霧のコレクション

霧収集は、霧の粒が下の溝に向かって流れ落ちるように、大きな垂直のメッシュネットを使用して霧から水を採取することです。この装置は、霧フェンス、霧コレクター、または霧ネットとして知られています。凝縮により、空気中の大気中の 水蒸気は冷たい表面で凝縮し、露と呼ばれる液体の水滴になります。この現象は、植物の葉や草の葉など、薄く平らな露出した物体で最も観察されます。露出した表面が熱を空に放射して冷却されると、大気中の水分は蒸発できる速度よりも速い速度で凝縮し、水滴が形成されます。^{[1] [2]}

水は平行に並んだワイヤーの上に凝縮し、ネットの底に集まります。これは外部エネルギーを必要とせず、温度変動によって自然に促進されるため、開発の進んでいない地域での導入に適しています。「霧フェンス」という用語は、フェンスに似た長方形の形状に由来していますが、霧収集器はこの構造スタイルだけに限定されません。^[3]霧収集器の効率は、ネットの素材、穴とフィラメントのサイズ、化学コーティングに基づいています。霧収集器は、効率に応じて、空気中の水分の2％から10％を収集できます。^[4]理想的な場所は、霧がよく発生する冷たい沖合の海流に近い高度の高い乾燥地域であり、そのため霧収集器は最高の収量を生み出すことができます。^[3]

自然または補助的なプロセスによる露や結露の組織的な収集は、植物の茎に集まった結露の水たまりを飲む小規模な方法（今日でもサバイバリストによって実践されている）から、アタカマ砂漠やナミブ砂漠などの雨が降らない大規模な自然灌漑まで、古代から行われてきました。最初の人工の霧収集器は、結露を利用するために木の下にバケツを置くインカ帝国まで遡ります。 ^[5]

ウクライナの古代の石積み、イングランド南部の中世の露池、ランサローテ島の平原にある火山岩の蓋など、いくつかの人工の装置はすべて、露を捕らえる装置である可能性があると考えられてきました。

霧収集に関する最初の記録されたプロジェクトの一つは、1969年に南アフリカの空軍基地の水源として行われたものです。この構造は、それぞれ100m ² (1000平方フィート) のフェンス2つで構成されていました。この2つのフェンスでは、14か月の研究期間中、1日平均11リットル (2½ガロン) の水が生産されました。これは、1平方メートルあたり110ml (1平方フィートあたり⅓液量オンス) の水に相当します。次の大規模な研究は、 1987年にチリ国立カトリック大学とカナダの国際開発研究センターによって実施されました。北イタリアで48m ² (520平方フィート) の霧フェンス100枚が組み立てられました。このプロジェクトにより、1平方メートルあたり平均0.5リットル（1平方フィートあたり1.5液量オンス）、つまり300人の村人一人当たり1日あたり33リットル（8ガロン）の水が生産されました。^[3]

霧収集器は、昆虫や葉が水を集める技術として自然界で初めて発見されました。ナミブ砂漠の甲虫は、親水性（水を引き寄せる）と疎水性（水をはじく）の領域が交互に現れるパターンにより、羽に凝縮した水を食べて生きています。レッドウッドの森は、針葉樹の根系に滴り落ちる水滴の凝縮により、限られた降雨量でも生き延びることができます。^[3]

霧収集器は、フレーム、メッシュネット、およびトラフまたは盆地の 3 つの主要部分で構成されています。

フレームはメッシュネットを支え、ステンレス製のポールから竹まで、さまざまな素材で作ることができます。フレームの形状はさまざまです。提案されている形状には、直線型、フェンスに似た形状、円筒形などがあります。直線型フレームは長方形で、垂直の端点は地面に埋め込まれています。上部にはロープの支柱が付いており、安定性を確保するために地面に杭で固定されています。^[6]

メッシュネットは水滴の結露が発生する場所です。これは、小さな開口部を持つ編み込まれたフィラメントで構成され、結露を増やすために化学物質でコーティングされています。シェードクロスは、発展途上国で現地調達できるため、メッシュ構造に使用されます。フィラメントは親水性と疎水性になるようにコーティングされており、水を引き付けたりはじいたりして結露を増やします。^[3]これにより、空気中の水分の2％を回収できます。フィラメントのサイズと穴が小さいほど、効率が上がります。最適なメッシュネットは、人間の髪の毛3〜4本分の大きさのステンレス鋼のフィラメントと、フィラメントの2倍の大きさの穴で作られています。ネットは、水滴の接触角ヒステリシスを減少させる化学物質でコーティングされており、これにより、より小さな水滴が形成されます。このタイプのネットは、空気中の水分の10％を捕捉できます。^[4]

霧柵の網の下には、水を集めるための小さな溝があります。水は溝から何らかの貯蔵容器または灌漑システムに流れて使用されます。霧収集器が円形の場合、水は網の底にある容器に貯められます。^[6]

霧には通常、1立方メートルあたり0.05～1グラムの水分（1立方ヤードあたり⅗～12グレイン）が含まれており、^[7]粒子の直径は1～40マイクロメートルです。霧はゆっくりと沈降し、風によって運ばれます。そのため、効果的な霧よけフェンスは、卓越風に面して設置する必要があり、風が堅固な壁の周りを流れて霧も運んでしまうため、目の細かいものでなければなりません。

霧の中の水滴はメッシュに付着します。2 番目のメッシュが最初のメッシュに擦れると、水滴が合体してメッシュの底に流れ、そこで水が集められ、排出されます。

水は、地球上で最も乾燥した場所の1つであるアタカマ砂漠などの極度に乾燥した環境を含む、あらゆる環境で収集できます。^[4] 収集された水は、地下水よりも安全に飲めます。霧収集は、外部エネルギーを必要とせず、ネットを清潔に保つために時々ブラッシングするだけでよいため、メンテナンスの手間が少ないと考えられています。部品は開発途上国で現地調達できる場合があり、そのため、コレクターが壊れても修理でき、修理が必要なまま放置されることはありません。コレクターの修理には、詳細なトレーニングは必要ありません。霧収集器は、他の水代替手段と比較して導入コストが低くなっています。^[6]

霧よけフェンスは地域の気候や地形によって水量が制限されており、需要に応じて水を増やすことはできない。水量は年間を通じて一定ではなく、地域や地球規模の気象変動（エルニーニョなど）の影響を受ける。水源は風に運ばれるほこり、鳥、昆虫によって汚染される可能性がある。集められた水分は、メッシュ上でカビやその他の有毒な微生物の増殖を促進する可能性がある。^[6]

1980年代半ば、カナダ気象局（MSC）はケベック州のモンサットンに大型の霧収集装置を建設し、配備し始めました。これらの単純な装置は、支線で支えられた2本の6メートル（20フィート）の木の棒の間に張られた大きなキャンバス（通常、長さ12メートル、40フィート、高さ4メートル、10フィート）と、その下に長い溝で構成されていました。霧から水がキャンバス上で凝縮し、凝集して水滴になり、滑り落ちてキャンバスの底から滴り落ち、下の収集溝に流れ込みます。

カナダのプロジェクトの目的は、霧収集装置を使用して収集した霧の成分を研究することだけだった。しかし、その成功は、チリの国有林業公社 ( CONAF ) とチリカトリック大学の科学者が、南半球の冬にチリ北部の海岸を覆うカマンチャカまたはガルーア雲を利用することに興味を持つきっかけとなった。国際開発研究センター(IDRC) の資金援助を受けて、MSC はチリ人と協力し、チリ北部のエルトフォ山でさまざまな収集施設の設計のテストを開始した。完成すると、約 50 のシステムが設置され、森林再生の試みとして丘の斜面で苗木に水をまくために使用された。植生が定着すると、南米の多くの雲霧林のように、自立したシステムとして繁栄するために、植生は霧を自ら収集し始めるはずだった。^[8]

再植林プロジェクトの成功は不明だが、プロジェクト開始から約5年後、近隣のチュングンゴ村は山から町までパイプラインを敷設するよう要求し始めた。これはこの時点で撤退したCONAFの管轄外だったが、チュングンゴの住民300人に水を供給するために、貯水タンクと配管を備えたナイロンメッシュ集水器94台に集水施設を拡張することで合意した。^[3]

IDRC は、10 年後の 2002 年には、9 台の装置しか残っておらず、システム全体の状態が非常に悪かったと報告しています。^{[引用が必要]}一方、MSC は記事の中で、施設は 2003 年時点でも完全に機能していたと述べていますが、この声明の背後にある詳細は示していません。^{[引用が必要]} 2003 年 6 月、IDRC は、エル トフォのサイトを復活させる計画があると報告しました。^{[引用が必要]}

2015年3月、モロッコのNGOであるダル・シ・ハマド（DSH）は、アンティアトラス山脈に大規模な霧収集・配水システムを構築した。^[9] DSHが活動した地域は水が乏しいが、1年のうち6か月間は豊かな霧が一帯を覆っている。^{[10] DSHのシステムには、} SMSメッセージで水道システムを監視する技術が含まれていた。これらの機能は、霧収集がこれらの農村地域の社会構造に与える影響に対処する上で非常に重要だった。^[11] MITの研究者によると、DSHが実施した霧収集方法により、「霧収集効率が約500％向上した」という。^[12]

チュングンゴでの霧収集プロジェクトは明らかに失敗に終わったが、この方法は世界中のいくつかの地域で受け入れられている。^{[12] [13] [14] [15] [16]}国際露利用機構は、雨や霧が年間を通して水需要を賄えない地域のために、箔をベースにした効果的な凝縮器に取り組んでいる。プロジェクトの最初の成功の直後、参加組織の研究者は非営利団体FogQuestを設立し、イエメンとチリ中央部に運用施設を設置した。さらに、グアテマラ、ハイチ、ネパールでも評価が進められている。今回は、プロジェクトが将来も続くよう、地域社会の継続的な関与に重点が置かれている。現在、世界中で合計25か国の村が^{[いつ? ]}霧収集施設を運営している。このシステムは、以前は乾燥していた土地に密集した植生を確立するために使用できる可能性がある。安価な収集器は今後も繁栄し続けると思われる。ペルーでは霧捕集装置を設置する試みが何度か行われており、成功の度合いは様々である。^{[17] [18] [19] [20]}

• 空気井戸（凝縮器）  - 空気中の水蒸気を凝縮して水を集めるために使用される建物または装置
• 大気水生成器 – 湿った空気から飲料水を抽出する装置
• クラウドシーディング – 雲を凝縮して雨を降らせる方法
• 水資源 – 人間にとって潜在的に有用な水源

• 霧収集プロジェクトに関する国際開発研究センターの記事
• カナダ気象局の霧収集プロジェクトに関する記事

• Schemenauer, Robert S.; Cereceda, Pilar (1994). 「高地での使用に適した標準霧収集器の提案」Journal of Applied Meteorology . 33 (11): 1313–1322. Bibcode :1994JApMe..33.1313S. doi : 10.1175/1520-0450(1994)033<1313:APSFCF>2.0.CO;2 . ISSN  0894-8763.
• Juvik, James O.; Nullet, Dennis (1995)。「高地での使用を目的とした標準霧収集器の提案」に対するコメント。応用気象学ジャーナル。34 (9): 2108–2110。Bibcode :1995JApMe..34.2108J。doi : 10.1175 /1520-0450(1995) 034 <2108:COPSFC>2.0.CO; 2。ISSN 0894-8763  。
• Marzol Jaén、Maria Victoria (2002)。「カナリア諸島（スペイン）の田舎の公園での霧水の収集」。大気研究。64 （1–4）：239–250。Bibcode ：2002AtmRe..64..239M。doi ：10.1016 /S0169-8095（02）00095-9。ISSN 0169-8095  。

ウィキメディア・コモンズには、霧収集家に関連するメディアがあります。

• 霧の採取^{[永久リンク切れ‍ ]}、ラテンアメリカとカリブ海における淡水増強のための代替技術ソースブックの章、UNEP国際環境技術センター
• Renee Cho (2011-03-07)。「霧の収集者: 薄い空気から水を集める」。水の問題: コロンビア水センターからのニュース。コロンビア大学地球研究所。
• FogQuest: 持続可能な水ソリューション、カナダの組織、発展途上国における霧収集プロジェクトに関する歴史的情報
• ダン・コリンズ (2009 年 10 月 20 日)。「ペルーの水供給の安定化方法」BBC ニュース、リマ。
• ハワイの USGS に設置された標準霧収集装置
• 霧の採取、ラテンアメリカとカリブ海における淡水増強のための代替技術のソースブックからの章、UNEP国際環境技術センター
• 霧収集家：薄い空気から水を集める
• FogQuest: 持続可能な水ソリューション、カナダの組織、発展途上国における霧収集プロジェクトに関する歴史的情報

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