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交換過程を含む大気-土壌-植生モデル; SOLVEG2の開発データベース整備永井 晴康
RIST News, (39), p.10 - 22, 2005/03
大気と陸面間の熱,水及びCO交換を研究するために、新しい大気-土壌-植生モデルSOLVEG2(SOLVEGバージョン2)の開発を行った。モデルは、大気,土壌,植生それぞれについての1次元多層サブモデルからなる。また、モデルは、植生層内の日射及び長波放射の伝達、及び大気,土壌,植生間のCO交換を計算する精緻な過程も含んでいる。本モデルは、通常の使用では気象データを上部境界条件として接地層大気,土壌及び植生層変数の鉛直分布を計算するだけであるが、3次元の大気モデルと結合して計算を行う機能も有する。
exchange processes; SOLVEG2永井 晴康
JAERI-Data/Code 2004-014, 92 Pages, 2004/11
JAERI-Data-Code-2004-014.pdf:11.03MB
大気と陸面間の熱,水及びCO交換を研究するために、新しい大気-土壌-植生モデルSOLVEG2(SOLVEGバージョン2)の開発を行った。モデルは、大気,土壌,植生それぞれについての1次元多層サブモデルからなる。また、モデルは、植生層内の日射及び長波放射の伝達、及び大気,土壌,植生間のCO交換を計算する精緻な過程も含んでいる。本モデルは、3次元の大気モデルと結合して計算を行う機能も有する。本報告は、大気モデルMM5との結合機能も含めて、SOLVEG2の詳細を記述する。
横山 須美; 野口 宏; 一政 祐輔*; 一政 満子*
Journal of Environmental Radioactivity, 71(3), p.201 - 213, 2004/01
被引用回数：10 パーセンタイル：22.49(Environmental Sciences)核融合施設では、大量のトリチウムを扱うため、周辺の公衆の被ばく線量評価を行ううえでは、施設から放出されたトリチウムの環境中での挙動を調べておく必要がある。特に施設から放出されたトリチウムが土壌に沈着した後、再放出される過程については、あまりデータが得られていないことから明らかにしておく必要がある。本報告書では、特にトリチウム水(HTO)の土壌からの再放出を調べるために、HTOの代わりに重水(HDO)を用いて、土壌に沈着したHTOの再放出過程を模擬した野外実験を行った結果について報告する。実験には、ビニールハウス内でHDOに上面をばく露した土壌(ばく露土壌)及びあらかじめ重水を均一に混合した土壌(重水混合土壌)を用い、土壌を薄く分割して、任意の時間ごとにこれらの土壌水分中HDO濃度の深さ分布の時間変化を調べた。その結果、ばく露土壌及び重水混合土壌の両方の表層土壌水分中重水濃度の低下が著しいものの、ばく露土壌の方が重水混合土壌に比べて、低下割合が大きかった。さらに、交換,蒸発及び拡散過程を考慮した簡易なHTO環境移行モデルを用いて本実験結果の解析を行った結果、モデルは比較的実験結果と良い一致を示すことがわかった。
永井 晴康
JAERI-Data/Code 2003-021, 36 Pages, 2003/12
JAERI-Data-Code-2003-021.pdf:1.73MB
地表付近の熱,水及び物質交換の研究に適用する目的で、大気-陸面結合モデルの開発を行っており、並列計算通信ライブラリMPI(Message Passing Interface)を用いたモデル結合手法を考案した。大気モデルにはペンシルバニア州立大学と米国大気研究センターが開発したメソスケール非静力大気モデル(PSU/NCAR-MM5)を、陸面モデルには原研で開発した接地層大気,土壌及び植生を含む詳細なモデル(SOLVEG)を用いた。また、MPIとしては、原研で開発した異機種並列計算機間通信ライブラリ(Stampi)を用いた。各モデルの独立した平行計算において、それぞれの計算結果をMPIにより交換し合うことにより結合を行う。
野口 宏; 横山 須美*
Health Physics, 84(3), p.344 - 353, 2003/03
被引用回数：1 パーセンタイル：10.87(Environmental Sciences)カナダで行われたトリチウムガス(HT)野外連続放出実験においてHTとトリチウム水(HTO)の空気中濃度の高さ分布を測定した。HTとHTOの空気中濃度の高さ分布は昼間はほぼ均一であるが、夜間は濃度勾配があることが観測された。濃度勾配の係数と気象条件との相関を調べた結果、日射量との相関が大きいことがわかった。また、鉛直方向のトリチウム移行を解析するため、沈着,再放出,降雨による希釈,鉛直方向への大気拡散等をシミュレートした1次元の移行モデルを開発した。このモデルにより実験結果を解析した結果、土壌へのトリチウムの蓄積及び空気中HTO濃度の高さ分布の経時変化をよく再現できることがわかった。
山澤 弘実
Environmental Modelling & Software, 16(8), p.739 - 751, 2001/12
不飽和土壌中での熱、水及びトリチウム水の輸送と大気との交換を評価対象とする1次元数値モデルを開発した。このモデルは土壌温度、含水率、土壌空気の比湿、土壌水中のHTO濃度及び土壌空気中のHTO濃度に関する5個の予報方程式から構成される。このモデルを用いて、土壌中HTO輸送及び大気の交換に対して気象・水文条件がどのように影響するのかについて数値実験を行った。その結果、降水と土壌の水分特性が最も重要であり、その他の気象条件も緩速の二とおりの影響を示すことがわかった。また、時間平均した気象・水分条件を用いると、HTOの輸送料及び大気への蒸発量を過小評価することが示された。
Lee, S.; 茅野 政道
計算工学講演会論文集, 5(1), p.373 - 376, 2000/05
緊急時の放射性物質の大気と海洋間の移動を迅速に予報できる手法を開発するために、日本原子力研究所が開発した異機種のスーパーコンピュータを1台の計算機のように利用する通信ソフト「Stampi」を用いて、大気と海洋の数値モデルの結合実験を実施した。結合により放射性物質の海洋拡散に大きな影響を及ぼす物理過程を詳細に予測できる。またStampiを用いて限られた計算機資源を効果的に利用することにより、緊急時モデルとしての使用も期待できる。今回は緊急時の放射性物質の海洋核酸に直接関連がある表面海流の変化を診て、緊急時のモデルの予報可能性を考察する。
山澤 弘実
KURRI-KR-61, p.100 - 105, 2000/00
大気-地表面間でのHTO移行の数値実験のためのモデル及び大気モデルの地表面モジュールの二つの目的で、地表面の数値モデルを開発した。1次元多層モデルで、土壌水分、温度、HTO濃度等を地上気象データを入力として予報的に求める。このモデルを用いて、土壌中のHTO移行の素過程である気相拡散、液相拡散、移流、分散の相対的重要性と降水等の外的条件、土壌種類及び時間スケールとの関連を調べた。その結果、各素過程の相対的重要性は、着目する時間スケールによって大きく異なることが示された。例えば、気相及び液相拡散は数ヶ月以下の短い時間スケールに比べ1年以上の長い時間スケールで重要な過程であることが示された。
永井 晴康; 茅野 政道; 山澤 弘実
日本原子力学会誌, 41(7), p.777 - 785, 1999/07
被引用回数：13 パーセンタイル：68.49(Nuclear Science & Technology)原子力施設での事故時に大気中に放出される放射性物質の拡散状況を迅速に予測する場合、その精度は気象予報モデルに大きく依存する。そこで本研究では、局地気象予報性能の向上を主目的として、大気力学モデルPHYSICの導入による緊急時大気拡散予測のための新しいモデル体系を開発する。PHYSICの導入に伴う利点は、(1)3次元の局地気象予報が可能であること、(2)気象庁の広域気象予報初期条件及び境界条件としてPHYSICに入力することで広域気象変動を考慮できること、(3)緩和法により現地観測データを用いて予報を改善できること、(4)大気拡散モデルで混合層の3次元分布を考慮できること、である。
Rn concentration model using a hydrodynamic meteorological model,1; One dimensional practical model茅野 政道; 山澤 弘実; 飯田 孝夫*
Health Physics, 70(1), p.47 - 54, 1996/01
被引用回数：3 パーセンタイル：32.66(Environmental Sciences)大気境界層内でのラドンの移行についての一次元数値モデルを開発した。モデルは、乱流クロージャーモデルを含む流体力学モデルと、ラドンの拡散モデルから成る。前者は後者に、境界層内でのラドンの鉛直混合に影響を与える乱流状態を入力するためのものである。計算結果を、弱風で強い日射を含む晴天時や強風の曇天日等の種々の気象状態でのラドン濃度測定値と比較し、モデルが、ラドン濃度の典型的日変化をよく再現できることを示した。
Rn concentration model using a hydrodynamic meteorological model,2; Three-demensional research-purpose model茅野 政道; 山澤 弘実
Health Physics, 70(1), p.55 - 63, 1996/01
被引用回数：6 パーセンタイル：50.15(Environmental Sciences)大気境界層内でのラドンの拡散挙動を計算するための3次元モデルを開発した。このモデルは乱流クロージャモデルを含む大気力学モデルとラドンの大気拡散モデルから構成されている。第1の部分は第2の部分に、ラドンの大気拡散計算に必要な3次元の風速及び拡散場を提供する。モデルは、水平放出源分布、複雑地形、非定常大気を扱うことができる。計算結果は、山岳地形における夜間下降流存在時のラドン濃度と比較し、定性的にその変動を再現した。また、モデルは海陸風存在時のラドンの拡散にも適用された。これらの結果は、本モデルが、各種気象状況でのラドンの大気拡散研究のための有効な手段であることを示した。
茅野 政道
日本原子力学会誌, 32(11), p.1080 - 1086, 1990/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Nuclear Science & Technology)原子力を日常生活に導入するにあたっては公衆の安全確保は不可欠の課題であり、一般公害の場合と同様に、原子力分野でも大気中に放出される放射能の拡散及び環境影響を評価する研究が行われている。本稿では、スタックから出た放射能がたどる大気拡散現象を概説し、さらに現在の研究の現状について言及する。なお、本稿は原子力学会からの依頼による解説である。
Held, A.*; 堅田 元喜
no journal, ,
葉の湿り度は、植物と大気の間の交換過程の気象学・農学・環境学の重要な要素である。葉表面の水膜は大気物質の化学反応体として機能し、水溶性の物質がその水膜に容易に吸収される。本研究では、オウシュウトウヒの葉に直接設置したセンサーを用いた葉の湿り度観測と、葉洗浄法による無機イオンの沈着量の推定を行った。観測はバイロイト大学の保有する生態学研究サイトで実施した。葉の湿り度を支配する重要な気象要素(相対湿度・風速)と葉の湿り度の観測結果を比較した。さらに、多層大気-植生-土壌モデルSOLVEGを用いて葉の湿り度の再現計算を試みた。本研究を通じて、葉の湿り度が植生と大気の間の水交換や植生への大気沈着などの多様な現象に影響するものであり、学際的なプロジェクトで研究を進めるべきテーマであることが示された。
