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大気拡散 たいきかくさん

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

大気拡散
たいきかくさん

大気中に放出された汚染物質が清浄な空気と混合,拡散し,希釈されること。この作用には風速と大気の乱れが大きく影響する。排出された汚染物質が地表に到達する最大濃度は,風速と有効煙突高の2乗に反比例し,排出量に比例するとして,サットン式により計算される。

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出典|ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典
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世界大百科事典 第2版の解説

たいきかくさん【大気拡散 atmospheric diffusion】

大気中の煙などの物質,あるいは熱などの物理量が,濃度の高い部分から低い部分へ移動し,一様な状態へ近づく現象をいう。大気はつねに運動をしており,また,その内部ではある一様な性質をもつ空気塊(渦)が多数存在している(このような状態を乱流と呼ぶ)。渦は移動するときに,もとの位置にあったときの空気の特性,たとえば汚染物質などを輸送する(この輸送過程を渦拡散とか乱流拡散という)。このため大気の拡散能力は,これが存在しないと仮定した場合に比べ,大きい。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

大気拡散
たいきかくさん

大気中で、煙、水蒸気、熱、運動量など物質や物理量が拡散することをいう。大気の流れは一般に乱流と考えられるので、乱れによる拡散が卓越する。これに比べ、分子拡散は非常に小さく、無視することができる。拡散の速さを規定する量を拡散係数というが、気象学では一般に渦(うず)拡散係数を用いる。これは、乱流拡散において、物質や物理量が単位面積を通して拡散する割合が、その面に直角な方向のこれらの量の勾配(こうばい)に比例するとした場合の比例定数をさす。一般に渦拡散係数は、拡散する物質や物理量によって異なる。渦拡散係数は大気の安定度に左右され、地面付近では高さに比例して増大するが、ある高さになると変化しなくなる。大気中の拡散はほとんど風の状態によって決まるが、風自身は地形や大気の安定度、気圧配置などによって支配される。
 大気拡散では関係する要素が多様で複雑であるため、拡散の推定を数学的に解いて求めることが非常に困難なので、風洞実験や数値実験などが利用され、また統計的な手法も援用されている。しかし、大気拡散の推定には基本的に狭領域の気圧配置の予測と風の鉛直分布の精密な解析が必要である。風の鉛直分布については気象庁が2001年(平成13)からウィンドプロファイラ(上空に電波を発射して高度約5キロメートルまでの風向・風速の鉛直分布を連続的に観測する全天候型の風観測レーダー)を全国展開したので、このデータが大気拡散の推定にも大きく貢献することが期待される。また、数値予報では2001年から新しいモデルとしてウィンドプロファイラなどのデータも利用したメソ数値予報モデルを加えた運用を開始したので、これが大気拡散の推定に効果的に活用されることも期待される。[股野宏志]
『森口実・千秋鋭夫・小川弘著『環境汚染と気象――大気環境アセスメントの技術』(1990・朝倉書店) ▽横山長之編『大気環境シミュレーション――大気の流れと拡散』(1992・白亜書房) ▽F・パスキル、F・B・スミス著、横山長之訳『大気拡散』(1995・近代科学社) ▽竹内清秀著『気象の教室4 風の気象学』(1997・東京大学出版会) ▽横山長之著『煙――大気中における振る舞と姿』(1997・白亜書房)』

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