樹雨に伴う森林への物質沈着量の推定に関する数値的研究

Numerical study on estimation of matter deposition on the forest through fog precipitation

堅田 元喜; 梶野 瑞王*; 平木 隆年*; 藍川 昌秀*; 小林 禧樹*

Katata, Genki; Kajino, Mizuo*; Hiraki, Takatoshi*; Aikawa, Masahide*; Kobayashi, Tomiki*

メソ気象モデル(WRF),エアロゾル化学輸送モデル(EMTACS)及び霧水沈着を考慮した精緻な地表面モデル(SOLVEG)を用いて、六甲山のスギ林における樹雨(霧が植物体に付着した後、やがて大粒の水滴となって樹冠下に滴下する現象)に伴う水・物質沈着について調べた。計算対象領域における気象場・濃度場及び霧水沈着量を再現するうえでは、それぞれのモデルを別個に用いるオフライン計算を実施した。WRFは、研究対象地域における水平風速や霧水量などの気象要素の時間変化の全体的な傾向を再現した。WRFの出力結果をSOLVEGの入力として用いた樹雨量の計算結果は、観測結果を過小評価した。この原因として、観測値には霧水の乱流鉛直混合による霧水沈着に加えて、エッジ効果に伴う沈着効果が影響していた可能性が示唆された。EMTACSによる大気中エアロゾル濃度と霧水中の酸性物質濃度の計算値を観測値と比較した。樹雨に伴う物質沈着量を高精度に推定するために、WRF-SOLVEG-EMTACSモデルの改良を進める必要がある。

Water and matter deposition via fog precipitation onto the ceder trees was investigated using the models of three-dimensional mesoscale model (WRF), aerosol transport model (EMTACS), and land surface model including fog deposition on vegetation (SOLVEG). Simulations using WRF, EMTACS, and SOLVEG were independently carried out to produce meteorological variables, chemical compositions, and fog precipitation, respectively. Meteorological variables were overall reproduced by WRF. Fog precipitation estimation by SOLVEG using the output from WRF significantly underestimated throughfall measurements. It was considerable that "edge effect' enhanced fog precipitation in measurements in addition to fog deposition by turbulent vertical mixing of fog water. EMTACS resolved temporal evolutions in chemical compositions in fog water and size distribution of aerosols. WRF-SOLVEG-EMTACS system should be improved in future to assess matter deposition via fog precipitation.