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0710に記載あり
図6 時間積分した粒径分布
1456l：0℃付近の分布図では雨の落下速度より3-8ビン小さいところ、粒径が2.4mmより小さいところ、に極が見られる(図3b、c)。これは「不明」と分類した。なぜなら情報が不十分で雨雪の判別が落下速度と粒径だけでは出来ないからである。1/11’8
粒径分布は指数分を仮定している。p1457
粒径は1mmより大きいものを対象としている。雨と乾いた雪は分布の形はとても似ている(図7)1/13’8
図8、時間ごとに積分した粒径分布図。雨と雨以外で表示。指数分布型でとても類似している。ただし、横軸のサイズは異なる(雨以外の方が3〜4倍)1/15’8
図9：粒径と落下速度の平均・標準偏差の関係。落下速度は0℃,1000hPaの値に補正した。(a)湿った雪、(b)乾いた雪、(c)雨
図10：落下速度と平均粒径の関係。元データは図9に同じ。
図11：落下速度と積分した粒子数の関係。元データは図9に同じ。
表2：MKBにおける降水観測中に、雨が観測された割合。個数と総量について示す。1/18’8
7章推定
a.
微物理過程
0℃に向けて気温が上昇するにつれ、凝集過程は微物理過程にとって重要となる。Lin他(1983)のようなバルクの変数化では水物質分類の中で遷移を考慮しているが、ひとつの水物質分類(water
substance categories)の中で粒径分布を変化させるような凝集過程(のような過程)は考慮していない。1/22’8
MKBにおける落下粒子の速度分散が大きいことは凝集のために異なる粒径を必要としないことを示唆する。つまり、粒径があまり変わらなくても粒子の落下速度は異なる場合が多い。ここでは、湿った雪の衝突係数は乾いた雪の係数よりも大きいと考えられる。乾いた雪は落下速度の分散は小さく、平均落下速度は粒径とともに単調に増加する。MKBの観測では凝集によって10mmを超えるような粒子を含む分布が見られた。
湿った雪について落下速度と粒径分布に相関が低いことは、落下速度が単調増加するということに意義を唱えるので、バルクな微物理の変数化にとっても重要でもある。単調増加しなければ、別の手法として、粒径が2mmより大きいときは落下速度を確率分布で与えることが考えられる。今回の事例を参考にすれば、平均の落下速度は2m/s、標準偏差は0.8m/sがよい近似であろう。そのような粒子の全体的な振る舞いが再現されて、湿った雪の凝集率が洗練されるであろう。
気温が増加して、大雪粒子の数が減ってくるのは、6mmくらいの大雨粒子の出現と対応している。Ohtake(1969)やLawsonら(1998)では大粒子はほとんど分裂しないと報告しており、今回の観測と一致する。Drummondら(1996)は凝集と破裂の係数を評価しているが、破裂が見られる領域は、我々の観測よりも降水強度が大きいところであった。1/23’8
b.
水文学のモデル
水文学のモデルでは、伝統的に1.1℃から1.7℃の気温を閾値に雨・雪の分類をしている(華氏34-35度、アメリカ工兵隊、1956)。定性的には表2と一致するが、ある気温を閾値に「全てが雨・全てが雪」と分類するのは簡略化しすぎである。本研究では0.5℃を境に、それ以下では雨交じりの雪、それ以上では雪交じりの雨であった。言い換えると雪の大部分は0.5℃でほぼ解けきっているといえる。ただしWillis and Heymsfield(1989)が指摘したように、高い温度でも存在する雪粒子はある。
0℃付近で雨と共存する雪は、山岳部の流出モデルを洗練するための(潜在的な)要素を例示している。0℃から0.5℃で雪と共存する雨は転倒マス式の雨量計では測定しにくい。また、表2では粒径1mm以下の雨滴を考慮していないことによる雨量の過小評価に注意すべきである。アメリカ西部の洪水のいくつかは雪の上に雨が降ったことに関連している。(Marks et al. 1998, Taylor and Hatton 1999)
8.結論
光学式ディスドロメータのデータを雨、雨以外、不明に分類し、粒径と落下速度の関係を調べた。1/24’8
0.5-0℃の範囲では、粒径と落下速度の頻度分布は二極分布を示す。これは、融解が始まると湿った雪はすぐに雨に変わり中間段階というのはないためである。13mmを超えるような大雪粒子が少なくなり6mmを超えるような大雨粒子がふえてくるというのは,大粒子はあまり分裂しないことを示唆している。湿った雪粒子の速度分散は乾いた雪粒子の速度分散の120〜230％ある。速度分散が大きいので粒径が同じ位でも凝集は進み、乾いた雪よりも湿った雪の方が凝集率は高い。1/25’8
雨雪の混じった降水の速度分布を知るためには、更なる観測が必要である。我々は、粒径が1mmより小さい粒子についても雨雪を分類できるような観測装置を計画している。また、落下する降水粒子の水換算の質量を測定する。1/28’8
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