土 木 試 験 所 報 告第 74 号

吹 雪 時 の 視 程 に 関 す る 研 究
竹昭和 55 年８月

北海道開発局土木試験所

内

政

夫

吹 雪 時 の 視 程 に 関 す る 研 究
政夫*(昭和 55 年６月

受理)

竹

内

Abstrac

Research on visibility in blowing snow has been carried out using transmissometers,
anemometers, snow traps and visual targets.
Results indicate that visible airborne snow particles, having a large diametercompared to the wavelength of light, influence visibility and light attenuation inblowing snow.
A transmissometer-type of visibility monitor was developed and tested for researchon highway traffc operations under conditions of poor visibility in blowing snow.
Factors contributing to poor visibility on highways have been analyzed basedon conditions of road geometry, topography, meteorology and other environmental
features.
Several methods have been developed to improve visibility under conditions ofblowing snow.
目

次

論………………………………………………………………………………………… 2

第１章

序

第２章

雪による視程の特徴……………………………………………………………………………… 3§2.1

まえがき………………………………………………………………………………………… 3§2.2

観測方法………………………………………………………………………………………… 3§2.3

視程と風速……………………………………………………………………………………… 3§2 4

視程と雪の空間濃度…………………………………………………………………………… 4§2.5

視程と雪の移動量……………………………………………………………………………… 5§2.6

飛雪の粒度分布………………………………………………………………………………… 7§2.7

あとがき……………………………………………………………………………‥………… 7

第３章

吹雪時こおける光の減衰と視程………………………………………………………………… 7§3.1

まえがき………………………………………………………………………………………… 7§3.2

透過率計の構造と観測方法…………………………………………………………………… 8§3.3

雪による光の減衰機構………………………………………………………………………… 8§3.4

吹雪による光の減衰…………………………………………………………………………… 9§3.5

光による視程の観測…………………………………………………………………………… 11§3.6

あとがき………………………………………………………………………………………… 12第４章

道路交通と視程…………………………………………………………………………………… 12§4.1

まえがき………………………………………………………………………………………… 12§4.2

中山峠における視程と交通…………………………………………………………………… 12*応用理化学研究室副室
土木試験所報告198O 年８月

No. 741

4.2.1

調査方法………………………………………………………………………………………12

4.2.2

視程障害の実態………………………………………………………………………………124.2.3

通行止めと渋滞例……………………………………………………………………………14
道路における視程の特徴………………………………………………………………………15

§4.3
4.3.1

視程（潜在視程）と顕在視程………………………………………………………………15

4.3.2

道路標識の見え方……………………………………………………………………………15

4.3.3

目の高さに集中した飛雪による視程障害…………………………………………………16

4.3.4

視程の変動……………………………………………………………………………………17§4.4

あとがき…･………………………………………………………………………………………18

第５章

道路における視程障害防止対策…………………………………………………………………18§5.1

まえがき…………………………………………………………………………………………18§5.2

視程障害の構造と要因…………………………………………………………………………19§5.3

視程障害拡大要因………………………………………………………………………………19

5.3.1

誘因に影響する拡大要因……………………………………………………………………19

5.3.1.1

吹雪の吹走距離……………………………………………………………………………19

5.3.1.2

路側雪堤と切土……………………………………………………………………………21

5.3.2

素因に影響する拡大要因……………………………………………………………………21

5.3.2.1

目標物の少ない道路………………………………………………………………………22

5.3.2.2

標 識 板 着 雪……………………………………………………………………………22

5.3.2.3

路 面 積 雪 ………………………………………………………………………………22

5.3.2.4

道路の曲線部………………………………………………………………………………23

視程障害防止対策………………………………………………………………………………23

§5.4
5.4.1

視程障害の緩和………………………………………………………………………………23

5.4.2

視程変動の緩和………………………………………………………………………………26

5.4.3

視程の顕在化と視線誘導……………………………………………………………………27

5.4.4

道路標識の着雪防止…………………………………………………………………………28

§5.5
第６章

あとがき…………………………………………………………………………………………29
結論………………………………………………………………………………………29

引 用 文 献…………………………………………………………………………………………………30

成されているが，その中で取扱われているのは，微少な
弟１章 序

論

ものから光の波長の数倍程度の大きさの空間浮遊物を対北海道における冬の道路交通は，戦後になって本格的象としたものであった。そして視程は，空間浮遊物によな除雪が行われるまでは，永い間雪に閉されたものである光の一様減衰として表わされてきた。空間浮遊物の粒った。道路交通の発達とといこ除雪体制も整備され、国子の大きさが,光の波長の十分の一程度までは Rayleigh

道においては維持延長の 97％まで除雪されるようになっ

散乱，数倍までは Mie 散乱の形で光は減衰されることがた。除雪機械の性能向上によって，それまで通行を不可知られている。しかし，雪は目の近くでは一個一個識別能にした吹だまりや大雪からも，交通を確保できるようできるように，光の波長と比べて十分大きい。このためになった。

同じ形，大きさの雪でも目の近くにある場合と遠くにあ

北海道の冬の道路交通で最も大きな問題となっている

る場合では，視程に対する影響も異なることが予想されのは，路面凍結によるすべりの問題と吹雪による視程障る。また，運動している雪は，残像のため尾を引いて感害である。道路交通の正常な運行に支障が生ずるほどに知される。ここでは，目に見える大きさを持つ運動状態

視程が低下するのが視程障害で，交通事故や交通の渋停の雪が視程にどのように影響するかを研究した。

滞の誘因となり，通行止めの最大の要因となっている。
視程に関する研究は,2

Middeton(1952)によって集大雪による光の減衰の研究は, 0'Brien(1970)などによって行われているが, Mie 散乱として考えられてきたの土木試験所報告1980 年８月

No. 74

土木試験所報告
第 74 号

吹雪時の視程に関する研究
竹 内 政 夫

昭和 55 年８月

北海道開発局土木試験所

で，ここでは雪の大きさを考慮した光の減衰機構を検討する。
視程の観測や光の減衰量の測定によって，降雪量や吹雪量を求める試みは, Lillesaeter(1965), Budd, Dingle
and Radok(1966), Stallabrass(1978)などが行っているが，雪の量的な測定の同時性などに問題があるので，飛雪量と光の減衰量の同時測定を行い問題点を明らかにする。
視程の研究や視程障害発生時の交通管理のためには，視程を測定できる測器が必要である。そのために，視程計の開発と実用化の研究を行った。視程計については，
われわれとほぼ同時期に, Schmidt(1977)が雪の個数と大きさおよび風速とから視程を測定する計器の研究を始めている。 Tabler(1978)は，米国において Schmidt(1977)の視程計を交通管理に利用する方法を開発し，視程情報のドライバーに対する伝達と通行止めとその解除

写真−１

捕

雪

袋

など交通管理のシステムに組入れることに成功している。しかし，視程と交通現象との関係については研究し完全に雪でおおわれた一様な平坦地となる。視程観測はていないことと，交通管理には吹雪そのものや管理方式

気象観測法に基づいて，視角が 0.5°に見えるような大きが違うなど地域的な問題がある。このことから，われわさの黒い正方形の視程板による目視観測で行った。視程

れは，北海道の代表的な吹雪多発地である一般国道 230

板は，観測地点から 10, 20, 40, 60, 80, 100, 150(ｍ)号中山峠において，視程と交通との関係を調査し，低視離して，卓越風に平行になるように設置し，その他に人程時の交通管理方法を検討する。

家や防風林を視標とした。同時に風向風速，気温，風速

従来，吹雪対策は吹だまりの面からのみ調査研究が行計５台による高さ６ｍまでの風速垂直分布などの気象観

われており，視程障害についてはほどんど行われていな

測と写真−１こ示すような捕雪袋による飛雪量の測定をかった。視程障害防止を目的として，吹雪の特徴と道路行った。捕雪袋は 50μメッシュのベンベルグで作った袋

交通の特性とから，道路における視程障害の特徴，発生を内径 10.8cm の塩化ビニールパイプの筒に付けたもの

要因，構造などを実態的に調査し，それに基づいた視程で，吹流しの原理で筒ごと風に向くように，ボールベア

障害の防止方法についての調査と実験を行った。

リングを通した軸をもつ台に固定した。強風時の降雪や以下，これらについて章を追って述べる。

吹雪時において，雪はほぼ水平に流されるので風による雪の輸送量が測定できる。捕捉率は風洞において空気の第２章 雪による視程の特徴

捕捉率として求めた。

§2.1 まえがき§2.3 視程と風速

雪による視程の低下は，大気中に雪粒子が浮遊するこ

視程は，目標物の明るさと背景の明るさとの比を，人とによって生じる。雪はこれまでに視程の研究対象とさ間 の 目 が 認 別 で き る最 大 の距 離 と 定 義 さ れ て いる 。

れてきた霧や大気汚染物質と比べて，非常に大きい粒子

Koschmieder(1924)は，黒い物体を目標物にした場合である。このため，視程も微細な空間浮遊物の場合にはの視程を大気空間における光の一様減衰を仮定して，次見られない特徴をもっている。この章では，視程の目視式のように表わしている。

観測の結果から得られた雪による視程の特徴について述
べる。

ＢＢ：黒い物体の見かけの明るさ
ＢＨ：背景の明るさ§2.2 観測方法

ε ：人間の目の明暗対照の臨界値

観測場所は，石狩川河口近くの低水路の右岸から東へ

δ :光の消散係数

約 350ｍ入ったところである。この場所は，東西方向に約 800ｍ， 南北方向に 1,500ｍの湿地帯で，積雪期には土木試験所報告198O 年８月

No. 74ｖ ：視程(1)式から，(2)式が導かれる。

3

下限を結んだ曲線は(4)式で表わされ，この場合の視程は
空間浮遊物が雪の場合，光の消散係数δは，雪の空間濃度に比例すると考えられる。
われわれの観測で，視程が 1,500ｍ以下になった時の気象条件は，強い降雪，高い地吹雪に降雪が加わったい

飛雪空間濃度に反比例していることを示す。
v＝2.70×104

v1/(v1−３)3 ………………(4)また，吹雪の上限は(5)式，下限は(6)式で表わされ，視程は飛雪輸送量に反比例していることを示す。

わゆる吹雪とであった。降雪の場合の視程は，最低でもv＝(13.5 ×104)/(v1− 3)3

上限……………(5)500ｍであったが，吹雪の時には 20ｍまで観測された。

v＝( 1.89×104)/(v1− 3)3

下限……………(6)吹雪，地吹雪時の飛雪量は，風速が大きいほど多くなる

このように，風速から間接的に飛雪の空間濃度や輸送と考えられる。したがって，風速が大きくなるにしたが量を計算し，視程との関係を求めたところ，高い地吹雪って光の消散係数が大きくなり，視程も低くなる。そこの場合は飛雪空間濃度と合うが，視程の低い吹雪の場合

で図−１に吹雪，地吹雪時の視程と風速との関係を表わ

は予想に反して飛雪空間濃度よりも飛雪輸送量と合う結した。

果になった。このことをよりはっきりさせるために，飛雪景の直接測定を行った。
§2.4 視程と雪の空間濃度
視程に関係する雪による光の減衰は，雪の空間濃度に比例すると考えられるので，吹雪，地吹雪時の視程の目
視観測と同時に飛雪量の直接測定を行った。捕雪袋を目

図 − １

視 程 と 風 速

Dyunin(1967)は，吹雪量と風速との関係を実測をも
図−２とに次式を得た。
Ｑ＝Ｃ(v1‑v')3

視程と飛雪空間濃度および飛雪輸送量

g/m･sec…………………(3)

Ｑ：吹 雪 量Ｃ：定数

v1：１ｍの高さにおける風速
v'：吹雪発生の限界風速(3)式は，単位幅，単位時間当たりの飛雪移動量を表わ
すが，吹雪量が大きいほど飛雪空間濃度も大きいと考えられる。そこで，吹雪量Ｑを１ｍの高さでの風速 v1 でわって定数を決めることによって，１ｍの高さでの飛雪空
間濃度を風速から推定できる。視程と風速で表わされる
飛雪空間濃度との反比例の関係を，図−１こあてはめてみると，高い地吹雪の下限の場合によく合う。しかし，吹雪の場合視程は，飛雪空間濃度と風速との積，すなわ
ち１ｍの高さでの飛雪輸送量に反比例した形で表わしたほうがよく合うことがわかった。図−１の高い地吹雪の4

図−３

視程と雪の空間濃度
土木試験所報告1980 年８月

No. 74

の高さ(1.5ｍ)に設置し、捕捉した雪の量を 1.5ｍの高さの風速でわって飛雪空間濃度とした。吹雪時の視程の変動は激しいので、測定時間はできるだけ短かくするようにしたが，図−２の観測結果が示すように，測定中に視程が変動したものは，変動幅を線の長さで表わしその中心を黒まるで表わした。図−２には飛雪空間濃度のほ
かに、飛雪輸送量もあわせて示したが，どちらも視程とよい相関をもっている。相関係数は雪輸送量のほうがやや高くなっているが有意なものでなく，これからだけではどちらがよりよく対応するかはわからない。
視程と雪の空間濃度については,ほかに Mellor(1966)
は無風時の降雪,斉藤(1971)は季節風による降雪, Budd
他(1966)は南極の吹雪で観測している。これらの観測結果を比較してみると図−３のように，視程と雪の空間濃度との関係は、それぞれが観測している現象だけについ図−４

視程と光の消散係数

図−５

刺激の蓄積と減衰てみると，よい反比例の関係を示している。しかし同じ雪の空間濃度でも，例えば無風時の降雪と吹雪とを比べてみると，前者では視程が 1,000ｍあるのに後者では 80ｍというように，現象による違いは著しいものがある。
視程が同じ雪の空間濃度で 12 倍以上も違うことは、後述
するように，光の消散係数は吹雪の場合降雪のたかだか
５倍程度であることを考えると大きすぎる。これらのことから，空間浮遊物が雪の場合の視程は，雪が目に見える大きさをもつことから考えて，光の一様減衰からだけでは説明できないように思われる。
§2.5 視程と雪の移動量

めであり，消灯すると暗くて近くの雪も識別できなくな

視程と風速との関係から，吹雪の場合のように低視程り光の一様減衰に近い状態になるためである。

時には，視程は雪の空間濃度よりも飛雪輸送量で表わし

また、目に見える雪は，点としてではなく残像のためたほうがよく対応する結果が得られた。また、後述するに尾を引いて見える。これは古くから知られている光覚方法で行った光を使った吹雪の観測から，視程と光の消の漸旺と漸消という現象で，目に光の刺激が作用してか散係数との関係は，視程が 150ｍ以下になると Koshmi‑

ら，光覚が起るまでには若干の時間を要し，その後光覚

ecler (1924)の式で予想される値に比べて、図−４のよは旺盛になる。刺激が去った後も光覚はすぐには消失せうに視程の観測値は低いほうにずれることを見いだしたず、若干時間の後次第に消える。このように雪が尾を引(鎌田，竹内，福沢(1971))。これらのことは，雪のよ

いて見えるのは，刺激の蓄積とその減衰で説明される。

うに目の近くでは粒子一個一個を識別できるような大き明るさが０とみなせる黒い視程板を背景に，明るさ Bｆ,

い空間浮遊物の場合こは,

Koshmieder(1924)のようにｕの速度で動く方向にＤの大きさをもつ一個の雪につい視程を光の一様減衰と仮定できないことを示すものと考て考えてみる。図−５のように，この雪がある点をｔ＝えられる。

０からｔ＝Ｄ/v の間を通過する時，目に感ずる明るさをすなわち、同じ形，大きさの雪でも，目に見えるとこ

Ｂ'とすると，刺激の蓄積量 dB はＢｆとＢ'の差に比例すろにある場合と遠くにあって識別されない場合とでは、る。そこで，αを刺激の蓄積率とすると，Ｂ'は次式で表視程に与える影響は違ってくる。たとえば，夜間に前照わされる。

灯を照らすと、目の近くの雪に光が反射されて前方が見

Ｂ'＝Ｂｆ{１−exp(−αｔ)}……………………(7)

通せなくなるのに．消灯すると遠くまで見えることがあ

ｔ＝Ｄ/ｕの位置で雪からの光が消えるとすると，ｔ＞

る。これは点灯時に近くの雪が強く輝くことによって，Ｄ/ｕの範囲では蓄積された刺激は時間とともに減衰す

その影響が拡大されることと，その雪に目が奪われるたる。実験心理学の分野で知られているように（例えば土木試験所報告198O 年８月

No. 745

Hammer(1949))，減衰率をμとすると，Ｂ'は次式で表

速度と目の高さの風速からベクトル合成した雪の移動速わされる。

度と雪の空間濃度との積として，次式によって計算した。
Ｍｆ：雪の移動量
Ｖｗ：風速Ｃ ：雪の空間濃度
Ｖｔ：雪の落下速度

光を感じてから蓄積された刺激が消えるまでの時間で積分した値Ｂｔを，目が感ずる全刺激として斉藤(1971)は次式を導いた。

図−４の視程と雪の空間濃度との関係を，視程と雪の移動量との関係に書きかえると，図−６になる。視程と雪の移動量の関係では，雪の空間濃度との間にみられた
α，μは，刺激の強さなどの条件によって種々の値をもつが，一般にα＞μと考えられているので，黒い背景

ような，現象による違いはなく，視程 10ｍから 4,000ｍ
り範囲まで，(11)式の実験式で表わされる。

をもった白い物体は動いている時のほうが刺激も大きい。また，(9)式は白い物体の動く速度が大きいほど刺激

図−６でわかるように，全体的に視程が低くなるにつ量が大きいことを示している。すなわち，動く速度が大れて，雪の移動量に対する視程の低下率（曲線の勾配）

きいほど視程の低下も大きい。

が大きくなっている。このことは，視程距離に対する雪このように雪の場合には，残像によっても視程が低下を識別し得る目からの距離の割合は低視程ほど大きく，し，その影響は雪の移動速度が大きいほど大きいことがそのため目の近くの雪とその残像の影響がより大きく表わかる。

われているからと考えられる。このように雪の場合視程目の高さでの雪の動く方向への移動量と視程の関係をは空間における光の減衰だけでなく，残像なども含めた求めることによって，間接的に残像の影響を知ることが人間の目の心理的，生理的機能にも影響されていることできるのでこの関係を調べた。雪の移動量は，雪の落下

がわかる。

図−６

6

視

程

と

雪

の

移

動

量
土木試験所報告1980 年８月

No. 74§2.6 飛雪の粒度分布

関係で表わしたのが図−８である。

吹雪待の飛雪量と飛雪の粒度分布を知るために、飛雪を water blue を浸み込ませた炉紙に受けて，融解痕跡

炉紙法こよって得た視程と飛雪移動量との関係を，図の大きさから水滴の大きさに換算して求めた。測定対象−３の捕雪袋で測定したものと比較すると，炉紙の場合の大ぎさは,水滴に換算して 0.5mm 以上である。視程とのは同じ飛雪移動量でも視程は低く表われている。これは対応をみるために，雪面から 1.5ｍの高さで測定した。

炉紙で測定する場合は，雪が乾いているため反撥するも測定結果を図−７に示す。Gunn and Marshall (1958)がのが多く，それだけ捕捉率が小さかったためと考えられ示したように,雪の大きさをＤ，個数をＮＤとすると，Ｄる。

は log ＮＤ と直線関係になっており，低視程時こは降雪と考えられる大きな雪片が含まれているのがわかる。粒

§2.7 あとがき

度分布から飛雪移動量を次式によって計算し，視程との雪による光の減衰は雪の空間濃度に比例するので，視程は光の減衰量や雪の空間濃度に反比例すると考えられてきた。しかし，視程と雪の空間濃度の関係は，同じ雪の空間濃度でも吹雪の場合と降雪の場合のように，現象によって大きな違いが見られる。また，視程と光の消散係数との関係をみると，低視程時には光の一様減衰を仮定した視程に関する Koshmieder(1924)の式がなりたた
なくなる結果が得られた。このようなことは，雪がこれまでに取扱われてきた空間浮遊物と比べて非常に大きく、その上目に見える雪は残像の形で尾を引いて見えるためと考えた。残像の影響をみるために，視程を雪の動く方向への移動量との関係で表わすと，現象による違
いがなくなり，定性的に残像の影響を明らかにすることができた。また，視程と雪の移動量の関係を示す曲線の勾配と低温程時での視程と光の消散係数との関係のKoshmieder の式からのずれは，雪が目に見えることも視程を低くさせる原因の一つとなっていることを表わしている。
雪のように目に見える大きさの空間浮遊物の場合の視

図−７

雪

の

粒

度

分

布

程は、光の減衰だけでなく，残像など人間の目の心理的、生理的機能による影響も考慮しなければならない。
第３章 吹雪時における光の減衰と視程§3.1 まえがき
雪による光の減衰こ関する研究は，雪の空間濃度，降雪強度，視程などの連続観測や瞬間値の測定を目的として行われてきた。例えば, Lillesaeter(1965)や Warnnerand Gunn(1969)などは，雪による平行光線の減衰を測定し，光の消散係数と降雪量の関係を,鎌田，竹内，福沢(1971)は，同様な方法で視程との関係を求めた。 Mellor(1966)と O'Brien(1970)は，背景の明るさを測定して求めた視程から,

Koschmieder(1924)の式によって光の消散係数を計算し雪の空間濃度との関係を求めた。光の消散係数は雪の空間濃度に比例するが，雪の大きさ，個
図−８
土木試験所報告198O 年８月

視程と飛雪輸送量
No. 74

数、形状にも関係すると考えられる。しかし,

Mellor7

(1966)と O'Brien(1970)の他は雪の空間濃度の直接測定防ぐためのブロアーの吹込口である。受光部では，⑥のは行っておらず,

Mellor と O'Brien は光の減衰量を測集光レンズによって入射光を集光し，フオトトランジス

定していない。この章では，光の測定と同時に吹雪時のター⑦で光を電気量に変換した。ブロックダイヤグラム

飛雪量と視程の測定を行ったので，雪による光の減衰機

は、図−10 に示すように，明るさを一定に保つために直構，飛雪空間濃度と光の消散係数との関係および光を利流安定化電源を使用し，太陽光などの外来光を除くた

用した視程の測定について述べる。

めに，増幅回路において１KHz の変調光だけを増幅させた。増幅された信号は交流一直流変換回路によって直流§3.2 透過率計の構造と観測方法

電圧となり，入射光に比例した出力電圧で記録される。

飛雪による光の減衰量を測定するために使った透過率

透過率計のビームと同じ高さに熱線風速計と飛雪量測定

計の構造を図に示す。図−９で投光部からの光を直径 20のための捕雪袋をそれぞれ３個取付け透過率の測定と同mm のコリメーターレンズ②で平行光線とし，シンクロナ

時に風速と飛雪量を測定した。透過率計などの設置状況

スモーター④で，③の回転盤(チョッパー)を定速回転

を写真−２に示す。視程観測は第２章で述べたように，させ約 1KHz の変調光にした。⑤は筒内に雪が入るのを観測位置から 10〜150ｍの間に７枚の視程板を設置し，目視観測で行った。
§3.3 雪による光の減衰機構
光は空間浮遊物によって，散乱,反射,吸収の形で減衰される。散乱は光の回折干渉に基づく現象で Ravleigh
散乱と Mie 散乱とがある。空間浮遊物の大きさが，光の波長に比べて十分小さい場合には，Rayleigh 散乱となり，散乱光は粒子の形によらず球面波となり，粒子の半径の６乗に比例し，光の波長の４乗に反比例する。粒子が光の波長と同程度になると Mie 散乱になり，光の減衰は粒子の断面積に比例し光の消散係数は次式で表わされる（例えば Micldleton (1952))。

δ ：光の消散係数
Ｎ１：半径ｒｉの粒子の個数
Ｋｔ：粒子の散乱面積係数
散乱面積係数は粒子が大きくなると２に近づく。雪は
図−９

透

過

計

の

構

造

図−10
図−10

8

十分大きいことから，これまではＫｉを２として(13)式

透過率計のブロックダイヤグラム
土木試験所報告1980 年８月

No. 74

写真−２

透

過

率

計

設

置

状

況

基づいて取り扱われてきた。しかし、粒子の半径ｒ，光波長λとして表されるパラメーター

の値

§3.4
3.4 吹雪による光の減衰が，100 までは Mie 散乱領域で、100<α<160 の範囲

光を使うと減衰量の瞬間値や連続的な測定ができる。

は回折干渉と屈折反射の中間隔域、αが 160 より大きく

しかし降雪や飛雪は形や大きさがさまざまであり，そなると回折反射の幾何光学で敢扱われ得ることが知られの空間濃度や粒度分布の瞬間的な測定は非常にむずかしている (Brillouin (1949))。これによると、可視光ではい。吹雪の場合は，空間濃度の変動が激しいので，飛雪

Mie 散乱領域は粒子の直径 20μまでで、中間領域で 20〜

量と風速の測定から求めた平均的な飛雪空間濃度とその40μということになる。降雪や飛雪の大きさは大部分直間の平均的な光の消散係数との関係を求めた。

径 40 が以上である(例えば Budd(1966))。これらのこ(14)式を単純化し，同じ大きさ，形をした飛雪が単分散とから，雪の場合は散乱というよりも幾何光学的に取扱していると仮定すると(15)式のようになる。

われるもので，光は雪による反射(遮へい)によって減衰し，光の一部は屈折透過すると考えられる。氷による光の吸収係数は 10‑3/ｍのオーダーであることから、雪飛雪の空間濃度をＤ，飛雪の体積をＶ，密度をρとす
ると，個数Ｎは(16)式で表わされる。

による光の吸収は反射に比べて無視できる、以上のこと
から、雪による光の消散係数は次式で表される。
ここでＲｉは雪による反射面積係数と呼ぶべき光のＡ１：比例定数
光の消散係数は，(15)式と(16)式とから，次式のように表される。

反射率で，光の一部は透過することから１より小さい値となる。 O'Brien(1970)は、降雪による光の減衰と同時に，雪の結晶と大きさを測定し，(13)式によって光の散(17)式から光の消散係数は飛雪の空間濃度に比例し，雪乱面積係数を計算し 0.352 (dry dendrite)と 0.166の大きさに反比例することがわかる。捕雪袋と風速測定(powder snow and aggregate of plates and Colums)

によって飛雪空間濃度を求め，透過率計によって光の消を得た。O'Brien (1970)は、Mie 散乱と考えていたた

散 係 数 を 計 算 し ， こ れ ら の関 係 を み る こ と に す る 。

め，散乱面積係数が２にならない理由の説明に苦しんだ

光の消散係数は次のようにして求めた。 Bouguer‑が，１より小さい係数が得られことからも，雪によるLambert の法則から，明るさＢの平行光線が距離ｄＬ,を光の減衰は反射によるものと考えるべきである。

通過した時の光の減衰量ｄＢはＢに比例し，次式のよう

土木試験所報告198O 年８月

No. 749図−11透過率計による吹雪の記録例に表わされる。

ここでＢ０は投光の明るさで，Ｂ/Ｂ０＝Ｔは光の透過率であるから，光の消散係数は次式で与えられる。
ここでＬは透過率計の投受光間隔である。授受光間隔
は，飛雪空間濃度が高く透過率が小さい場合には短か
く，透過率が大きい場合には長くする必要がある。ここ
では，飛雪空間濃度の高い吹雪の観測を主目的にしたため，授受光間隔を３ｍにして測定を行った。観測記録の一例を図−11 に示す。この場合の測定部の高さは，それそれ 25cm, 47cm, 142cm であるが，この例からも吹雪時の飛雪は時間的に変動が激しく，空間的には雪面に近づ

図−12
図−12

飛雪空間濃度と光の消散係数

くにしたがって多くなっているのがわかる。
光の測定によって得られた光の消散係数と飛雪空間濃度との関係を，降雪で測定した Mellor(1966)と O'Brien(1970)の結果をあわせて図−12 に示す。この図から吹雪と降雪とを比較してみると，同じ雪の空間濃度でも吹雪

また，(20)式と(21)式とから，飛雪空間濃度は透過率との関係で次式によっても表わされる。

のほうが光の消散係数が大きいことがわかる。これは吹雪の場合，飛雪は破壊されたり，まるめられたりして，実用的には，雪の空間濃度よりも飛雪量のほうが利用

降雪より小さくなっているためと考えられる。(17)式から価値が高いことが多いので，光の消散係数と飛雪量の関もわかるように，同じ雪の空間濃度では小さい雪ほど光係を求めた。その結果は，図−13 で示され，光の透過率の消散係数は大きくなる。図−11 から吹雪の場合の光のと飛雪量の関係はＭｆを飛雪量とすると次の実験式で表消散係数と飛雪空間濃度の関係を実験式で表わすと，次わされる。

式のようになる。

10

土木試験所報告1980 年８月

No. 74§3.5 光による視程の観測
吹雪こよる視程障害は，道路においては交通事故や通行止めの誘因となっている。視程障害防止対策の計画や実施のためには，視程の調査が不可欠である。視程は降雪量などと比べると･実用上の精度はそれほど厳しく要求されないことと，吹雪の場合は光の消散係数と飛雪量との関係がそれほど大きくばらつかないことから，透過率計を視程計として利用することを考えた。視程に関する Koschmieder の式と Bouguer‑Lambert の法則により導かれた(20)式とから、視程と光の透過率との関係は次式で与えられる。

図−14
図−14

視

程

の

目

視

観

測

図−13
図−13

飛雪輸送量と光の消散係数

と

過

透

率

人間の目の明暗対照の臨界値εは，気象学では目標物

るので，実用上 30ｍ以下はそれほど重要でない。またεを認め得る距離として 0.02 を使っているが，最近は交通を 0.05 とすると安全性の上からも問題が少ない。これら関係などでは安全性を考虚し気象視程より厳しい 0.05 をのことから，透過率計を視程計として実際の道路での視採用している。授受光間隔を３ｍにして行った視程計

程測定にも使えると考え，εとしては 0.05 を採用するこによる光の観測と同時に行った視程の目視観測の結果を
図−14 に示す。われわれの観測は，気象観測法に基づいて行っているため，明暗対照の臨界値εは 0.02 に相当す
るが，εを 0.02 とした理論値と比べ実測値は視程の低いほうにずれている。これはすでに述べたように，この範囲の視程では雪が目に識別されることによる影響が表われているためである。視程板は 20ｍまでは 10ｍ, 間隔，20ｍ以上 100ｍまでは 20ｍ間隔で設置してあるため，測定値は多少ばらつくが，視程が 20ｍの場合を除くと実測
値はεを 0.05 とした曲線の範囲内におさまる。視程が 30ｍ以下になると、後述するように車の走行はできなくな
土木試験所報告198O 年８月

No. 74

図−15
図−15

視

程

と

透

過

率

11

とにした。(21)式から授受光間隔をパラメータにして、測定かできなかったこともあり、吹雪の場合の通行止め

視程と透過率の関係を表わすと、図−15 のようになる。

は定量的な基準がなく経験的なものであった。また，遠測定精度を上げるためには、図−15 の直線部分を使うと路における視程は，道路構造・環境，道路交通の特性なよいことから、対象とする視程の範囲によって，授受光どによって，一般の気象視程と違った面をもっている。

間隔を選ばなければならない。一般の道路交通においてこのような視程障害の防止を計るためには，道路におけ視程の影響が現われるのは、視程が 300ｍ以下の時と考る視程の特徴を知る必要がある。

えてよい(Tabler(1977))ことから，授受光間隔は長くても 30ｍあれば十分である。
われわれは，交通の渋滞や通行止めの原因となるような視程の測定を目的として、吹雪の強い石狩，中山峠，

この章では，吹雪時の交通規制の基準化を目的として行った，視程を､中心とした気象観測と低視程時の交通実
態調査および道路における吹雪時の視程の特徴について述べる。

羽幌では，設置しやすさもあって授受光間隔を３ｍとした。また，吹雪のそれほど強くない岩見沢など，授受光§4.2 中山峠における視程と文通

間隔を 15〜20ｍにしているところもある。

一般国道 230 号は北海道の道央と道南を最短距離で結ぶ幹線道路であるが，区間内の中山峠は標高 800ｍを越§3.6 あとがき

す山岳道路であるために，吹雪の発生頻度が高い。吹雪

これまで，物理光学的に散乱によるものとして取扱わによる通行止めは，喜茂別一定山渓間で８年間（45〜52

れてきた雪による光の減衰は，主として幾何光学的な雪

年度）に 26 回記録されている。また，吹雪による交通のによる光の反射で説明されることを明らかにした。平行

渋停滞は，通行止めの数倍に及ぷとみられる。

光線を使った飛雪量の測定を行ったが，雪による光の反吹雪時の交通の流れは、視程との相関が高いと考えら

射率は，雪の大きさや形によって異なることから，降雪れるので，中山峠において視程を中心とした気象観測と量など量的に測定するのに要求される精度内での光によ

交通の実態を調査した、る測定は，同一現象で行うのでなければむずかしいこと

4.2.1

調査方法

がわかった。しかし，視程に必要な測定精度は道路など

気象観測は，視程，積雪深，飛雪量，風向風速，気温では 10〜20％もあれば十分で，この意味から光を使ったをそれぞれ自記記録させた。中山峠では積雪深が３ｍ以視程の測定は実用性がある。 Bonguer‑Lambert の法則

上になることと、吹雪時には飛雪量と視程は雪面からのと Koschmieder の式から，光を用いた視程計の理論づ

高さに大きく依存する。そこで視程計と飛雪量測定のたけを行い，目視観測との比較からも 30ｍ以下の低視程をめの吹雪強度計が，雪に埋没するのを防ぎ高さを一定除くとよく対応することがわかった。30ｍ以下の視程にに保つために，雪面検知器（福沢，竹内(1977))を利用

なると，実際上は車の走行が不可能であることからも，し，視程計などの取付台を積雪の増減によって，自動的

この方法による視程の測定は実用上問題はない。視程計に昇降させた。設置場所は，中山峠頂上付近の除雪ステの開発によって，シーズンを通した視程の連続観測がでーションの上で，主風向側は，笹におおわれた緩斜面にきるようになり，低視程時の交通管理や視程の変動解析なっている。設置状況を写真−３に示す。交通の実態調など視程の研究の発展を可能にすることができた。

査は，低視程時における交通の渋滞，停滞，通行止めな
ど，交通の状況調査によって行った。

第４章 道路文通と視程

4.2.2

視程障害の実態

交通状況のうち，公式記録として残されているのは通§4.1 まえがき

行止めだけであるが，調査を始めた 50 年度から 52 年度ま運転者は道路から視覚によって種々の情報を得，情況

での冬期間（12〜3 月）の通行止めは７件あり，いずれ

変化に応じて車をコントロールしている。しかし，視程も吹雪による視程障害が原因であった。通行止めの時のが低下するとこれら交通の安全に必要な情報が得られな

気象パターンは，発達した低気圧によるものが５件，低くなり，交通の安全が損われたり，通行できなくなった

気圧が去った後の冬型の気圧配置によるものが２件となりする。このような状態になることを視程障害といってっている。過去８年間では，低気圧によるものが 19 件，いる。吹雪による視程障害は，交通事故の誘因となり，冬型が７件となっている。通行止めが始まってから解除

北海道における冬の通行止めの主な原因となっている

されるまでの通行止め時間は，最も短かいもので 16 時間(石本，竹内，野原(1977))。通行止めは，交通の安全確

30 分，長いもので 677 時問に及んでいる。通行止めは交通保のため行われる交通規制であるが，これまでは視程のが渋停滞を繰返し、車が動けなくなり，道路管理者が天12

土木試験所報告1980 年８月

No. 74

土木試験所報告

198O 年８月

No. 74

写真−３

中山峠における測定器設置状況

図−16

中山峠における交通障害多発個所

13

候の回復が期待できないと判断した時に路上の車を排除してから行っている。
渋停滞や交通事故の多発個所は、峠の西側の中山峠―
喜茂別間に６ヵ所ほど認められる。図−16 に障害多発個所を示す。これらの個所は，地形的には沢が入りくんだ
急勾配の地域で，洞爺丸台風こよる風倒木地帯のため，植生は冬には雪に埋もれる低木と笹でおおわれている。
このため，吹雪をさえぎるものがなく，飛雪は量を増して道路に吹き込むなど，道路環境としては悪条件が重なっている。図−16 の中で,

No. 1, 3, 5，6 は視程障

害発生個所で，いずれも切土区間のため飛雪の吹込みが多く，また急な曲線部でもあるため交通事故の多いところである。 No. 2 と No. 4 は，急勾配のため低視程時に一時停止した車がスリップして発進できなくなるために渋滞する個所である。次に視程の記録から，通行止めと渋滞の例について述べる。
4.2.3

通行止めと渋滞例

1976 年２月３日，16 時 30 分から５日，８時 30 分まで 40
時間にわたって，通行止めした時の視程について述べる。図−17 は，その時の視程の記録である。２月３日，２時 30 分頃から平均風速 12m/sec 以上の強風となり，視程は平均 50ｍまで低下する強い吹雪が断続的に続いた。
このため，車は低速運転になり，車の台数が増すにつれて渋停滞を繰返した。 13 時頃から時には平均視程が 25mまで低下し，停滞時間も長くなり、吹雪の回復の見込みがないことから，路上の車の誘導排除の完了後通行止めにした。その後も平均視程が 50〜70m の吹雪が続いていたが，４日３時 30 分には視程が 200ｍまでに回復したことを知り，４時 30 分に除雪作業を開始した。しかし，再び視程が平均 30m と低くなり，除雪作業ができなくなった。除雪車は運転席が高く視程障害に強いとされているが，視程 30ｍの時には除雪車も雪堤を手さぐり状態で確認しながら帰らなければならなかった。４日 13 時頃より天候が回復し，５日除雪終了後８時 40 分に通行止めを解除した。
図−18 は, 1976 年３月 16 日に発生した交通渋滞時の視程の記録である。11 時頃から吹雪が強くなり，視程が 30〜40ｍに低下した。断続的であったため車は低速運転と停止を繰返していたが，12 時 45 分には瞬間的に 10ｍ以下に視程が低下し，50 台以上の車が動けなくなった。13 時
20 分には吹雪も止んだが，登り阪をスリップのため進めない車とそれを追い越そうとして対向車線にでたまま動けなくなった車で上下車線ともに完全にマヒ状態になった。雪のためすべりやすく，路幅が良くなった道路では，ちょっとした障害でも大きな混乱を誘き起こす。
このような，視程を中心とした気象観測と交通状況

14

土木試験所報告1980 年８月

No. 74

図−18
図−18

交

通

渋

滞

時

の

視

程

記

録

例

の調査を 50，51 年度の２年間にわたって行った。その結イトアウトと呼ばれるもので、白い雪のほかはなにも見

果、視程が 100ｍ以上あれば車の速度は１〜２割程度落えたくなる。ホワイトアウトになっても，黒い物体など

ちるものの車の流れは維持される。視程が 50ｍ以下にな雪と区別できるようなものを持ってくると，意外に遠くると，低速運転や時には渋滞ができる。車が完全に止まからでも見えるものである。一般気象でいう視程とは，るのは視程が 30ｍ以下の時であることなどがわかった。

目標物が連続している時の観測値のことであるが，そのこのことから、53 年度より視程が 30ｍ以下になり，それような目標物の得られない道路では，目標になり得る物が統くと判断された時には通行止めにすることになっの有無や状態によって，まったく同じ気象条件の下でもた。特に夜間には，安全のために平均視程が 100ｍ以下

実際に感ずる視程は非常に違ったものになる。このようで一時的に 50ｍ以下になる場合も通行止めにしている。

に雪道では，本来の意味での視程はポテンシャルとして視程の観測は，通行止めのほかにも道路パトロールや除潜在していることが多い。この意味から，実際に感ずる雪車の出動を決めるのに活用されている。

視程を便宜上定義による視程と区別して，ここでは顕在

通行止めは交通をできるだけ安全に確保し，途中で動視程と呼ぶことにする。

けなくなるような危険をなくするように行われなければ運転者が車を走行させる時には，まず道路における自ならない。そのためには，通行止めを数時間前に予測車の位置を定め，情況変化に応じて車をコントロ−ルしし，他の道路などへ誘導し得る体制にする必要がある。

ている。Gordon(1966)や Walton and Messer(1974)の

今後は視程の観測を継続し資料の蓄積を行い、気象情報

アイカメラを使った実地調査によると，運転者はエツヂを利用した視程の予測法を険討したいと考えている。

ライン，縁石線、路肩線，レーンマーク，他車の位置，直路の全景を情報として，自車の道路における走行位置§4.3 道路における視程の特徴を決めていることがわかった。交通の安全のためには，

空間浮遊物が雪の場合における視程の特徴については

このような情報源が常に得られるようでなければならな

第２章において述べたが，実際の道路では一般気象と異い，しかし，片道ではここで上げられている多くは雪になった視程の特徴がいくつか見られる。人間の視覚にた埋没していることが多く，先行車も舞上げる飛雪のため

よっていろ道路交通において視程障害を防止し，交通の見えないことがある。視程が良い時には路側雪堤が縁石

安全や円滑な運行を確保するためには，道路における視線の代わりになるが，これも低視程時には役立たない。

程の特徴を知る必要がある。ここでは，実際の道路では低視程時に路側位置を知るための情報源として，一般の視程がどのような形で現われているか、その特徴につい直路ではスノーボール，デリニェーター，道路標識など

て述べる。

がある。

4.3.1

視程（潜在視程）と顕在視程

4.3.2

道路標識の見え方

視程観測では黒い視程板を視標として行われるが，雪路側位置確認のために，道路標識の果たしている役割

道では雪と区別できるような目標物が存在するとは限らを知るために，３種類の道路標識を使ってその見え方をない。目標物のない道路では雪堤などによって路側や道観測した。視程を表わす視程板の見え方と比較の形で示路幅を判断しているが，低視程時にはこのような白い物したのが図−19 である。図−19 の中で存在がわかるが，

体は降雪や飛雪と区別できなくなる．最悪の状態がホワ

標識の意味までは読取れないものは白抜きの円形と三角

土木試験所報告198O 年８月

No. 7415

ension の３つの運動機構によって移動していることが知られている。 creep は雪の表面上の移動で，saltation
は、雪面のごく近くの高さで 10cm を越えることは少ない(Kobayashi(1972))。竹内，石本，野原(1975)が行った saltation の垂直分布の測定によれば、飛雪量の対数は雪面からの高さと直線関係になり，7〜9cm の高さま
で saltation が認められている。この飛雪量と高さとの関係は，河村(1948)が飛砂の問題で導いた理論と一致している。 suspension の飛雪輸送の現象は，乱流拡散として O'Brien(1933)，塩谷(1953)によって次式のような高さ方向の飛雪濃度分布式が導かれている。

図−19

道路標識の見え方

C(Z)：Z の高さの飛雪濃度形で表わし、標識の意味までわかるものはそれぞれ黒く

C0：高さ Z0 における飛雪濃度

ぬりつぶして表わした。視程板は観測位置から視角をZn：粗一定にするため，遠くになるに従い板は大きくしているω0 ：飛雪の落下速度

が，道路標識は一定の大きさである。道路標識は直径 60k

cm の円形,辺の長さ 45cm の四辺形,高さが 68cm の五角形の

ｕ* ：摩擦速度

３種類を用いた。測定点から 40m までは道路標識の面積

よく知られているように，風速垂直分布は次式によっのほうが大きく，それ以上では視程板のほうが大きくな

度：カルマン定数て表わされる。

る。そのため，図−19 に表わされているように，視程が20〜30m までは道路標識のほうが見えやすく，それ以上(25)式と(26)式から，飛雪量 g(Z)は次式で表わされでは視程板のほうが見えやすくなる。そのため，図−19に表わされているように視程が 20〜30m までは道路標識のほうが見えやすく，視程が大きくなるほどその差が大(25)式は，Z0 の近防を除ぐと飛雪量垂直分布は，高さにきくなっている。例えば，視程 100ｍの時は，四辺形と関して両対数で直線となることを示している。このよう五角形の標識の視認距離は 60ｍ，円形のものは最大で 40に、saltation も suspension の場合も，雪面に近づくにｍになっている。形による見え方の違いは，同一面積で従って飛雪量が急に多くなる。路側に雪堤のできた道路

も矩形、正三角形、正方形、円形の順に視認距離が小さでは、車などが相対的に雪面に近づくのと同じ状態になくなることが知られている(例えば横瀬(1956))。円い標

るので，雪堤が目の高さを越える場合に，目の高さに集識の見え方が悪いのは、その形のほかに白地の占める面

中した濃度の高い飛雪が視程障害を誘き起こす。

積が大きく，雪とのコントラストが悪いためと考えられまた図−20 は、雪堤のできた道路で測定した道路の横る。五角形の標識は、青地に白、四辺形のものは黄地に黒で表示されている。前者は面債で３割ほど後者より大きいが、この２種の標識の見え方の違いは小さく、図−19 では同じものとして取扱った。これも形と色によるものと思われる。これら２種類の標識の視認距離は，円形の場合の存在がわかる距離とほぼ等しくなっている。視認距離は，周囲の明るさにもよるため図の中では上限を結んだ線で表わした。このように，道路標識を視認とした場合の顕在視程は，本来の視程よりも小さい。スノー
ポールの場合は大きさが太さできいてくるので，顕在視程はさらに小さくなるものと考えられる。
4.3.3

目の高さに集中した飛雪こよる視程障害

吹雪や地吹雪において，飛雪は creep，saltation，susp‑

16

図−20
図−20

道路横断方向の風速分布
土木試験所報告1980 年８月

No. 74

を見るとこのことがはっきりわかる。視程の記録から観測した 168 回の吹雪について，吹雪の継続時間の頻度分布を調べたのが図−21 である。このように，吹雪の継続
時間は５分以下が 66.7％で，90％が 10 分以下となっていろ。最も長かったのが 42 分 30 秒であるが，この場合も細かくみると３つの強弱の山があった。海岸近くの石狩では，吹雪の多くは 10 分以内で 20 分以上続くことは少なかった。視程障害から見ると，10 分ほど止まって吹雪の合間を縫って進むことも考えられる。しかし，交通量の多い道路では，10 分間止まるだけでも交通は混乱する。吹
雪の継続時間は、降雪雲中にある雪を降らせている部分
写真−４

雪堤の高い道路での地吹雪による視程障害（降雪セル)の大きさによる。降雪セルの大きさは，吹雪の継続時間と風速の積からある程度まで推定できる。

断方向の風速分布であるが、このように，風速は雪堤頂で最も強くなり、飛雪を加速して道路こ吹込んでいるのがわかる。とくに低い地吹雪での飛雪は，非常に薄い層になっており、一般には視程障害にならないが，雪堤のため飛雪の層が目の高さにくると，写真−４のように視程障害を発生させる、視程障害発生個所を調査すると，雪堤が高いため目の高さに集中する飛雪が主要因となっている例が大半を占めている。
4.3.4

視程の変動

このようにして求めた降雪セルの大きさの分布は，図−22 のようになる。正確には降雪雲の中心を観測するとは限らないので，ニれよりいくぶん大きいことになる。降雪セルは，内陸に入ると互いに結合してひとつひとつの境界が明確でなくなるため，吹雪の継続時間も長くなる。中山峠では，最も長いもので約 70 時間継続して吹雪いた例がある。
連続した吹雪の中でも、吹雪の強弱の変化が激しい。
視程障害は，車の走行に影響するような低視程の継続時

一般に吹雪時の視程の変動は時間的に非常に激しく，
視程の急変は交通事故の原因なっている。道路において間に関係すると考えられる。視程 50ｍ以下と 30ｍ以下の継続時間がどのようになっているかを，次の二例についは、交通に影響するような低視程がどの程度続くかが問題になる。ここでは、石狩で行った視程の観測から吹雪と低視程の継続時間について述べる。
終日吹雪いているように見えても、注意してみると吹宍は断続的に吹雪いたり止んだりしている。視程の記録

図−21
土木試験所報告198O 年８月

吹雪の経続時間
No. 74

図−22

降雪セルの大きさ17る。視程 30ｍ以下になると、場合によってはホワイトア
ウトの状態になることや，車が時速 40〜50km で走行することなどから、とくに曲線部などで交通事故の危険がある。次に，平均視程 60ｍの場合について述べる。平均視程が 60ｍになると，車は低速運転するようになる。図−25 は平均視程 60ｍの４つの吹雪を合計した，80 分間の記
録から求めた視程 30ｍ以下の継続時間を頻度分布にしたものである。平均視程が 60ｍでは，視程が 30ｍ以下になることが多く，頻度は小さいが１分続くこともある。交通事故については，低速運転であることから危険は小さ
いが，１分間ほどは手さぐり走行や停滞しなければならない状態になる。交通が１分間停止しただけでも，交通図−23
図−23 視程 50ｍ以下の継続時間頻度分布

量の多い道路になるとその影響が大きくなる。このように、平均視程が低くなるにつれて, 30ｍ以下の視程の継続時間が長くなり，交通が渋滞したり通行不能になっていく。
§4.4 あとがき
視程と道路交通との関係を調査した。その結果，視程が 100ｍ以下になると，車は低速運転するようになり，
50ｍ以下では渋停滞が始まり, 30ｍ以下になると交通が止まることがわかった。このことにより，吹雪時の交通規制を基準化することが可能になり，将来道路交通情報
システムが設備された際に要求される，交通の管理誘導

図−24
図−24 視程 30ｍ以下の継続時間頻度分布

方法に一定の目途をつけることができた。
道路では吹雪や道路の性質や構造状態によって，視程の表われ方が一般気象の視程と異なっている。視程障害対策を行う立場からは，道路における視程の特徴を知る必要がある。道路においては，目標物の有無や状態によって実際に感ずる視程が異なることを示し，道路標識・
スノーポールなど視線誘導施設の必要性を指摘した。吹
雪・地吹雪時の飛雪は雪面近くで濃度が高く，路側雪堤
頂で風速が強くなるため，雪堤の高い道路では目の高さに濃度の高い飛雪の層が吹き込み視程障害を起こすことが多い。視程の時間変動を継続時間によって調査し．比較的視程が高い場合でも，短かい時間低視程になることがあり，そのために交通事故や渋停滞の要因になること

図−25
図−25 平均視程 60ｍの時の視程 30ｍ以下の継続時間度分布て述べる、図−23，24 は平均視程が 120ｍで，13 分間続を示した。
第５章 道路における視程障害防止対策

いた吹雪における 50ｍ以下と 30ｍ以下の視程継続時間の頻度分布を表わしたものである，平均視程 120ｍは低視§5.1 まえがき

程の影響がない時と比べて，車の速度は１〜２割ほど小道路における視程障害対策は，大きくわけると道路のさくなるが，一般に交通の流れはほぼ正常に保たれる。

維持管理にかかおるものと，防止工法によるものとがあ

しかし，図−23，24 でわかるように，時には長くて数秒る。前者については，第４章で述べたように，交通の安の 50ｍ以下，１〜２秒の 30ｍ以下の視程になることもあ全を確保し，被害を最小限にするために行う道路情報の18

土木試験所報告1980 年８月

No. 74

すみやかな伝達と適切な交通規制などがある。しかし理すい道路とそうでない道路とがある。視程障害発生の予

想はこのような交通規制を行わなくてもよい道路にする

知や防止法をはかるためには．障害発生個所の実態を調ことである。そのための対策をどうするかが冬の道路の査し，視程障害の構造と要因を分析する必要がある。交課題である。この章では，まず道路における視程障害の通事故、交通の渋停滞、通行止めを一種の災害とみなし実態から，どのような道路がどのような条件の下で視程て、高橋(1968)にならって視程障害の構造と要因を図−障害になっているかなど，視程障害の構造と要因を明ら

26 のように考えた。問題点を単純にわかりやすくするたかにする。また，視程障害防止と緩和のため，いくつか

めに，高橋(1968)が独立させた環境要因を、ここでは環調査実験を行ったのでそれについて述べる。

境そのものが誘因や素因こ影響し，災害を拡大すること
から拡大要因に含めた。視程障害の場合，被害対象は道§5.2 視程障害の構造と要因

路交通，人，自動車や踏切事故のように列車をまき込む

気象条件が同じでも，地形，道路構造，環境や吹雪のこともある。被害対象が視程障害に強いか弱いかという特徴，道路交通の特性などによって視程障害の発生しや強度素質が素因であるが，素因には車の性能，運転者の図 − 2 6視 程 障 害 の 構 造 と 要 因能力や道路の良否などがあげられる。例えば，吹雪時に雪に重要な問題になる。また、運転者や車の能力を低下

は低い位置での飛雪濃度が高いため，運転席の高い車やさせる要因は素因に影響するもので，その対策は交通の道路の場合は，上下車線が分離され路線数が多く，幅員

安全と円滑な運行をはかる上で重要である。

が広いものや，照明や視線誘導など安全施設の備わった5.3.1

誘因に影響する拡大要因

道路は視程障害にも強い。このほかに，道路構造など本道路に運ばれてくる飛雪量が多くなるほど，視程障害

来は素因に含まれるものもあるが，災害を大きくするよも大きくなる。したがって，飛雪量を増大させる風速，

うに働くものを拡大要因として次に述べる。

降雪量，気温なども拡大要因であるが，ここではこのよ
うな気象要因には触れず，人為的になんらかの手段をも§5.3 視程障害拡大要因
同じ気象条件にあると考えられるような狭い地域の中って対応できるものに限って述べる。
5.3.1.1

吹雪の吹走距離でも，災害の多発個所とそうでないところがある。多発

われわれの調査している石狩平野では，視程障害の発個所には，地形や道路構造などに災害の発生を促進し，生個所はいつも定まっている。それらに共通する要因と拡大激化させる共通要因が見られる。災害防止を行うた

して，道路の主風向側が樹林などのない平坦な 500ｍ以

めには，これらの共通要因を明らかにする必要がある。

上の幅広い雪原であることをあげられる。平地に限ら

ここでは，なんらかの形で人為的に対処可能と考えられず，中山峠などでも樹木の少ない広い雪原地帯が災害のるものは，高橋(1968)が環境や素因と分類したものも拡発生個所になっている。吹雪量は吹雪が発生してから次大要因に含めた。

第に量を増して，ぞの時の風速で運びきれない量であ拡大要因を大別すると．誘因に影響するものと素因にる飽和吹雪量になるまで増え続ける(竹内、石本，野原影響するものとがある．道路に吹込む雪の量を増大させ(1975))。二の二とから、吹雪をさえぎるもののない雪るような要因は、誘因に影響するものであり、防雪や除原では，吹雪の吹走距離が長くなるほど吹雪量も増える

土木試験所報告198O 年８月

No. 7419

と考えられる。
吹雪が発生してから，どのように吹雪量が増加していくかを知るために，石狩川河口近くの河川敷地において，吹雪の発生地点とみなせる川岸から，風向に沿って
風下へ３〜４点の吹雪量の同時測定を行った。写真−５は測定に使用した吹雪計で，雪面から 30cm の高さまでの吹雪量とその間９点の飛雪量の垂直分布が推定できるよ
うになっている。捕捉率は風洞において空気の捕捉率として求めた。吹雪量の測定結果を示すと図−27 のように，吹雪量は吹雪の発生点から 150〜200m までの間で急速に増し，それ以後もゆっくりと増加している。吹雪量はその時の風速と雪面の雪質に関係する飽和吹雪量になるまで増え続ける。増加の過程こおいては、飛雪が雪面の雪をたたきだし新たな飛雪としたり，いったん雪面に達した降雪が再び飛雪となって飛びでたりする。このように，飛雪の供給源は積雪と降雪であるが，飽和吹雪
量を越えると飛雪の一部は堆積して積雪を増し，雪面から雪がたたきだされるところでは，積雪が減少すると考えられる。このことから，積雪深を調査することによっ
写真−５て侵食域や堆積域の推定ができる。そして，吹雪の発生

吹

雪

計

図 − 2 7 吹 雪 発 生 点 か ら の 吹 雪 量 水 平 分 布

点から推積載までの距離を吹雪量の増加する距離とみな吹雪量は降雪による分だけ増えると考えられる。以上のすことができる。図−28 は吹雪量の測定を行った場所ことから，飽和吹雪量に達するような吹雪では，吹雪ので，川岸から 700ｍの間をスノーサンプラーで測定した発生点から 350〜500ｍぐらいで吹雪量が最大になると推積雪深の水平分布である。この図から，積雪は川岸から定される。

200〜350ｍの間でほぼ一定，

しかし，一般に飽和吹雪量に達するような吹雪は，そさらに 350〜500ｍの間で再び増加していることがわかれほど多くなく，その場合は雪面の雪質が同じならば，る。このことから，平均的には 200ｍまでは侵食域で，吹雪の吹走距離の長いものほど吹雪量が増すと考えられ

吹雪量は雪面からの雪と降雪によって増加した飛雪の分る。

200ｍまでの間で増加し,だけ増加し, 200〜350m の間では侵食はほとんどなく，

20

このように，吹雪をさえぎるもののない広い雪原が風
土木試験所報告1980 年８月

No. 74

図 − 2 8 吹 雪 発 生 点 か ら の 積 雪 深 水 平 分 布
上側にある道路では，道路に吹込む飛雪量が多くなり，ができるため，落下速度の小さい飛雪はこの渦にまき込視程障害や吹溜りが発生しやすい。このような環境をもまれ空中に浮遊し，視程障害を起こす。実際の道路におつ道路では防雪対策が必要になる。

ける視程障害多発個所は，高い雪堤のある道路や切土区

5.3.1.2

路側雪堤と切土間に多い。これらの個所は，吹だまりの形成を助長する

道路の除雪作業によってできる路側雪堤は第４章でも述べたように，濃度の高い飛雪を運転者の目の高さに吹ことによっても，交通の障害となっている。
5.3.2

素因に影響する拡大要因

込ませることによって視程障害を大きくしている。同じ

次に，交通の安全に必要な情報量や車の走行性能を低ように，道路の切土区間では風の境界層剥離によって渦下させるような，素因に働く拡大要因について述べる。

写 真 − ６
土木試験所報告198O 年８月

No. 74

道 路 標 識 の 着 雪 例

21

これらは，交通の安全や円滑な運行を行うのに支障となるものである。
5.3.2.1

目標物の少ない道路

白一色の雪道では第４章で述べたように，目標物の有無や状態によって顕在視程の違いは非常に大きい。とくに，レーンマークや縁石など雪に埋もれた道路では，路側位置や道路の中心などを確認するための目標物（視線誘導物）の存在は交通の安全に不可欠である。スノーポ
ールやデリニエーターは，路側位置確認のために設けられた視線誘導物であるが，これらがなかったり間隔が離れすぎている場合や，デリニエーターは着雪したり雪に埋もれたりすると視程障害を拡大する。
5.3.2.2

標識板着雪

図 − 2 9

着 雪 の 気 象 条 件

図−30

気温・風速と着雪率

道路標識はスノーポールと同様に，路側位置や道路幅を判断するための目標物になり，視程の顕在化を助けるだけでなく，本来の目的である道路情報をもたらすもの
として，交通の安全に重要な施設である。しかし，吹雪時には道路標識やスノーポールなどに着雪し，これらの視線誘導としての機能を失なわせ，交通の安全を損い視程障害を拡大することが多い。写真−６は一般国道５号
倶知安峠での道路標識の着雪状況である。この時の視程は 500ｍ以上あったため，着雪していても標識の存在はわかるが，低視程時にはこのような着雪がホワイトアウ
トの原因にもなる。
道路標識の着雪は，着雪機構によって３種類に分けられるが(竹内(1978))，そのうち最も頻繁に見られるのは吹雪によるもので，雪が標識板に強く衝突し付着する。
この場合，強い風で雪片が板にたたきつけられるためにＯ℃以上の湿り雪も０℃以下の乾き雪とも着雪する。
この際，着雪は最も着信しやすい標識板の中心にある風のよどみ点から成長するため，写真−７のように，着雪は標識板の中心を頂点とした円錐形状になるが図−29で，このように風速 4〜5ｍ/sec 以上になると気温によらず着雪する。しかし，気温が低くなるにつれ雪が衝突しても反撥されやすく，着雪量は小さくなる傾向がある。図−30 は 90×180cm の大きさのベニヤ板を使った時の着雪率を，気温と風速とで表わしたものである。この場合の着信率は，着雪の難易を表わすと考えられることから，風速が大きいほど，気温が高いほど着雪しやすい
ことがわかる。地吹雪の飛雪粒子は，衝突しても反撥されて標識が見えなくなるほど着雪が成長するのは，降雪がある場合に限られる。
5.3.2.3

路面積雪

視程が低下してもアスフアルト路面が露出していると，そこは雪と区別できるので，視程の顕在化に働く。
写 真 − ７22

着 雪 の 側 面

しかし路面に雪が残ると，視程の顕在化を妨げるだけで土木試験所報告1980 年８月

No. 74

なく，レーンマークや横断歩道の位置などを示す路面

いて２，３述べる o

表示も見えなくなり，高速走行の際の視程の急変時のブ

一般国道 230 号石狩川河口橋が開通したばかりの頃，

レーキ操作はスリップ事故の誘因ともなる。また坂道でまだ未完成の部分は仮設道路によって結ばれていた。仮は，視程障害のため一時停止した車が路面積雪によっ設道路では，視程障害が頻繁に起こっていたので，障害て，駆動輪が空転し発進できなくなることがある。発進個所の原因を調べた。図−31 は調査個所の平面図であできない車が１台でもあると，路側堆雪などによって有る。道路の風上側は，川岸まで約 800ｍの平坦な河川

効幅員が狭くなった雪道では，交通が混乱することが多敷地になっており，道路へ吹込む飛雪量が多い。このた

い。

め，道路と平行に約 350ｍの間を高さ 3.6ｍ，空げき率
5.3.2.4

道路の曲線部

20％の吹止め型の防雪柵が設置された。防雪柵の設置個

太陽がでていると，雪の凹凸は影ができるのでわか所は，視程も比較的よく事故の発生も少なかったが，防る。しかし，吹雪時には雪の表面で光が乱反射し陰がは

雪柵の切れているところでは，吹雪になると必ずといっっきりしなくなり，立体感が失なわれる。そのため，道てよいほど交通事故を起こしたり車が進めなかったりし路の曲線部も発見が遅れる。一般的に夏と比べて冬の道ていた。防雪柵の効果と視程障害多発地点の特徴を調べ

路での曲線部は，非常に危険度が高い(斉藤(1975))。

るために，道路の横断方向の積雪分布を水準測量した。

さらに，路側堆雪のため有効幅員の狭い雪道では，車測定結果を図−32 に示す。図の中で No. 4 と No. 5 で示

は道路の中央寄りを走ることが多いので，雪堤に突込んしたのが視程障害の最も激しかった個所である。 No. 3

だりセンターを越えて対向車に衝突する曲線部での事故は２月末になって，防雪柵による吹だまりの雪丘が平衡が多い。

状態になり，防雪効果が失なわれてから視程障障害が発

そのほか，夜間照明のない道路，窓や燈火器類の汚れ生した個所である。 No. 1 と No. 2 は，シーズンを通しや着雪も，運転者の能力や車の性能を低下させ視程障害て視程がよかった個所である。 No. 4 と No. 5 の特徴はを拡大する。

防雪柵がないため，早くから雪堤ができていたことと，

以上，道路環境，構造，気象などから視程障害の拡大

N0. 4 は防雪柵の切れ目にあたり視程が急変すること，要因を述べた。視程障害防止対策を行うには，これらのまた No. 5 は曲線部のためいずれも事故が多発した。

拡大要因に対してどう対策を行うかが重要な問題であN0. 3 は雪堤ができてから視程障害が発生した。 No. 2

る。

では No. 3 と同じように防雪柵による吹だまりが平衡状

次に視程雪害防止について述べる。

態になってからも雪堤はできなかった。このように雪堤の高さが違うのは, No. 3 は盛土がほとんどなく, No. 2§5.4 視程障害防止対策

では 1.5ｍの盛土があるという，盛土の高さに差がある

視程障害の防止対策は，視程の特徴を把握し主にそのためと考えられる。 No. 1 は防雪柵がなかったにもかか

拡大要因対策を行うことが基本となる。視程の特徴と拡

わらず，２ｍ以上の盛土があったため，雪堤は低く抑え

大要因から，次の４点が最も重要と考えて調査実験を行られ交通障害もなかった。

ったのでそれらについて述べる。
5.4.1

視程障害の緩和

このように，視程障害の発生個所では雪堤が車の窓の高さを越えている点で共通しており，防雪柵の設置や盛視程障害は，道路に吹込む飛雪が原因となっている。

土を高くすることにより雪堤を低くできることがわかっ

視程障害を発生させるほど多量に飛雪が吹込む道路は，た。盛土が高いと主に除雪の際の滞雪空間が確保される

風上側に広い雪原があるところで，そのような場所ではことによって雪堤が出来難くなる。このように，視程障防雪柵などによってできるだけ道路へ飛雪が吹込まない害防止のために盛土を高くするのも一方法である。そこ

ようにする必要がある。道路に吹込む飛雪の多い道路

で，盛土をどの程度高くすると車の窓より低い雪堤には，路側雪堤ができていることが多く，そのために目の抑えることができるかを知るために，一般国道 40 号智恵

高さに飛雪を多くし視程障害が拡大される。視程障害の文−和寒間でスノーサンプラーによる道路横断方向の積緩和のためには，雪堤対策が非常に重要である。雪堤に

雪調査を行った（竹内，鎌田，福沢（1972))。調査結果

よって，目の高さに集中する高い濃度の飛雪を少なくす

を盛土の高さと雪堤の高さとの関係で示すと図−33 のよるためには，雪堤の成長を低く抑えるか，雪堤の上でのうになる。調査個所はいづれも田畑などを道路環境とし風速を弱めるか，あるいは目の高さに集中する飛雪の層ており，気象的にも同じと考えられる狭い地域の中で最は非常に薄いことから，飛雪を高さ方向全体に拡散させ

深積雪期の３月上旬に行った。図のように盛土の高さとることなどが考えられる。次に，雪堤対策の具体例につ雪堤の高さは反比例している。平地積雪が 110cm であっ土木試験所報告198O 年８月

No. 7423

24

図 − 3 1積 雪 調 査 個 所 の 平 面 図

図−32

道路横断方向の積雪深分布
土木試験所報告1980 年８月

No. 74

図−33
図−33 雪

図−34
図−34

防

雪

林

堤

の

高

ま

と

わ

盛

り

土

の

高

風

速

分

布

たことから，視程障害の少ない１ｍ以下の雪堤高にする

生限界風速以下にすることによっても可能である。図−ためには，一般的にはその地方の最深積雪深より 30cm ほ

34 は一般国道 12 号岩見沢地区において，視程障害防止をど高い盛土にすればよいと推定される。

目的として試験植栽された防雪林のまわりの風速測定の以上は雪堤の高さを低くする方法を，防雪柵と盛土の結果である。この防雪林は，約４ｍの高さのヨーロッパ

高さから見たものである。このほかに，雪堤からの飛雪

トウヒとえぞまつ３〜４本で構成されている狭林帯の樹を少なくするためには，雪堤の上での風速を地吹雪の発列林である。林帯は狭くても，図のように雪堤頂での風土木試験所報告198O 年８月

No. 7425速を減少させて，雪堤からの地吹雪の発生を抑制し，道のでそれについて述べる。
防雪林は図−35 のように，縁石線から歩道をはさんで路に吹込む飛雪を防止することによって，視程障害防止

６ｍのところから３ｍ幅で３本植と４本植で，それそれ効果を上げている。
5.4.2

50ｍ植栽した。視程計は防雪林個所と無対策個所の中央

視程変動の緩和

吹雪による視程の時間変動は，それ自体非常に激しい分離帯にそれぞれ授受光間隔は 20ｍで高さ 1.5ｍに設置ものであるが，道路構造，環境や地形によっても，道路した。視程の変動を振幅に着目して，変動のスペクトル

に吹込む飛雪量が変わってくるので，これらの不連続部

をエネルギースペクトラムの解析法を用いて解析した。

分での視程変動は大きい。視程の変動は交通事故の誘因

一例を図−36 に示す。この時の主風向は西南西で防雪林になることが多い。とくに最近は道路除雪が十分に行わに対して 40°の角度になっていた。また，平均風速は６れ，冬でも高速走行の機会が多くなっており，国道や高ｍ/sec であった。防雪林個所の平均視程は 290ｍ,無対策

速自動車道で 10 数台や 20 敷台の車をまき込んだ多重衝突

個所は 200ｍで，視程は 45％ほど防雪林個所のほうがよ事故が発生したように，視程変動による危険は大きくなくなっている。視程変動の違いは記録紙の上からもはっっている。一般国道 12 号岩見沢地区の道路防雪林と隣接

きり読取れるが，その特徴を知るために時間とともに変した無対策個所において，視程の比較観測を行ったとこ

わる視程を周波数の関数にして変動のスペクトルを計算

ろ，防雪林は視程変動の緩和効果をもつことがわかった

した。図−36(a)は防雪林個所の変動スペクトルで, 0.15

26

図−35
図−35

防

雪

林

と

視

程

計

の

位

置

図−36
図−36

視

程

の

変

動

ス

ペ

ク

ト

ル
土木試験所報告1980 年８月

No. 74

Hz にピークを持っている。無対策個所ぱ図−36 b)で 0.2

路では一般にデリニエーター，スノーポール，道路標識

Ｈｚのほかに O.5Ｈｚ周辺にも局所的なピークを持っておなどがその役割を果たしている。視程の顕在化のためにり，全体的にも防雪林個所と比べて高周波成分の変動をは，これらの設置間隔は短かいほど効果も大きいが，除含んでいることがわかる。また無対策個所では防雪林個

雪作業の支障になることもあり，現実には特別の場合を所と比べて，全体的に変動のスペクトルが１けた大きく

除くとデリニエーターは直線部で 80ｍ間隔に設置されてなっている。周波数の高いことは，変動が速いことを変いる。視程を 100％顕在化するには，防雪林のように連動のスペクトルが大きいことは，変動の振幅が大きいこ

続的な物体を目標物としなければならない。

とを表わしている。このことから，防雪林は変動の速さ

一般国道 12 号岩見沢の防雪林の目的の１つは，このよ

も変動の大きさも緩和する効果を持つことがわかった。

うな視程の顕在化であった。街路樹のように間隔を持っ

5.4.3

視程の顕在化と視線誘導た樹列でも，一般の道路では視線誘導とともに視程の顕

視程の顕在化と視線誘導は両方兼ねることが多く，道

図−37
図−37

土木試験所報告198O 年８月

No. 74

標

在化は十分期待できる。岩見沢の防雪林は常緑樹で枝葉

識

板

周

辺

の

風

の

流

れ

と

着

写真−８ 傾

斜

角

に

よ

る

着

雪

の

違

い

雪

27

が風でゆれ雪を落し，雪でおおわれてしまうことはなか

着雪しても板に沿う風で吹払われてしまう。そして板とった。曲線部など危険度の高い道路での視線誘導に街路

風とが平行になると着雪はまったく見られなくなる。こ樹を取入れていきたいと考えている。

の性質を利用して，標識板を下向きに傾けて着信を防5.4.4

止することを考えた。傾斜角と着信の違いを見たのが写

道路標識の着雪防止

道路標識の着雪防止のために，１）風の力を利用する

真−８である。傾斜角は上下とも向かって左から 30°，

方法，２）標識板の表面処理，３）風の流れを変える

ひとつおいて 25°，10°，0°である。このように傾斜角方法の３つの方法を基本とした実験を行ったが，このうが大きくなると，着雪量が少なくなり，着雪する部分もち，３）の風の流れを変える方法が最も効果的，かつ実板の上隅だけに限られてくる。これは風胴実験で確かめ用的であることがわかったのでこれについて述べる。

られたとこであるが（竹内（1978))，傾斜角が大きくな

着雪は図−37(a)のように，標識板に風が直交した場合

るにつれて，風のよどみ点の上隅への移動が大きくなには，板の中心にできる風のよどみ点を中心に着雪がり，よどみ点の下では板に沿って下向きに流れる風がよ成長する。風が標識板に対して角度をもってあたると，り強くなり，雪が板に衝突しても反撥されたり吹払われ図−37(b)のように，よどみ点が移動するので着雪はよどたりすることが多くなり，着雪しがたくなる。また板がみ点のまわりにできるがその下では着雪しがたくなり，

大きくなると，写真−９のように着雪量は少なくなる。

写真−９

板

の

大

き

さ

と

着

雪

量

これは，小さい板では風とともに飛んでくる雪が板の側縁で風の流れによってやや曲がるがほとんど直線的に衝突するために着雪しやすい。しかし板が大きくなるにつれて，雪が風によって板の外側へと曲げられるのがはっ
きりし，その影響範囲も縁から板の内側へ及ぶようになり，板を傾斜させた時のように仮に沿う強い風によって雪が吹払われて，着雪しない部分が大きくなるためである。写真−８は視程が 130ｍの強い吹雪時の着雪であり，着雪量も多かったものであるが，一般的には 15°〜20°の傾斜角でも標識板の視認に支障ない程度の着雪防止ができる。また，板が大きいほほ傾斜角を小さくできること
や，15°程度の傾斜角ならばむしろ視認性を高めるため

28

写真−10
写真−10

デリニエーターの着信防止
土木試験所報告1980 年８月

No. 74

に行われることもあるなど，方法が簡単なことからも実低下率（曲線の勾配）は視程が低くなるほど大きくなっ

際的な方法と考えられる。この方法は標識板のほかに，た。これは，雪が識別できる距離の視程距離に対する割デリニエーターなどにも応用できる。写真−10 の中で向合は，低視程ほど大きくそのため目の近くの雪や残像のかって右端のものはデリニエーターを，表面を 30°傾け

影響もより大きく表われるためである。このように雪のた透明なカバーでおおったものであるが，このように他場合，視程は雪による光の減衰だけでなく，残像などものデリニエーターと比べて着雪量が少ないのがわかる。

含めた人間の目の心理的，生理的機能にも影響されている。

§5.5 あとがき

雪による光の減衰は，雪による光の散乱として取扱わ道路における視程障害の実態を調査し，視程障害の要れてきたが，光の波長と比較して雪が大きいことと，個因と構造を分析した。これによって，視程障害防止のたの散乱面積係数が１より小さいことから考えて，光は雪めに必要となる問題点を，拡大要因の形で整理すること

による反射によって減衰することを述べた。光の減衰とができた。視程障害の緩和防止については，これまで意飛雪量の関係を求めたが，雪の形や大きさによって光の識的に行われたことは少なかったが，道路における視程消散係数が異なることから，一般的に光の観測によっての特徴と拡大要因を知ることによって，今後の対策が行

降雪量や吹雪量を得ることは，これらの物理量の要求すわれていくものと考える。ここでは，交通の確保のたる精度から考えて限界があることを指摘した。

めには，視程障害の緩和および視程の顕在化が，また交Bouguer‑Lambert の法則と Koschmieder の視程に関通の安全のためには，視程変動の緩和と視線誘導およびする式から，光を用いる視程計を開発した。 30m 以下の標識板などの着雪防止が重要と考え，対策方法と効果に低視程を除くと，実用上必要な視程の精度内で目視によついて調査した。前者については，盛土を高くすることる視程と視程計の値がよく対応することがわかり，実用と防雪林が，後者では防雪林と標識を傾けることが効果に供することができた。視程計の開発によって，これま的であることなどがわかった。われわれは，視程障害のでできなかった視程の連続観測，視程の変動解析など，緩和防止のために防雪林の利用研究を進めていくつもり

視程の調査研究を発展させるとともに，吹雪時の道路交であるが，視程障害対策の研究は，端緒についたばかり

通の維持管理の円滑化を可能とした。

といってよく，さらに多角的，かつ総合的な研究開発が必要と考えている。

視程と道路交通との関係を調査し，視程が 100ｍ以上あれば車の速度が低下しても交通の流れは確保されたが, 50ｍ以下になると低速運転や渋停滞が始まり, 30ｍ

弟６章 結

論

以下になると交通は止まることがわかった。これをもと一般に視程は，光の一様減衰によるとして取扱われてに，これまでなかった視程の影響の大きい吹雪時の道路

きたが，吹雪時の視程の目視観測と光の減衰の同時観測

交通の管理基準を得ることができ，交通管理の面からのの結果，とくに 100ｍ以下の低視程時において光の一様

視程障害対策を実現させた。将来は視程観測と気象情報減衰を仮定した理論値と実測値の大きなずれがみられをもとにし，通行止めを２〜３時間前に予測可能にしてた。このことは，雪が目の近くでは一個一個が識別され

道路情報システムを利用した交通の誘導を行いたいと考る大きさをもつために，同じ形，大きさの雪でも目の近えている。

くにあるものほど視程に大きく影響するためで，雪のよ

従来，吹だまりの面から行われてきた道路における吹うに大きな空間浮遊物では，視程を光の一様減衰からだ

雪対策を，視程障害の面からみなおし，視程の実態を調けでは取扱えないことがわかった。光の減衰は，雪の空査した。そして同じ気象条件のもとでも，スノーポール

間濃度に反比例すると考えられることから，視程を雪のなどの視標の有無状態によって実際に感ずる視程（顕在空間濃度との関係で表わしたが，同じ雪の空間濃度でも視程）は非常に違ったものになることを示し，目の高さ

例えば，降雪と吹雪とでは視程の違いは非常に大きいこに集中する飛雪による視程障害や交通事故の誘因となっとがわかった。雪は残像のために尾を引いて見えるが，ている激しい視程の変動など，吹雪や地吹雪の特徴が道このことが視程に影響するとしたら，雪の動く速度が大路における視程の特徴となって表われていることを示し

きいほどその影響が大きいと考えられる。残像の影響をたo

見るために，目の高さにおける雪の動く方向への移動量

道路における視程障害がどのような道路構造，環境，と視程の関係を求めた。その結果，視程と雪の空間濃度

気象条件のもとで発生するか，その要因，構造を実態にとの間に見られたような現象による違いはなくなり，視基づいて調査し，視程障害の防止対策に必要な問題点を

程と雪の移動量の関係は１本の曲線で表わされ，視程の拡大要因という形でまとめた。その主なものは，道路環

土木試験所報告198O 年８月

No. 7429

境としての風上側の広い雪原，構造に関するものでは路nics of snow storms, Proceeding of the internati‑

側雪堤，気象的なものでは道路標識などの着雪がある。

onal conference on low temperature science Part.

これらの拡大要因と道路における視程の特徴を知ることによって，視程障害対策の実施に具体的な方向づけができるようになった。

2, 1065‑1073.
福沢義文，竹内政夫, 1977 : 投受光一体式雪面・降雪検知器，土木試験所月報, No. 292, 10‑13.

視程障害の構造と要因に基づいて，視程障害対策の調査と実験を行った。その結果，路側雪堤を低く抑えるためには，防雪柵や防雪林による防雪のほかに道路の盛土

Gordon, D. A., 1966 : Experimental

isolation ofdriver's visual input, Highway Res. Rec. 122,
P. 19‑34.

を高くするのも有効であることがわかった。また，道路Gunn, K. L. S. and J. S. Marshall, 1958 : The distrib‑

標識の着雪防止のために，着雪機構の調査と着雪防止のution with size of aggregate snow flakes, J.Met.,実験を行い，標識板のまわりの風の流れを板に平行に吹

15, 452‑461.

くように変える方法が最も効果的であることがわかった。実際的には 15°〜20°ほど下向きに傾けただけで着雪

Hammer, E., 1949 : Temporal factors in figural after‑
effect, Amer. J. Psy., 62 p. 337.

防止効果の十分あることがわかった。防雪林はこれまで

石本敬志，竹内政夫，野原他喜男,‑ 1977：北海道の道

吹だまり防止を目的として考えられてきたため，林帯幅路における通行止めと気象条件，土木試験所月報，を十分とることが必要とされているが，３〜４本植の狭No. 290,

林帯のものでも視程め顕在化と視線誘導の効果，雪堤前

河村龍馬,

後の風速を低下させ，目の高さに集中して吹込む飛雪の24‑30.

沈静と拡散させる効果，視程変動の緩和などの面で視程

1‑20.
1948 : 風による砂の運動，科学,

鎌田新悦，竹内政夫，福沢義文,

18, 11，1971 :吹雪時の視程障害防止には有効であることがわかった。３〜４本の狭について，第 15 回北海道開発局技術研究発表会論文

林帯の防雪林は，現在の道路敷地内での造林も可能であ集,ることから，吹雪多発地帯の視程障害対策に利用していくことを考えたい。

244‑247.

Kobayashi D.,

1972 : Studies of snow transport in

low‑level drifting snow, Contri, Inst. Low Temp.
Sci., A 24， PP. 58.

謝辞Koshmieder, H., 1924 : Theorie der Horizontalen

この研究を始めた動機ともなった貴重な御助言と御指導をしていただいた，孫野長治北海道大学名誉教授，論文内容の御検討と御指導をしていただいた，黒岩大助北海道大学名誉教授，石田完北海道大学低温科学研究所

Sichtweite, Beitr. 2. Phys. d. freien Atm.

12,

3‑55.
Lillesaeter, O., 1965 : Parallel‑beam attenuation oflight, particularly by falling snow, J.Appl. Met.,教授，菊地勝弘北海道大学理学部教授の各氏に深く感謝

4, 607‑613.

する。また，研究の推進に御尽力していただいた、村木Mellor, M.,

1966 : Light scattering and particle

義男北海道工業大学教授，有益な御助言をしていただいaggregation in snow storms, J. Glaciol., 6, 44,た鎌田新悦富山技術短期大学教授，研究に協力していた

237‑248.

だいた応用理化学研究室の皆様にも心からお礼申し上げ

Middleton,

ます。

W. E. K,

1952 : Vision through theatmosphere, Univ. Tronto Press, Tronto, Can.
pp. 250.
引用文献

Brillouin, L., 1949 : The scattering cross section of
spheres for electromagnetic waves. J. Appl Phys.,
20, 1111‑1125.
Budd, W. F., 1966 : The drifting of nonuniform snow
particles, A. G. U. Antarct. Res. Ser., 9, 59‑70.
Budd, W.F., W.R. Dingle, and U. Radok, 1966 :The Byrd snow drift project : Outline and basic
results, A. G. U. Antarct., Res, Ser., 9, 71‑134.
Dyunin, A. K., 1967 : Fundamentals of the mecha‑

30

O'Brien, M.P., 1933 : Review of the theory of turb‑
ulent flow and its relation to sediment transpor‑
tation, Trans. A. G. U. 14,

487‑491.

O'Brien, H.W., 1970 ； Visibility and light attenu‑
ation in falling snow, J. Appl. Met., 9, 671‑683.
斉藤博英,

1971 :降雪の強さと視程，国立防災科学技術センター研究報告, 5, 33‑40.
斉藤和夫, 1975 : 積雪期の交通事故に関する研究，寒冷地における高速道路の雪害と対策, 39‑49.
Schmidt, R. A., 1 977 : A system that measures bio‑
土木試験所報告1980 年８月

No. 74

wing snow, U. S. D. A. For. Ser. Res. Rep. RM‑
194, Rocky Mt. For. and Range Exp. Stn.,

Fort

Collins, Colo., pp. 80.
塩谷正雄, 1953 : 吹雪密度の垂直分布にたいする一考
察，雪氷, 15, 1, 6‑9.
Stallabrass, J. R., 1978 : Airborne snow concentr‑
ation and visibility, Transpot. Res. Board Nat.

調査，第 15 回北海道開発局技術研究発表会論文集，248‑253.
竹内政夫，石本敬志，野原他喜男, 1975 : 吹雪量と飛雪量垂直分布，雪氷, 37, 3, 8‑15.
竹内政夫,

1978 : 道路標識への着雪とその防止，雪氷, 40, 3,

15‑25.

Walton, N.E. and Messer C.J.,

1974 : Warranting

Academy of science, Special Repot 185, 192‑199.

fixed roadway lighting from a consideration of

Tabler, R. D.， 1977 : Visibility in blowing snow anddriver work load, Transport. Res. Rec. No. 502,

applications, Sym. on Driver Visibility under Vary‑ing Adverse Weather Conditions. Transport. Res.
Board, Nat. Res. Counc. pp. 7.
高橋浩一郎, 1968 : 気象災害論，地人書館, pp‑ 167.
竹内政夫，鎌田新悦，福沢義文, 1972 :道路積雪実態

土木試験所報告198O 年８月

No. 749‑21.
Warner, C. and Gun K.L.S.

1969 : Measurementof snow fall by optical attenuation, J. Appl. Met.,
8,

110‑121 .

横瀬善正,

1956 : 視覚の心理学，共立出版. pp. 196.

31

編
委 員 長

田
久

集

口 雍 也
米 洋 三

委

員

高 橋

毅

畠

山 惇

史

Executive Editorial Board
Editor-in-Chief : Yasuya TAGUCHI
Yozo KUME Tsuyoshi TAKAHASHI

Atsushi HATAKEYAMA

昭和 55 年８月 30 日発行

北海道開発局土木試験所
0 6 2 札 幌 市 豊 平 区 平岸１ 条 ３ 丁目
TEL (841) 1111

印刷所

株式会社

日

栄

舎

003 札幌市白石区菊水１条２丁目
TEL (811) 6161

REPORTOF
THE CIVIL ENGINEERING RESEARCH INSTITUTE
No. 74

CONTENTStudy on Visibility in Blowing Snow
By M. Takeuchi

August, 1980

CIVIL ENGINEERING RESEARCH INSTITUTE
HOKKAIDO DEVELOPMENT BUREAU