報告書番号

V08033

タイトル（和文）

葉面積の変化が林冠上の空気力学的粗度に与える影響の評価

タイトル（英文）

Effect of leaf area changes on aerodynamic roughness over the forest canopy

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

森林の主な粗度要素である葉面積と地表面粗度の関係を明らかにし、広く用いられている葉面積指数を指標に強風時の森林の地表面粗度変化を評価することを目的として、中部地方の落葉広葉樹林において、2004年から2007年の期間、林冠上の平均風速鉛直分布及び着葉量の調査を実施した。粗度パラメータであるゼロ面変位は、LAIの増加に伴って単調に増加した。もう一方の粗度パラメータである粗度長は葉が茂ってLAIが大きくなるほど減少する傾向があった。乱流輸送モデルであるK-理論モデルを用いて葉面積の変化に伴う地表面粗度の変化を再現した結果、粗度長はLAIの増加に従って単一ピークの変化を見せた。しかし、幹や枝が粗度要素として働く森林では葉が茂るほど粗度長が小さくなることが示唆された。次に、当所が保有する全国LAIマップに基づいて、植生地の地表面粗度マップを作成した。この情報は、広域な風況予測や、風力エネルギー賦存量調査のための基礎資料としての活用が有望と考えられる。

概要 （英文）

Measurements of the vertical profile of wind speed and leaf area index (LAI) were performed from 2004 to 2007 at the broad-leaved deciduous forest in central district of Japan. The main objective of this study is to evaluate the effect of LAI, currently used widely, on aerodynamic roughness of forest canopy. The roughness length decreased with increase of LAI and the canopy became aerodynamically smoother. However, zero-plane displacement increased with the LAI. We adapted the K-theory turbulent transport model to express the change of the roughness according to LAI. Roughness length rose initially with the increase of LAI, and peaked when LAI ranged from 0.5 to 1.5. But, the area of stem surface needed to count in LAI as the initial roughness element for the forest because tree bodies remain during leafless period. We figured the roughness maps on vegetation in Japan based on the LAI map. These roughness maps are useful to estimate the wind synopsis under strong wind conditions in wider area, or to assess the potential of wind energy resources.

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