⋅l,
where Z_max is the maximum convective height, ζ_max non-dimensional maximum convective height parameter, R non-dimensional parameter, l horizontal scale of the heat island, which were used in the theory of Kimura et al. (1975). The present results indicate the maximum height of the convective layer is approximately proportional to R^-1/6⋅l. The negative temperature perturbation, “cross-over”, appears as l is greater than 500m.
As mentioned above the results indicate a significant difference in the depth of the circulation and the perturbation of temperature changes with the scale of HS, The present model gives a quantitative indication about the size, shape and intensity of the circulation due to LHS under different conditions.

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C₃植物とC₄植物に関する農業気候学的研究

(4) イネとヒエの葉温と蒸散量の日変化

長谷川史郎

1978 年 34 巻 3 号 p. 119-124
発行日: 1978/12/15
公開日: 2010/02/25

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.34.119

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湿生植物で, 類似した環境下で栽培されているイネ (C₃植物) とヒエ (C₄植物) の葉温の日変化を明らかにするために実験を行った。ポットに植え, 湛水条件下で育てた, 移植後約1箇月のイネとヒエを用いて自然条件下で, 葉温, 蒸散量を測定し, 同時に日射量, 風速, 気温および湿度を測定した。測定期間は1977年7月26日から7月31日である。得られた結果を要約すれば次の通りである。
1) 葉温の日変化
イネ葉温は日の出, 日の入り時の弱日射下では気温とほぼ同じであったが, 日射が強くなるにしたがって気温よりも低下した。夜間は気温より0.5～1.0℃高かった。ヒエ葉温は夜間は気温とほぼ同じであったが, 日の出後しばらくたつと気温よりも高くなり, 日射が強くなるにしたがって, 気温よりもますます高くなった。
2) 蒸散量の日変化
弱日射下ではイネとヒエとで大きな差は認められなかった。日射が強くなる昼間において, イネの蒸散量はヒエのそれに比し多くなった。
3) 日射量と葉気温差
イネの葉気温差と日射量との間には高い負の相関関係が認められる。ヒエの葉気温差と日射量との間には高い正の相関関係が認められる。
4) 日射量と蒸散量
日射量とイネ蒸散量ならびにヒエ蒸散量との間には高い正の相関関係が認められる。弱日射下ではイネ, ヒエの蒸散量はほぼ等しいが, 日射が強くなればイネの蒸散量はヒエのそれより多くなる。
5) 葉温と蒸散量
ヒエ葉温とイネ葉温との差はイネ蒸散量とヒエ蒸散量との差と密接な関係が認められる。
以上の結果より, イネとヒエとで光合成, 生育適温が異なるにもかかわらず, 両者の分布域ならびに生育季節がほぼ等しいのは, 1つには, 高温, 強日射下でイネはヒエに比し体温が低いためと考えられる。

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気象環境とイネの物質生産に関する研究

I. 葉面ガス拡散抵抗, 光合成および蒸散に及ぼす光と風速の影響

堀江武

1978 年 34 巻 3 号 p. 125-136
発行日: 1978/12/15
公開日: 2010/02/25

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.34.125

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気象条件からイネの物質生産の動態を説明・予測するシミュレーションモデルを開発することが研究の最終的な目的である。このために必要なデータを得る目的で, 葉面境界層のガス拡散抵抗と風速との関係, および光強度とガス拡散抵抗, 光合成, 蒸散との関係が単葉レベルでの同化箱法により求められた。
イネの葉面境界層の水蒸気輸送抵抗r_aは, 風向方向の葉の長さの1/2乗と風速の-1/2乗に比例し, したがって平面からの質量輸送を特徴づけるシャーウッド数Shはレイノルズ数Reとシュミット数Scの関数としてつぎの式で与えられることがわかった。Sh=ARe^1/2Sc^1/3, ここでAは比例係数であって0.86～0.91の値であった。CO₂輸送に対する葉肉抵抗r_Mは, 光強度の変化に対してほとんど瞬間的に応答するが, 気孔抵抗r_sは定常値に達するのにある時間を要することがみとめられた。光強度の増加に対するr_sの過渡応答は一次遅れの応答関数で, 光強度の減少に対するそれはロジスティック型の関数でマクロ的に近似できることがわかった。気温30℃の条件下で, 気孔が開くときの時定数はほぼ5分であるが, 閉じるときのそれは約6分であった。r_sの定常値についてみると, 暗黒下では約30～40seccm^-1であるが, 光の増加とともに指数関数的に減少することがみとめられた。r_sは全短波放射強度0.6calcm^-2min^-1(0.26calcm^-2min^-1の光合成有効放射強度) 付近で最少値1.2seccm^-1に達した。一方r_Mも光強度の増加とともに減少するが, 最少値に達するのは全短波放射強度約0.8calcm^-2min^-1においてであった。通常の環境条件下では, 光合成速度はr_aもしくはr_sよりもr_Mによってより強く律速されているようであった。
見かけの光合成速度と外気から葉内の細胞間隙に至るCO₂の輸送係数との間には直線関係が成立つことがみとめられた。これは, 気孔は細胞間隙のCO₂濃度を一定に保つように作用しているという Raschke (1975) の仮説を支持する結果であると考えられる。

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光強度の変化にともなうキュウリ葉のCO₂吸収の過渡変化

矢吹万寿, 清田信

1978 年 34 巻 3 号 p. 137-140
発行日: 1978/12/15
公開日: 2010/02/25

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.34.137

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昭和53年度全国大会シンポジウム

「施設園芸とエネルギー」要旨

1978 年 34 巻 3 号 p. 141-148
発行日: 1978/12/15
公開日: 2010/02/25

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.34.141

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英国の大学と試験場と霧と

鈴木義則

1978 年 34 巻 3 号 p. 149-154
発行日: 1978/12/15
公開日: 2010/02/25

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.34.149

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抄録

1978 年 34 巻 3 号 p. 155
発行日: 1978/12/15
公開日: 2010/02/25

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.34.155

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