農業気象

研究論文（英文）

近年の8月における北日本の低温化とチベット高気圧の弱化との関係

永野良紀, 加藤央之, 山川修治

2009 年 65 巻 2 号 p. 129-139
発行日: 2009/03/10
公開日: 2009/09/15

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.65.2.1

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8月のチベット高気圧の東アジアへの張り出しの年々変動を解析した．また，チベット高気圧の変動が北日本への天候の影響を統計的に解析した．北日本上空における100 hPa高度場は，1991年以前は正偏差であったが，1992年以降では負偏差が続いており，1991年を境に有意な不連続が認められた．8月のチベット高気圧は，1991年を境に北日本への張り出しが弱まっていることが統計的に確認された．気圧分類型を用いて日本付近における前線の出現日数を調べた結果，1992年以降の平均出現日数が1991年以前の平均出現日数の2.5倍になり，統計的にも有意な差が認められた．また，北海道における気温も1992年以降は負偏差が続いており，有意な不連続が認められた．日本付近における前線出現日数の増加や北海道の気温の低下はチベット高気圧の盛衰と連動していた．代表的な事例の解析も試みたが，チベット高気圧の張り出しが強かった1982年，1990年は北海道でも気温が高く前線出現は少なかった．対照的にチベット高気圧の張り出しが弱かった1993年や2002年は北海道では気温が低く，前線も平年より多く出現していた．

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慣行栽培圃場と不耕起栽培圃場での土壌二酸化炭素濃度とその意味

Seiichiro YONEMURA, Masayuki YOKOZAWA, Yasuhito SHIRATO, Seiichi NISHI ...

2009 年 65 巻 2 号 p. 141-149
発行日: 2009/03/10
公開日: 2009/09/15

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.65.2.2

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Soil CO₂ concentrations to a depth of 50 cm depth were monitored with Vaisala CO₂ probes from June 2004 to May 2005 in conventionally plowed and no-tillage agricultural plots and found to be generally higher in the former than the latter. Soil CO₂ concentrations were also higher in summer and lower in winter, but were modulated by harvesting and the application of crop residues. Analysis of diurnal variations in soil CO₂ concentrations, soil CO₂ effluxes, and soil temperatures revealed distinct differences between plots. The relative amplitudes of the variation in CO₂ concentrations peaked at a soil depth of 5 cm. Soil CO₂ concentrations were higher when there was higher soil water content after precipitation, while soil CO₂ effluxes were lower under the same circumstances. These two results relate to the lower diffusivity at higher soil water content, which restricts CO₂ efflux, leading to higher soil CO₂ concentrations. Calculations reveal that in the shallower soil layer (0-5 cm), CO₂ production was greater in no-tillage plots, whereas in the deeper layer (15-25 cm), it was greater in conventional plots.

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小麦残渣および肥料が施与された慣行耕起・省耕起・不耕起栽培体系における亜酸化窒素の発生

永田修, 杉戸智子, 小林創平, 鮫島良次

2009 年 65 巻 2 号 p. 151-159
発行日: 2009/03/10
公開日: 2009/09/15

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.65.2.3

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亜酸化窒素は農業活動によって発生する主要な温室効果ガスであり，二酸化炭素やメタンに比べて強い温室効果を有している。化学肥料や有機物の施与とともに，耕起や収穫後の残渣の鋤込みは，亜酸化窒素ガスを発生させる要因であると考えられる。本研究は，小麦を栽培する水田転換畑を対象とし，麦わら残渣，肥料が施与された慣行耕起（CT; conventional tillage），省耕起（RT; reduced tillage），不耕起（ZT; zero tillage）体系における亜酸化窒素発生量と発生要因を明らかにすることを目的とした。CTにおいては基肥，追肥を行わない無施肥区（CT/NF）を合わせて設けた。各処理区，亜酸化窒素フラックスは10月中旬から下旬にかけて顕著に高くなり，最高値は，ZT，RT，CT，CT/NFでそれぞれ，1763，2640，1458，1620 µg N m^-2 hr^-1となった。2006年9月から2007年7月（296日）における亜酸化窒素積算発生量は，ZT，RT，CT，CT/NFでそれぞれ，8.9，11.1，9.5，8.8 kg N ha^-1となり，処理間で有意差は認められず，施肥を行っていない処理区（CT/NT）においても施肥された処理区（ZT，RT，CT）と同程度の亜酸化窒素発生が認められた。この結果から，麦わら残渣の鋤込みが亜酸化窒素発生をもたらす要因の一つであることが示唆された。亜酸化窒素フラックスは，融雪直後においても顕著な上昇傾向がみられ，測定期間における発生量の11～18％が，融雪前後の27日間でもたらされた。本研究から，年間を通じた測定が亜酸化窒素発生量を正確に算出するためにも必要であることが示された。

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東アジア域における2020年の地表オゾン分布予測

Masayuki TAKIGAWA, Masanori NIWANO, Hajime AKIMOTO, Masaaki TAKAHASHI, ...

2009 年 65 巻 2 号 p. 161-166
発行日: 2009/03/10
公開日: 2009/09/15

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.65.2.5

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To evaluate the impact of emission changes in East Asia on the surface ozone concentration, we conducted 1-year calculations with emission inventories for 2000 and 2020, using a one-way nested global-regional chemical transport model (CTM), consisting of global and regional CTMs. The global CTM was based on the chemical atmospheric general circulation model for the study of the atmospheric environment and radiative forcing (CHASER) model, while the regional part is based on the Weather Research and Forecasting (WRF)/Chem model. The anthropogenic emissions in East Asia were taken from the Regional Emission inventory in ASia (REAS). Comparison of the modeled surface ozone with ground-based observations at Mt. Tai showed that the model generally reproduced the diurnal variations of ozone in the North China Plain. For the horizontal distribution of surface ozone concentration, comparison between 2000 and 2020 revealed an ozone decrease of 1-3 ppbv in the North China Plain, where the increase of ozone precursors was most remarkable. An increase of 3-10 ppbv was also apparent in the outflow region of the North China Plain, over the Sichuan Province, Korea, and Japan. Comparison of the diurnal variations of surface ozone over the North China Plain in 2000 and in the “policy failed case” for 2020 (2020PFC) showed ozone levels peaking at 10% more in the latter, due to enhanced ozone production during the daytime.

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水稲田水温に植被の成長が及ぼす影響

太田俊二, 木村愛

2009 年 65 巻 2 号 p. 167-178
発行日: 2009/03/10
公開日: 2009/09/15

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.65.2.9

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本研究では，熱収支モデルを使って水稲田水温がイネの成長段階によってどのように変化するかの定量化を試みた。その結果を要約すると次のようになる。
1．春先から初夏にかけて水稲田水温は（LAI<1.5のとき），植被のない裸水田水温よりも水田の全国平均で約0.3°C高くなった。その後この水温差は次第に小さくなり，真夏（LAI>1.5）になると逆に水稲田水温の方が裸水田水温よりも全国平均で約1.5～2.0°C低くなった。
2．水稲田水温と裸水田水温の差の季節変化のパターンは気温や日射量といった地域による気候要因の違いとはほとんど関係がなかった。この水温差は主として葉の繁茂によってもたらされ，イネの生育段階に応じて大きく変動した。すなわち，イネの生育初期においてはイネ自身が出す長波放射によって水温は暖められ，生育中期から後期では葉面積の増加によって短波放射が被陰されるので水温は低下したと考えられる。
それゆえ，イネの移植日をずらすだけで，その他の気候要因が同じであったとしても，水稲田水温は大きく変動する。今後はこのことを実証的に研究する必要があるだろう。また，将来気候が水稲耕作に及ぼす影響を定量的に評価するためには，水温の変化がイネに及ぼす影響だけではなく，イネが水温を変化させる点も考慮して，水田の熱収支を研究しなければならない。

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統合影響評価モデルのための日本の地域水稲収量影響関数の開発

飯泉仁之直, 横沢正幸, 西森基貴

2009 年 65 巻 2 号 p. 179-190
発行日: 2009/03/10
公開日: 2009/09/15

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.65.2.10

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本研究では日本の6地域における地域水稲収量について2種類の影響関数を開発・検証した。一つは単純で，もう一つはやや詳細である。影響関数は（1）様々な強制力の状態に対する，関心を寄せるある量（本研究では地域水稲収量）の応答についての参照表であり，（2）機構的で計算機負荷の大きいモデルによって作成される，（3）シミュレーション時間の短縮のために統合影響評価モデルに実装されることが特徴である。開発された影響関数は統合影響評価モデルに組み込まれ，温室効果ガス排出の安定化レベルを検討するために用いられる。本研究では，影響関数を観測値と慣行的な作物モデルシミュレーションの結果（フルシミュレーション）と比較した。ややに詳細な（単純な）影響関数の収量と観測値との平均絶対パーセント誤差は7.8％（7.7％）だった。また，温暖化条件化では，僅かに詳細な（単純な）影響関数の収量とフルシミュレーションとの平均絶対パーセント差は4.5％（4.6％）だった。これらの差の多くは2ヶ月より短い期間での気温の変動によって生じた。これらの結果から，気候の平均的な変化が地域収量に及ぼす影響を評価することに影響関数を用いることは可能と考えられる。しかしながら，気候の極端現象や年々変動が地域収量に及ぼす影響を評価するためには影響関数は必ずしも信頼性の高いツールとは言えない。

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研究論文

分光反射特性によるサツマイモの塊根部重量推定に関する基礎研究

石川大太郎, 石黒悦爾, 関岡信一, 大神修一郎, 箱山晋, 川満芳信

2009 年 65 巻 2 号 p. 191-200
発行日: 2009/03/10
公開日: 2009/09/15

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.65.2.8

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Remote sensing has been studied for evaluation and/or estimation of growth and yields of many types of crops. Most of these were reported on the crops with leaves distribution vertically. On the other hand, for the crops with leaves of horizontal distribution, few remote sensing studies have been reported. Especially, for sweet potato (Ipomoea batatas Lam. cv. kogane-sengan), development of the monitoring technique during cultivating period has been expected.
This study was conducted to clarify the relationships between a tuberous root fresh weight per plant and leaf area, experimentally. The spectral characteristics from the leaves of sweet potato were measured by a handheld spectroradiometer during cultivating period. And the relationships among the tuberous root fresh weight, leaf area (LA) and the spectral characteristics were analyzed.
The growth estimation index (ND_{710, 510}) was defined as following formula used spectral reflectance of 710 nm and 510 nm; ND_{710, 510}=(R₇₁₀-R₅₁₀)/(R₇₁₀+R₅₁₀). It was confirmed that there was a negative correlation between LA and the growth index with negative correlation coefficient. It is thought that this originates in the change of the spectral reflectance immediately after planting. Moreover nitrogen content in leaves per plant in growing period was estimated NDVI, RVI and leaf contents indices shown by the following expressions; ND_{770, 660}=(R₇₇₀-R₆₆₀)/(R₇₇₀+R₆₆₀), ND_{530, 510}=(R₅₃₀-R₅₁₀)/(R₅₃₀+R₅₁₀).
These results showed the possibility of estimating the mass tuberous root during growth with non-destructive technique using spectral reflectance of sweet potato leaves.

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天水田における渦相関法の相対誤差特性とデータ品質管理への応用

金元植, 小森大輔, 趙在一

2009 年 65 巻 2 号 p. 201-207
発行日: 2009/03/10
公開日: 2009/09/15

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.65.2.11

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The long-term measurements of sensible and latent heat and CO₂ fluxes (H, lE, and Fc) in various terrestrial ecosystems contribute to improve understanding of the biogeochemical cycle on interaction between the biosphere and atmosphere. The flux is measured by the eddy covariance method using not only reliable micrometeorological knowledge but also developed instrumental techniques. However, the eddy covariance measurements should include error (δ) as a statistical uncertainty because of diverse measurement conditions based against theoretical assumptions.
Here, we take account of the relative error (φ) to evaluate the flux measurements with statistical analysis of rainfed paddy field in tropical crop regions. The least median of squares (LMS) method is applied to estimate the spatiotemporal descriptive statistics of relative error (φˆ) because the frequency distribution of φ has more significant kurtosis and skewness than Gaussian. Consequently, we found that φˆ=0.13±0.04, which is similar to other studies, despite the seasonal variation and the difference in land cover. The characteristic of φ presented in this study could be of significant use in the quality control analysis of eddy covariance flux measurements.

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短　報（英文）

ハナモモ実生苗における断根処理後の根量の静電容量計測による非破壊的推定法

塚原清子, 山根健治, 八巻良和, 本條均

2009 年 65 巻 2 号 p. 209-213
発行日: 2009/03/10
公開日: 2009/09/15

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.65.2.6

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圃場で栽培したハナモモ当年生実生苗の根量を静電容量計測により非破壊的に推定する方法を開発した。圃場で生育したハナモモ実生では，根の乾物・生体重ともに静電容量と高い正の相関が認められた。鉢植えのニホンナシ台木（ホクシマメナシ）においても，同様の相関が認められた。圃場栽植のハナモモについて2段階の断根処理を行いながら計測した静電容量値と根乾量の関係式から，断根処理による根の剪除量を評価可能と考えられた。静電容量法はハナモモ根量（乾物・生体）の圃場での評価に利用可能な非破壊的推定法であることが示された。

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半乾燥地の黄河上流沿岸谷地における気温の日変動の特徴

Hisashi YOSHIKOSHI, Tetsuo KOBAYASHI, Weizhen WANG, Daisuke YASUTAKE

2009 年 65 巻 2 号 p. 215-219
発行日: 2009/03/10
公開日: 2009/09/15

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.65.2.7

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In the upper Yellow River valley in a semi-arid region, the surface air temperature is high in the late afternoon and often peaking after 16:30 local time, and then decreasing rapidly during the growing season.
To investigate this characteristic phenomenon, an intensive measurement of the heat budget of bare-soil surfaces was carried out at a field in the upper Yellow River valley in April 2008. Consequently, this phenomenon was found to occur at this field in the spring. The wind strengthened in the late afternoon, which was a valley breeze, and subsided after sunset, meanwhile the sensible heat flux was positive and remained considerable until sunset. Furthermore, the specific humidity decreased to minimal values when the air temperature approached its maximum for the day. These results suggest that the wind caused the vertical transport of the hot and dry air from the upper air advected from the surrounding desert, and maintained higher surface air temperatures, along with the large flux of sensible heat in the late afternoon. After sunset, however, the radiative cooling dominated the heat budget of the surface air layer and the air temperature decreased rapidly.

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短　報

都市化の影響を考慮した近年の日本における気温変化傾向とその地域的・季節的な特性ついて

西森基貴, 桑形恒男, 石郷岡康史, 村上雅則

2009 年 65 巻 2 号 p. 221-227
発行日: 2009/03/10
公開日: 2009/09/15

DOIhttps://doi.org/10.2480/agrmet.65.2.4

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To estimate the regional and seasonal characteristics of the secular change in surface air temperature (SAT) over the agricultural land of Japan, we firstly analyzed the urban climate effect involving 17 general meteorological observatories selected by the Japan Meteorological Agency, and secondly, newly defined 19 stations mainly located in rural areas of Japan as representative of Japanese agro-land (Rural-19). As following analyses for regional and seasonal changes of the SAT trends, SAT was found to increase remarkably in February throughout Japan and in July over East Japan, although slightly decreasing in August and December over North Japan. The averaged trend in terms of temperature increase in the Rural-19 for each month during the period 1980-2004 was estimated to be within the range 0.3-1.4°C of the daily minimum and 0.5-2.4°C of the daily maximum SATs, respectively. The trend of the maximum SAT shows remarkable regional and seasonal variations compared with that of the minimum SAT.

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