iLEAPSセッション3

iLEAPSセッション3 についての檜山哲哉さんの原稿です。 水文水資源学会誌への原稿は別ページに移しました。

“Role of Atmospheric Boundary Layer Processes in Modulating Surface Exchanges” と題した本セッションの共同コンビーナーは、L. Ganzeveld と B. Holtslag （ともにオランダのWageningen University）である。ちなみに Holtslag は GABLS (GEWEX Atmospheric Boundary Layer Study) の議長であり、本国際会議の GEWEX Session 9 において、 これまでの GABLS の活動を口頭発表で紹介している。 本セッションの口頭発表は以下の 8 氏により行われた。

• L. Ganzeveld (Wageningen University, The Netherlands) の講演は当初プログラムに無かったが、予定されていた T. Karl (NCAR, USA) の VOCs (Volatile Organic Compounds) に関する招待講演が キャンセルになったことから、セッションコンビーナーとして自らイントロダクション的に講演した。 CH2Oやイソプレンの酸化にともなうOHの再循環過程など、大気境界層内の大気化学過程に関する研究例とその重要性について紹介した。
• T. Vesala (University of Helsinki, Finland) は、渦相関法を用いた夜間における森林でのO3とCO2の各 フラックス推定に際しての観測の問題点を、移流・拡散の基礎方程式からアプローチした。特に日の出頃や日没時における鉛直移流の重要性を指摘し、その評価方法について解説した。また、樹冠上と樹冠下のフラックスの乖離を定量評価するためには、摩擦速度 (u*) を用いるよりもバルクリチャードソン数を用いる方が有効であることを紹介した。
• H. Jonker (Delft University, The Netherlands) は、 大気境界層雲 （非降水性の”smoke” cloud、層積雲、 積雲）内における大気微量成分の拡散現象をLES (Large Eddy Simulation) を用いてアプローチした研究例について、動画を活用しながら紹介した。積雲は他の非降水性の雲に比べて大気微量成分を拡散させにくいことは、筆者にとって驚きであった。
• P.S. Kroon (ECN, The Netherlands) は、オランダの湿地におけるCH4とN2Oのフラックス観測例を示し、 QCL (Quantum Cascade Laser) spectrometer を用いた渦相関法の適用可能性と不確定性について紹介した。データの十分な品質チェック (QC: Quality Control) を経れば、渦相関法を用いてCH4やN2Oのフラックス推定は可能であることを見出し、それらの GWP (Global Warming Potential) を評価した。
• Oxford University Press から1994 年に出版されている教科書「Atmospheric Boundary Layer Flows, Their Structure and Measurement」の共著者であり、現在の大気境界層研究における世界的な権威でもある J.J. Finnigan (CSIRO, Australia) は、森林樹冠上の 粗度境界層に関する話題を提供した。樹冠近傍では MOST (Monin-Obukhov Similarity Theory) が成立しないため、その改良を目指した研究について、あるいは hairpin shape vortex など、乱流の組織構造に関する研究を紹介し、樹冠近傍での風速プロファイルの 変曲点の評価には、圧力勾配項を無視することはできないことを示した。
• M. Ek (NCEP, USA) は、GEWEX/GLASS/LoCo プロジェクトとそれに関連する研究トピックスを紹介した。地表面フラックス、大気境界層、エントレインメント、雲という、ローカルスケールでの大気陸面相互作用研究の最新の知見について解説した。比湿を x 軸に、温位を y 軸にとり地表面フラックスからエントレインメントフラックスに至る大気境界層過程を時系列で示す Betts ダイアグラムに始まり、Jarvis and McNaughton のΩ (decoupling) パラメータと土壌水分量や evaporative fraction との関連を示したダイアグラムなど、古典的ではあるが未解決の諸問題についてレビューを行っていた。
• A. Williams (ANSTO, Australia) は、 放射性元素の、ラドン（222Ra)の雲頂、雲層（あるいは自由大気） 混合層、残余層における鉛直プロファイルを航空機観測により調査した結果を紹介した。自由大気にはラドンはほとんど存在せず、残余層にも少なかった一方、日中の雲層にはラドンが存在していたことから、エントレインメントあるいは top-down diffusion の重要性を指摘した。
• 最後に P. Kabat (Wageningen University, The Netherlands) は、”Innovative and hair-raising final　talk”と題して、今後の GEWEX や iLEAPS の進むべき姿や課題について、次の3点に着目しながら講演した。先ず、地球気候システムモデルにおける陸域植生の役割やモデリングに関し、Kabat は、VOCs から SOA (Secondary Organic Aerosol)、CCN (Cloud Condensation Nuclei)、雲生成に至る過程における植生の役割と重要性を指摘し、気候・気象学者や水文学者のみならず、植物生態生理学者との間でより密にタッグを組むことにより、陸域植生が地球気候システムにおいて自己調整機能を果たすのか否かについて明らかにすべきことを力説した。次に FLUXNET の課題と必要性に関し、Kabat は、観測サイト毎に別々にQCを行っている現状を指摘し、サイト間での比較に耐えうるデータセットを構築していくためには、今後 FLUXNET として統一的な QC の実施が必要であるとのコメントを行った。最後に、今後、社会的要請として気候変化に対するアダプテーションに向けた回答を出す前に、我々はより良いモデルの構築と、そのための基礎データの取得が必要であることを強調した。彼の ”Put the puzzle together” という言葉が強く印象に残った。

さて、グローバルな水・エネルギー循環や気候に対し、 エアロゾルや植生がどのような影響を及ぼすのか、という点に着目したセッションが多かった今回の国際会議ではあるが、ローカルスケールでのプロセス研究 例やその重要性についても取り上げられていたのが印象的であった。その一つの現れが iLEAPS Session 3 であった。陸面や植生を介したグローバルな水・エネルギー循環に興味があり、かつローカルスケールでの大気境界層過程を専門とする筆者のような人間にとって、今回の会議は大変興味深いイベントであった。なお、次回の第3回 iLEAPS 国際会議は、2011年9月18-23日に、ドイツで行われることが決定している。 （檜山哲哉）

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