ラインソース

線源は、点源、面源、または 体積源とは対照的に、線形（1次元）形状から放射される空気、騒音、水質汚染、または電磁放射の発生源です。最も顕著な線源には、道路の大気汚染、航空機の大気排出物、道路の騒音、離散的な点からではなく川の範囲にわたって放射される特定の種類の水質汚染源、細長い光管、医療物理学における特定の線量モデル、および電磁アンテナがあります。汚染の点源は19世紀後半から研究されていましたが、線源は高速道路や空港の環境規制が出現し始めた1960年代後半まで科学者からあまり注目されませんでした。同時に、これらの1次元の発生源に取り組むために必要なコンピュータモデルのデータ処理ニーズに対応できる処理能力を備えたコンピュータがより利用可能になりました。

さらに、1960 年代のこの時代には、これらの研究を遂行するために必要な専門分野にまたがる環境科学者が初めて登場しました。たとえば、大気汚染分野の気象学者、化学者、コンピューター科学者は、道路の空気拡散モデリングに対処するために複雑なモデルを構築する必要がありました。1960 年代以前は、これらの専門家はそれぞれの専門分野内で作業する傾向がありましたが、NEPA、大気浄化法、米国の騒音規制法、およびその他の重要な法律の制定により、学際的な環境科学の時代が始まりました。

電磁線形発生源の場合、コンピュータモデリングにおける初期の進歩は、第二次世界大戦の終結と冷戦が部分的に電子戦の進歩（アクティブアンテナアレイの技術を含む） によって戦われたときに、ソ連と米国で主に起こりました。

主要高速道路や都市幹線道路付近の大気汚染レベルは、何百万人ものアメリカ人が生活または働いている米国国家大気環境基準に違反しています。建物の内部でさえ、外部の空気が吸気口であるため、居住者を外部の空気の悪影響から実際に保護することはできません。また、屋内の空気の質が通常、外部の空気よりも悪いのはよく知られています。

自動車が通行する道路は、大気汚染物質を排出する線源によって理想化できます。この数学的な問題は、物理学、数学、コンピューターサイエンスの連携により 1970 年に初めて解決されました。^{[1] [2]} 元の理論では、完全に直線の道路上で定常の交通状況と気象が想定されていました。現在、モデルは変化する気象、時間によって変化する交通運用、複雑な路床形状を処理できるように進化しています。現在のテクノロジーにより、高速道路の設計者や都市計画者は代替道路開発計画を分析し、大気質への影響を評価できます。線源は単なる傾斜線であるため、同じ基本モデル理論を空港の運用に適用できます。1970 年代初頭、これらの ESL モデルは、道路の有限の幅を考慮するために 面源モデルに改良されました。

道路騒音は、世界中の人間の環境騒音曝露の約 80 パーセントを占めるため、線状騒音源の最も重要な例です。この現象のコンピューター モデル化が完成した 1960 年代に、線状騒音源モデリングの最初のアプリケーションが体系的になりました。国家環境政策法と騒音規制法^{[3]が可決された後、詳細な分析の需要が急増し、意思決定者は新しい道路の計画と}騒音緩和の設計に関する答えを音響科学者に求め始めました。道路騒音の強度は、交通操作 (速度、トラックの組み合わせ、車両群の年齢)、路面の種類、タイヤの種類、路面の形状、地形、微気象、地域構造の形状などの変数によって左右されます。

変数の複雑さのため、線音源音響モデルは、道路付近の騒音レベルを分析できるコンピュータ モデルでなければなりません。最初の意味のあるモデルは、1960 年代後半から 1970 年代前半に登場しました。主要な研究チームには、ボストンのBBNとカリフォルニア州サニーベールのESL Inc.の 2 つがありました。両グループは、任意の設定で代替道路設計、交通運用、騒音軽減戦略を研究できるように、複雑な数学モデルを開発しました。 ^{[4]その後のモデル変更は、州}の運輸局や都市計画者 の間で広く使用されるようになりましたが、初期のモデルの精度は 40 年間ほとんど変わっていません。

一般的に、線音源音響モデルは、音波束をトレースし、屈折現象による音波束の発散（または収束）とともに拡散損失を計算します。回折は通常、地形的または人体的な「鋭さ」のあるポイント（防音壁や建物の表面など）に二次放射源を確立することで対処されます。気象学は、実際の風のバラと風速の統計（サーモクラインデータとともに）を考慮して統計的に対処できます。

水質汚染物質の拡散の分野では、線状汚染源への適用はあまり一般的ではありません。この現象は、一般的に、表面流出が土壌汚染物質を上層土から洗い流し、これらの汚染物質を川などの線状の受水域に運ぶときに発生します。このような水質汚染源につながる根本的な土地管理慣行には、伐採、農薬散布、建設地の整地、焼畑活動、都市の雨水流出などがあります。

流水などの動的媒体へのこのような拡張された線状排出の複雑さに対処するには、やはりコンピュータモデルが必要です。結果として生じる汚染物質を運ぶ表面流出水は、川や小川に排出する線状排出源と見なすことができます。この表面流出水の化学組成は、USGS流出降水アルゴリズム^{[5]などの表面流出モデルによって特徴付けられる可能性があり、一方、河川内の輸送は、} DSSAMなどの動的河川汚染物質モデルによって分析される可能性があります。

照明の研究では、様々な光源が本質的に線状であり、最も一般的なのは蛍光灯です。室内照明の設計プロセスでは、ワークステーションやその他のユーザーエリアの光の強度を計算することが重要です。これは、十分な光が存在することを確認するためだけでなく、さらに重要なこととして、過剰な照明とそれに伴うエネルギーの浪費、および健康への悪影響を回避するためです。したがって、光透過計算に携わる科学者は、蛍光灯器具が使用されている場合に線状光源を認識するコンピュータモデルを採用しています。典型的な設定では、オフィス環境の光出力を構成する有限の長さの光源が数百ある場合があります。関連する概念は、光線療法で使用される紫外線管であり、管からの出力放射は、管を線光源として扱うことによって正確にモデル化できます。^[6]より大規模なスケールでは、照明された道路が光害の線光源として機能する場合があります。

• 大気汚染拡散用語
• エリア発生源（汚染）
• 大気拡散モデリング
• 排水
• フェンスラインコミュニティ
• ラインアレイ
• 大気拡散モデルの一覧
• フェーズドアレイ
• 点源（汚染）
• 道路騒音
• 表面流出
• ボリュームソース（汚染）

• EPA 規制大気モデリング支援センター
• 米国連邦道路管理局道路工事騒音モデル