乱流による運動量・顕熱・水蒸気輸送の概算方法 (「バルク式」)

(だいたい 近藤 (1994) 5.4節「バルク式」 による。)

風・気温・水蒸気量などの、乱流を表現できるほど時間間隔のこまかい観測が えられる地点はかぎられている。 (超音波風速計などの観測機器をつかえば可能ではあるが、 通常の風速計でえられる観測値の時間分解能はあらい。)

多くのばあい、風速 U、気温 T、水蒸気量 (比湿) q の観測は、 接地境界層のうちのそれぞれひとつの高さだけで得られている。 (風速の代表高さは地上 10 m、気温の代表高さは地上 2 m。) ほかに、地表面温度 (海面水温や地面温度) Ts が得られていることがある。

境界層内の風速の鉛直分布をくわしく知ることができないので、 代表的な分布を仮定して、高さについて積分した結果をつかう。

つぎのように考える。

比例定数は、(自然対流になるばあいを別として) (平均の) 風速 U が強いほど大きいだろう。 そこで、比例定数から 因子 U をくくりだして、 のこりを「バルク輸送係数」 CM、CH、CE とする。

陸面のばあいのCE は、じゅうぶんしめった面の CE に、 0 と 1 のあいだの値をとる係数 (「蒸発効率」) βをかけたものである。 じゅうぶんしめった面の CE は、CH とほぼ同じである。

バルク輸送係数は、成層の安定度によっても変わる。安定成層では小さく、不安定成層では大きい。

バルク輸送係数は、地表面の粗度などによってもちがってくる。

同じ地表面、同じ成層状態であっても、 風、気温、水蒸気量の値をあたえる高さがちがえば、バルク輸送係数の値はちがってくる。


文献


2024-07-17
増田 耕一 (MASUDA Kooiti)
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