風食方程式

風食方程式は、土壌の侵食性、土壌の粗さ、気候、畑の遮蔽されていない距離、および地上の植生被覆を考慮して風食制御システムを設計するために使用される方程式です。 ^[1]

${\displaystyle E=f(I,K,C,L,V)}$

風食方程式 (WEQ) は、風食による畑からの潜在的な年間平均土壌損失 (E) を推定するために使用される数学モデルです。この方程式には、いくつかの重要な変数が組み込まれています。土壌の侵食感受性を測定する土壌侵食指数 (I)、表面粗さと風の流れへの影響を反映する土壌尾根粗度係数 (K)、風速と風速の頻度が侵食に与える影響を表す気候係数 (C)、風が畑を妨げられることなく移動できる距離を示す遮蔽されていない中央移動距離 (L)、土壌侵食を減らすための植生の保護効果を考慮に入れた等価植生被覆量 (V) です。これらの変数を組み合わせることで、農業および環境計画における風食のリスクと深刻度の包括的な評価が可能になります。^[2]

風食の研究には、風が土壌を動かす能力に影響を与える要因を理解することが含まれます。土壌移動を引き起こす風の力は、風速の 3 乗とその持続性と特に相関しています。研究によると、土壌移動は風速が臨界閾値を超え、侵食率が摩擦速度の 3 乗に一致すると始まります。摩擦速度は と表記され、地球表面の風速を表す気象用語で、次の式を使用して定量化できます。 ${\textstyle U_{*}}$

${\displaystyle U_{*}={\frac {U}{5.75\log {\frac {z}{k}}}}}$

この式では、 は高度 で測定された風速を表し、 はフォン・カルマン定数で、おおよそ 0.4 の値が付けられます。この関係は、地表の質感や大気の状態によって影響を受ける高度による風速の変化を表す対数風プロファイルを示しています。 ${\displaystyle U}$${\displaystyle z}$${\displaystyle k}$

歴史的に、これらの現象を研究するための正確な風データを取得することは困難でした。詳細な風速と風向の記録は、主に空港や軍事基地などの戦略的な場所から取得されています。これらの記録の不足は、地理的範囲と歴史的範囲の両方で制限されることが多く、第二次世界大戦時代にまで遡ることが多く、研究に大きな制限をもたらします。標準化された測定高さの欠如などの方法論の不一致は、風速と高さの相関関係の精度に影響を与える可能性のある変数をもたらします。これは、侵食を正確に予測するために重要です。さらに、温度勾配、構造的障壁、地盤条件などの地域環境要因は、正確な侵食予測をさらに不明瞭にする可能性があります。^[3]

•  この記事には、Jasper Womachのパブリック ドメイン資料が組み込まれています。議会向け報告書: 農業: 用語、プログラム、法律の用語集、2005 年版(PDF)。議会調査局。