2018/9/14

1

森の中の水の動き森林水文学（水分学ではない）

天文・地文・水文・人文古代中国の学問領域

「天地人」とは宇宙の万物のこと

これに「水」が加わって、完璧（？）

・洪水緩和

・土砂災害防止

・熱環境緩和（渇水強化）

・水資源安定（不安定）

森と水の関係－森林の機能

森の中の水の動き（水文要素）一つ一つが、これらの機能を作っている

森の中の水文要素

雨

遮断蒸発 樹冠通過雨

2018/9/14

2

樹幹流

飽和・不飽和浸透流

表面流

蒸散

地下水流

河川流

光

二酸化炭素 水

気孔StomataLight

CO2 Water

気孔は、二酸化炭素を吸う場所であり水蒸気を排出する場所である。

400

200

20000

40000

ppmv

気孔の開閉は“ジレンマ”

水循環と炭酸ガス吸収（光合成）には深い関係がある。

気孔開閉は“ジレンマ”

降水

蒸発散

通過雨

流出

浸透

吸収

蒸発

森林における⽔循環 呼吸光合成

リターフォール

分解

腐植 微生物

リター

2018/9/14

3

降雨について

（Hornberger et al, 1998. ”Elements of Physical Hydrology”）

（Hornberger et al, 1998. ”Elements of Physical Hydrology”）

そもそも雨ってどんな機器で測るのか？

転倒マス雨量計

Radar observations of the June 27, 1995, storm in the Rapidan River basin, central Virginia. NEXRAD tracked the center of the storm (a). Total rainfall accumulations (mm) were calculated based on the time series of radar images (b). This intense storm produced an average of 344 mm (13.5 inches) over the catchment and caused extensive flooding throughout the basin. Source: Smith, Baeck, et al. (1996).

（Hornberger et al, 1998. ”Elements of Physical Hydrology”）（Hornberger et al, 1998. ”Elements of Physical Hydrology”）

2018/9/14

4

（Hornberger et al，１９９８．”Elements of Physical Hydrology”）

放射・熱収支について

放射：いくつかの基本黒体放射の放射スペクトル密度（Plankの分布則）

Eh c

hc kb ( , )[exp ( / ) ]

TT

2

1

2

5

波長（μｍ）

放射

スペ

クト

ル（W

/m

2 /μ

m）

4TB　

波長（μｍ）

放射

スペ

クト

ル（W

/m

2/μ

m）

黒体放射体の単位表面積から射出される全放射エネルギー（Stefan-Boltzmannの法則）

放射スペクトル密度が最大となる波長（Wienの変位則）

T

2897　

波長（μｍ）

放射

スペ

クト

ル（kW

/m

2/μ

m）

大気圏外

海水面大気路程 1.5

大気圏上端と海水面における太陽放射スペクトル短波長の吸収は主にオゾン、長波長の吸収は主に水蒸気による。

太陽定数 ： 1365 W/m2

波長（μｍ）

放射

スペ

クト

ル（W

/m

2/μ

m）

288 K　黒体

大気

黒体と大気から射出される熱放射スペクトル

水蒸気による 水蒸気による

CO2 による

2018/9/14

5

4)1( sLSn TRRaR 　

長波放射

長波放射

短波放射

短波放射

森林地 裸地

GEHR n

純放射：Rn顕熱：H

潜熱：λE

地中貯熱：G

純放射：Rn顕熱：H

潜熱：λE

地中貯熱：G

循環の大本は太陽エネルギー