共同研究報告書
| 研究区分 | 一般研究 |
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研究課題 |
吹雪の高密度観測による時空間構造の解明 |
| 新規・継続の別 | 継続（平成28年度から） |
| 研究代表者／所属 | 名古屋大学 |
| 研究代表者／職名 | 教授 |
| 研究代表者／氏名 | 西村浩一 |
| 研究分担者／氏名／所属／職名 | |||
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氏 名
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所 属
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職 名
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1 |
下山宏 | 北大低温研 | |
| 研究目的 | 吹雪は大気乱流の作用を強く受け、時間的・空間的な変動が激しい現象である。道路上での吹雪による視程障害が起因した事故においても、吹雪強度の時空間的な変動が強く関与する場合がある。そのため，従来の時間・空間平均的な構造に着目した研究手法から脱却し、数秒以下の短い時間スケールでの吹雪変動およびその空間分布特性に関する知見などを新たに得ることは、重要な課題である。特に吹雪の間欠性と乱流構造の関係は新たな課題として注目されている。本研究では応答特性に優れた計測機器を複数台設置して集中観測を実施し、吹雪の変動と乱流構造に関わるデータを取得し吹雪の時空間変動特性を明らかにすることを目的とする。 |
| 研究内容・成果 | 吹雪の時空間構造の解明を目指した短期集中高密度観測 北海道当別町の平坦地（ゆうゆう公園）を試験領域として設定し、ここに国内の各研究機関が所有する総計15台のスノーパーティクルカウンター（SPC: 新潟電機）を集結するとともに、これとほぼ同数の3次元超音波風速計を主風向（西風）に対して直角方向に1.5 m間隔で設置した（図参照）。そして2018年1月末から2月下旬にかけて吹雪の時空間変動と乱流構造に関わるデータを集中的に取得した。通常SPCは吹雪フラックスと粒径分布を1秒間隔で記録するが、今回は変換器からの出力を直接150kHz程度の高周波サンプリングすることで、質量フラックス、粒径に加え、粒子速度の変動を高時間分解能で把握した。また10 Hzで収録した超音波風向風速計の出力と比較検討を行うことで乱流構造との関係を計測した。 現在は上記の吹雪の短期集中高密度観測結果の解析が、吹雪粒子密度や速度、フラックスとそれらの間欠性（intermittency）や微細な乱流構造との関係に着目して実施されている。周波数解析に加え、水平と鉛直方向の変動風速をそれらの符号により分類する四象限解析により瞬時の乱流輸送イベントである低速・上昇流ejectionや高速・下降流sweepが発生する際の気流場を分析し、吹雪層内部でのejection及びsweep現象の全運動量輸送に対する寄与率の定量的評価が試みられている。 吹雪のLESモデルの構築 また上記の解析と併行して、吹雪の時空間変動を組み込んだ固気混相LESモデル（LES: Large Eddy Simulation）の開発が進められており、これを上述の高時空間分解能の吹雪と乱流の計測結果を用いて検証することで、既存の定常状態の仮定から脱却した次世代型の吹雪モデルの構築を目指す予定である。 |
| 成果となる論文・学会発表等 |
根本征樹，西村浩一，大宮哲，下山宏，新屋啓文，伊藤陽一：北海道石狩地方における吹雪の高密度集中観測、雪氷研究大会（2017、十日町）2017.9.24-9.27． |