自然教育園の水収支(3) 蒸発量の解析

三寺光 雄＊・菅 原 十 一 料 ・当舎万 寿夫＊＊＊

ReportontheWaterBalancei
ntheNational Parkfor NatureStudy(3) AnalysisofEv
aporation

MitsuoMitsudera*,
TouichiSugawara
料andMasuoTousha*
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はじめに
近年，自然教育園でアオキやシュロが増加している といわれてい るが，これらの現象は特殊な環境形成によるものか ，その原因はまだ明らかでない。一方，者I
市環涜の悪化による影響として，特に大気汚染質との関連では， so，， や NO，，の影響が議論されたことがある H。最近，ア メリカやヨーロ・ノパでは酸性雨が問題とな っており，特に森林や湖 に対する酸性降雨の影響に関心がもたれている 2）。 わが国では 1
97
4年項から ，東京を中心とした都市闘で，酸性雨による人間被害が問題とな ったが ，生態系に対する影響については関心がはらわれていなかった。
自然教育圏内での樹木の活力に対して影響力の強 かった so，，の濃度値は低下しており，以前にくらべて顕著な影響に見られないが， NO，，濃度値は低下し ていない。われわれの心配は， NO，，も酸性雨の原因物質であるし ，酸性雨に関連し て，その後における自然教育園での生態系の変化 に注目したい。
われわれは，生態系の挙動に関連して，水収支の面から調査を進めているが ，こ こでは降水を給源とする水の挙動について気象（気候〉的な観点から検討した。 第 2報 （1979)
8）において ，圏内の蒸発ポテンシ ヤ
Jレを明らかにするため ，蒸発計蒸発量について観測を行ない ，その結果について報告したが ，そのねら いは，水文気象の観点から自然教育園における生態系の位置づけである 。今回の報告は ，昨年に引き続き，蒸発観測を行な ったのでその解析結果について述べる 。

1. 降水量と蒸発散位の季 節的特徴
水文気象的な観点から ，自然教育園（約20ha）の水については，いろいろな観点からの検討が必要である 。
ここでは，水の給源としての降水と 蒸発散を問題として，それが季節的にどの ような変化を示すかを検討した。図 lは蒸発散位と月降水量による気候特性を示した。図中・印は東京（気象庁〉の平均的な値を示し，×印は自然教育園におけ る1978年の値である， 0印は 1979年の値である 。また図中 45°の実線は，降水量と＊ 広島大学総合科学部， HiroshimaUniversity,FacultyofIntegratedArtsandS
ciences
料国立科学博物館附属自然教育園， NationalParkforNatureStudy,NationalScienceMuseum＊肺気象研究所， MeteologicalResearch Institute‑ 20ー

自然教育園の水収支(3) 蒸発量の解析

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蒸発散位
図 1 蒸発散位，降水量 の季節変化

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3) 蒸発盆の解析
自然教育園の水収支 (‑ 21‑

蒸発散位量の過不足のない位置を示している 。したが って，この実線の右下にみられる月は乾燥月として ，左上にある月は湿潤月とする（但し冬期はその対象としない〉。 図中における数値は各月を示している 。 」

ヲーの図からわかるように，東京（自然教育園を含む〉での月降水量と月蒸発散位の平均値でみると ，乾燥月は7月 と8月で，それ以外の月は降水量が蒸発散位を上まわ っており ，特に 9月と 10月は降水量は蒸発散位を大巾に上まわ っている 。この値を基準にして， 1978年と 1
979年についてみるとは っきりと， その水文的特徴がみられる 。すなわち， 1978年の夏期（ 7月 8月〉は，降水はきわめて少なく，蒸発散位量が大きくな っていて ，土地の乾燥が顕著であることを示している 。 5月と 9月の降水量は平年値を下まわ っているが ，図中45°線を下まわることはなか った。一方， 1979年における特徴としてあげられるのは， 6月から 8月にわたって，乾燥状態が続いていることである。 4月， 5月は平均値にくらべて月降水量は少なく，特に 5月は図中の 45° 線に接近している 。この年は， 10月に異常な降水量がみられているが，この値は，それ以後における土地の乾燥状態の解消に役立つている。 （両年における夏期の乾燥による植物的影響やその程度についてはこ こでは述べない〉。

図 1で， 乾湿の季節的特徴を示すために月降水量と蒸発散位の平均値と， 1
978年， 1979年について ，比較し考察をしたが，図 2と図 3は， 1
978年と 1
979年 に つ い て

1閑閑 1320←−降水 量ー−‑‑‑o 蒸発散位量280

月別に蒸発散位量と降水量の関係について示 しfこ。

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図2 1978年における水分収支12

図3 1979年における水分収支

2. 蒸発散位と蒸発量
われわれは，自然教育園の乾燥状態の評価に当 って，蒸発散位量を計算して ，降水量との関係 を議論してきたが，蒸発散位量と蒸発量とはどのような関係にあるかについて検討した 。図 4は，蒸発計蒸発量と蒸発散位の関係を示したものであるが，この値は， 1
978年 5月から 11月にかけて自然教育園で i)lji
定したもので，蒸発言十は大型蒸発計（ A pan）を使用 した。 また ，蒸発散位の計算に使われる月平均気温は ，自然教育園で測定されたものである 。この結果からわかるように， 5月から 11月までの期間では ，一定の関係があるとみてよい。蒸発散位も蒸発現象である 。蒸発がどのような気象要素−と関連するかについては，すでに多くの論文がある 。 ここでは自然教育園内の異な った 2地点に蒸発計（ A ‑pan）を設置して，蒸発量のちがいに

‑ 22ー

自然教育園の水収支(3) 蒸発量の解析

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蒸発計蒸発量月合計値．．
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蒸発散位

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図 4 蒸発散位と蒸発計蒸発量の関係(1978年 5月 11月〕

図 5 食草園と水生池における蒸発量の比較ついて比較するため ，蒸発観測を行なった 。図 5は水生池と食草園で測定した結果である。この図からわかるように，水面蒸発量は，食草園で測定された値より水生池の蒸発量は多 くなっている。その原因についてはいろいろ考えられるが，ここでは飽差を問題としてとりあげた。蒸発量 CE〕は次のような実験式で示されるとした 。
E=(e,‑eα，）f(u)e，は蒸発面の表面温度 0に対する最大水蒸気張力で ，eα は大気中（水面から l mにおける〉 の水蒸気張力である 。 f(u）は風速 くu〕の函数である 。図 6は，蒸発傾度（ α〉と風速の関係を示

ここでは， 純L
三三三

放射量と蒸発計蒸発量について検討した結果を，

図 6 蒸発傾度 〔日〉 と風速 （u〕の関係した。この結果から f(u) の函数形を（ 0.
5u+1.
06〕として， 蒸発量と飽差の関係を示したものが図 7である。蒸発現象の基本は太陽エネノレギー
であることはいうまでもないが，m品 eWIll／．

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図 7 蒸発量 CE）と飽差 （e,‑e〕の関係

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Roc, y,m• ml図 8 純放射量 （Rn〕と蒸発計蒸発量 CE)

自然教育園の水収支(3) 蒸発量の解析‑ 23ーχc。。

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2，／ シ4・自然教育園 ︵宣車圃︶

食草園／。
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ぅ／， ,c気象斤図 9 風速の比較

図1
日 蒸発量の比較

図 8に示した。蒸発量に関する 実験観測lから，水生池での蒸発量が食草園のそれにくらべて多いのは，風速が強いためではないかと推定したが，それをたしかめるため食草園と水生池で風速の同時観測を行な った。
その結果は図 9で示 した。 したが って日射量が同じであれば，蒸発量の差は風速のちがいによると考えてよ
いと思われる 。
図10は，自然教育園（食草園）の蒸発量と気象庁で観測された蒸発量の比較である 。これからわかるように，自然教育園より気象庁の値が多くな っていることがわか った。

まとめ

自然教育園内の生態系の水分経済という面では，まだ多くの問題が未解決にな っている 。今回は， 1978年，1979年の両年にわた って，蒸発観測を行な った。その結果にもとづいて，水文気象的観点から解析を試み，1978年と 1979年の両年は平年にく らべて，夏期は乾燥状態であ ったことを示した。また蒸発現象と気象要素との関連についても述べた。これらの実験結果から，自然教育園では水生池が食草園にくらべて蒸発量は多いことが推定されたご自然教育園から，圏外への流出量など， ，生態系の水経済という面からは今後行なうべき問題は多い。 流出量の問題については， 3地点で測定が行なおれているので，今後はこの資料を整理し，流出機構に ついて検討したい。

文献1) 沼田真編 (1972) 都市生態系の構造と動態に関する研究

ライケンズ／R.F.ライト／ J.N.
2) C.E.
ギャロウェイ ／T.J.
パトラー（猿橋勝子訳） (1979)
酸性雨，サイエ ンス Vol.9, No.12, p.9‑18.
3) 三寺光雄・菅原十一 ・当舎万寿夫 (1979)

自然教育園の水収支，自然教育園 第 9号 p.43 50