ロバート・E・ホートン

ロバート・エルマー・ホートン（1875年5月18日 - 1945年4月22日）は、アメリカの水文学者、地形学者、土木技師、土壌科学者であり、多くの人から現代アメリカ水文学の父と考えられています。アメリカ地球物理学連合（AGU）は、水文学的地球物理学の分野への顕著な貢献を認め、ホートンの名を冠したメダルを授与しています。AGU水文学部門（AGU会員の約3分の1を占める）は、主にホートンの個人資産（ニューヨーク近郊）がAGUに遺贈されたことにより設立されました。

ミシガン州パルマに生まれ、1897年にアルビオン大学で理学士号を取得。卒業後は、叔父で著名な土木技師であるジョージ・ラフターのもとで働き始めた。ラフターは堰の研究を委託し、その結果をホートンが分析し、まとめた。1900年、ホートンは米国地質調査所のニューヨーク地区技師に任命された。キャリアの後半では、水文学科学の民間コンサルタントとなった。コンサルタント業務には、学術論文（フランス語、ドイツ語、イタリア語、ウクライナ語など他言語から翻訳した技術書の印刷）や、コーネル大学の水理実験室をモデルにした屋外実験室（ホートン水文学実験室）での理論的および実験的研究の実施などがあった。

ニューヨークの河川を研究していたホートンは、帯水層に降雨がどの程度到達するかは、彼が浸透能力と呼んだ土壌の特定の特性によって決まることを突き止めました。彼は水循環を分析し、浸透、蒸発、遮断、蒸散、地表流などのプロセスに分類しました。ホートンは、現在ではおなじみのこれらの水循環の段階を区別し、ラベル付けした最初の人物でした。

ホートンは最大流出量と洪水発生に関する研究でよく知られています。特定の地域における降雨の影響を制限する最大可能降雨量という彼の概念は、気象学に大きな影響を与えました。彼の地上流に関する研究は土壌浸食の理解に役立ち、土壌保全活動の科学的根拠を提供しました。ホートン水文学研究所で行われたものも含め、彼の実験研究は、雪解けプロセス、河川流体力学、雷雨の渦輪、湖の蒸発、風速実験などのプロセスに及びました。彼は実験観察と理論を組み合わせ、理論的アプローチは経験的かつ物理学に基づいていました。

彼は、地形の物理的特徴が流出パターンの決定に大きな役割を果たしていることをキャリアの早い段階で認識し、流出と洪水流量に影響を与える物理的要因を分離することを決意しました。彼は、これらには排水密度、水路の傾斜、地上流の長さ、およびその他のそれほど重要ではない要因が含まれると考えました。しかし、キャリアの後半では、以前の観察をよりよく説明できると考えた 「水力学的」地形学というまったく異なるメカニズムを提唱し始めました。

ホートンは、死のわずか1か月前の1945年にアメリカ地質学会誌に発表した画期的な論文で、その理論を詳述した。彼は結論を4つの法則、すなわち、河川数の法則、河川の長さの法則、浸透能力の限界、および流出・貯留・貯留の関係でまとめた。彼の研究結果は、水性土壌浸食における顕著な要因は、浸食に影響を与えるのに十分な流出を生み出すのに必要な地表流の最小長さであることを証明した。この独創的な研究は、流域水文学と水質汚染物質、すなわち堆積物を結び付ける最初の包括的な数学モデルであったため、現代の河川化学モデリングの基礎と見なすことができる。ホートン地表流という用語は、水文学における彼の業績にちなんで名付けられた。

蒸発理論に対するホートンの貢献は100年以上無視されてきたが、最近になって、地球気候モデルの陸地境界条件として機能する陸面モデルにおいて、現代において大きな価値があることが示された。^[1]また、彼の研究は、これまで十分な物理的根拠に基づいて理解されていなかった悪名高い「蒸発パラドックス」を説明する物理的根拠も提供している。^[2]

メリーランド州カレッジパークにあるカレッジパーク国立公文書館（「アーカイブII」）には、ホートンの著作が94箱保管されている。ランカスター大学のキース・ベベンとプリンストン大学のジェームズ・スミス^[3]という2人の水文学者がこのアーカイブを訪れ、調査結果を報告した。ホートンの著作の小規模なアーカイブは、アルビオン大学（彼の母校）やおそらく他の場所など、複数の場所に存在すると思われる。^[1]

2023年にGoFundMeを通じてクラウドファンディングの取り組みが開始され、世界中の水文学者からの寄付を受け、国立公文書館からホートンの出版済みおよび未出版の作品を回収する取り組みが行われた。

• ホートン、R E. (1901)。ミシガン州の利用可能な水力。LCCN 06001228  。
• ホートン、RE（1906）。堰の実験、係数、および公式。LCCN gs06000328  。
• Veatch, Arthur Clifford; Slichter, Charles S .; Bowman, Isaiah ; Crosby, William Otis ; Horton, RE (1906). ニューヨーク州ロングアイランドの地下水資源。doi :10.3133/pp44。
• バローズ、ハロルド・キルブリス、ホートン、RE（1907）。凍結期の河川流量の測定。LCCN gs07000166  。
• Horton, RE (1931). 「水文学の分野、範囲、および現状」. Eos, Transactions American Geophysical Union . 12 (1): 189–202. Bibcode :1931TrAGU..12..189H. doi :10.1029/tr012i001p00189-2.
• Horton, RE (1932). 「流域特性」. Eos, Transactions American Geophysical Union . 13 (1): 350–361. Bibcode :1932TrAGU..13..350H. doi :10.1029/tr013i001p00350.（引用数3100件以上）
• Horton, RE (1933). 「水循環における浸透の役割」. Eos, Transactions American Geophysical Union . 14 (1): 446–460. Bibcode :1933TrAGU..14..446H. doi :10.1029/tr014i001p00446.（引用数2850件以上）
• Horton, RE (1945). 「河川とその流域の侵食発達; 定量的形態学への水物理学的アプローチ」.アメリカ地質学会紀要. 56 (3): 275. doi :10.1130/0016-7606(1945)56[275:EDOSAT]2.0.CO;2. ISSN  0016-7606.（引用数9700件以上）

• 表面流出
• ホートン公式の拡張 (イタリア語版ウィキペディア)