厳冬期の久慈川での表皮水温の検討

水面近傍の温度構造を模式的に示す。
水面直上と直下には、熱の輸送が分子伝導によって行われる熱境界気層(数mm)と
熱境界水層(約1mm)がある。



水面では、赤外反放射による放熱、顕熱輸送、蒸発による損失があるため、表皮水温は
その下の水温よりわずかに低い。
M.F.M.Osborne(1964)は、表皮水温Toと表面水温Twとの差を次のように考えた。

To-Tw=(Tw×p×(δw/δa))+(Tw×q×δw)+(Tw×r×(δw/δa))

右辺第1項は、熱境界水層および熱境界気層の分子伝導で、気温-表面水温差(Ta-Tw)に
比例する。第2項は、水面からの赤外反射による項で、大気上空温度と表面水温との差
(Ts-Tw)に比例する。そして第3項は、蒸発に関する項である。To-Twは、各条件の組み合わせ
でいろいろな数値になるが、Osborneは上式右辺の各項の限界を次表のように見積もった。
(Tw=293K、δa=3mmまたは1mm、δw=1mm)

これをシガが発生する気象条件に当てはめて計算する。(Tw=273K、Ta=268K)

よって、シガが発生する気象条件での表皮水温の低下は、最大0.6℃になる。
ただし、この計算式は、海洋をモデルにしたものであり、河川では水の流れにより下層の水と
混ざるため、これほどの水温低下はないと思われるが、流れの緩やかな場所では、表皮水温
の低下が起きている可能性がある。


参考文献　渡辺貫太郎(1969): 表面水温における問題点, 海と空, 45, 2・3, 53-76