庄 内 海 岸 砂 丘 の 風 に つ い て
末 勝 海 @ 金 内 英 司
(山形大学農学部森林工学研究室)
KatsumI SUE & E i z i KANAUCHI : On t h e Wind a t S h δ n a i ( Y a m a g a t a ‑ P r e
f.)B e a c h .
(1 ) 緒 宅臼=‑
飛砂防止は海岸砂丘地の利用開発上まや考えねばならない問題であるが，その飛砂の直接原因は 風であり，殊に風速の如何が最も密接は関係を持っている.所が在来のとの方面の研究や報告に引 用されている風についての資料の多くιl附近の測候所や気象台の観測値に基くものであって，飛 砂の見られる現場の風とは相当の遣いがあるものと考えられる.叉現場む風についても，汀線から 遠ざかるに従い，或は地形の如何によって，当然相当の変化のあるととが想像される.
然し乍ら海岸近くの観測は，飛砂や飛塩等のために容易ではなく，最近各地で観測が行われる様 になっては来たが，それ等を永続させるととには多大の困難が伴っている.とれに対し，ある期聞 の観測値から附近の永久的主主観測所iL
j
なげる憶との相関々係が求まっていれぽ，叉現地でもるる標 準点に対する各地点の相関が判明していれば，手間:a::省くととが出来るのみならや9
現場に行かなくても推定出来る棋にたり，叉過去にわたっての推算も可能となって来る.
か
L
る見地から庄内海岸砂丘地における昭和25年度の観測値によって，主として風速について取 趨めた結果を先に軒当局に報告して沿いたのであるが，各方面に多少共利用償値があるかと思われるし，その後2，3の興味ある特性にも気がついたので，と
L
に発表するととにした.との研究は経費の大部を森林物理研究会に
p
一部を山形勝に仰ぎ，沼田測候所治よぴ鶴岡営林署 の各位p
又本学気象研究室の協力によって行われたもので，実験K使用した一部の計器類は，浪速 大学ヱ学部石田研究室の好意によって製作され，今回の取纏めにあた っては，九リ十七た学農学部熊谷才競教授ならび、に東京大学理工研河国三 治教授の御指導をいたY
いた.と1
iL深く謝意を表ナる.( 2 )
観 測 方 法との観測はその目的によってきたの
2
つに大別するととが出来る.ム.海岸附近と鶴岡，酒田(第
1
図参照)との風速の相関を見るた めのもの.鶴岡に坐ながらにして海岸の風の模様:a::知り，長い歴史を有する酒 田測候所の資料によって海岸の風についての推定をするととが出来る 様にすると共同どちらがより密接に海岸と相関しているかを調べ様 とするもので，新たに浜中に
3
ないて昭和25年度より開始された風速の観測値と，同時刻の鶴岡
j
なよぴ酒田での値とについて比較検討した.今後とれを便宜上A
観測と呼 ぶととにする.B.
海岸附近の微細な風の模様を見るためのものどの様な構造の風が海から入って来て， n~:誌からへだ与るに従い叉地形に応じてどんたに変化し て行くかを知り，任意の点の観測[直から海岸附近杢地域の風の模様をと知るととが出来る撲にして，
効果的に飛砂訪止をするための参考や，続く砂防林に対しての資料を提供しようとするもので，今 回は砂防に特に密接な影響のある北西季節風に対してのみ実施している.とれを
B
観測と呼ぶとと にする.それぞれについての観測方法はきたりごとくである，
A
観 測鶴岡
p
沼田，浜中の3
ヵ所に沿いて， ロビンソン風速計で計測し， りシヤール自記電接回数器で、記録したもの，ta‑よび鶴岡にむける自記風向計の記録から資料を得た.各観測点の諸元は第
1
表の ごとくである.浜中に沿ける観測値が，現場の 値であるとするととにはな沿不充
第
l
表観測点の諮元tif!名
観 羽 山 ー
者分と思われるかもしれないが，と れについては
B
観測が進むにつれて解決されて行くであろう.とれ以外にも，より汀線に近く湯之浜(第
1
図参照)にも新たに設置岡田中
断聞 酒浜
室所所
究 業 研 事
象候片時
M ω
一 何
学討署漫 休神田動
政 岡
山泊鶴
はしたのであったが，鶴岡営林署湯之浜事業所員
D
異常な努力工夫に拘ら十故障が多く，叉すぐ側 に急:由主主主山があるため地形の影響を強く受けるのか複雑な風速変動を示すので，いす京れ他の観測に よる法則性の考察がもっと進んでから改めて検討するつもりで，と Lには入れてない.との際特に感じられたととは， リシヤ戸
J
レ自記官接器の精度の問題である.記録用ペンの腕の長 さが記録用紙上の時刻紘の曲率半径に等しくたかったり，用紙の取りつけが悪かったりして，記録 曲綜が同ーの時刻線上を2
度横切ったり，ベンが上り切ってから下に移る時に，記録棋に5
，6
分に も相当する守れを生じたりしている仕末で，無批判に機械的な計算をしていたのでは容易ならぬ誤 差の入って来るととの多いのが判った.気がついたもので性質D
判ったものについては，つとめて 誤差の除去をはかったが，な沿万全とは去い難い点在特に断っておかねばならぬ.B
観測とれには慣性を小さくして風の変動によく迫随する;撲にすると共に，多数の点の同時観測が容易 な様に，特に第2図に示す極小型のロビンソン風速計を用い，電気的に電話器用の度数計又は第 3 図に示す自記計に連絡して，読み取りを容易にした・
風速計の弱風用むものは
4
個あり，東大理工研河田研究室設計になるもので1
...，..1 5 m / s
の風速 が計測出来る様になって ~þ ，風査の 6 回輔毎に電援する.強風用のものは 6 個あり，筆者の指示第 2
図第
3
図によって自記計と共に浪速大工学部石田研究室で作 れたものらで，
2‑40m/
日の風速に対応出来る様にな ってj
なり，風査の1 0
回轄毎に電接する. )頂重ただけ に前者よりは相当慣性が大きく，とのため後越する 様な乱れを持つ、汀線附近D
自然の風によって検定し てみると，10m/
日以上では殆んど差を生じないけれ ども，6‑7m/s
位の場合には0 . 3 m /
日位の示差を生 やるととがある.との種の実験では同種類の器蛾乞 揃えるととが理想的で両種の混用はつとめて避けね ばならぬが， I{回数の不足からやむなく混用している ので，との程度の誤差が修正出来ぬま.I.1C入っている.
自記計はリシヤ戸ルのものと原理的には似ている が，前連した風速計の電接回数が普通のロビンソン に比して極めて多いのと，なるべく多数を同時記録 したいDとから，ペンは小さたハ戸トカムKよって
2 0
回を週明として上下する様にして， りシヤール式に1
まけ る様な援筒装置を省き，叉回数を読み易くしている. とれ によって機構は著しく小型かつ簡車となり1
つの時計円 筒に6個の記録が同時にとれる様にすることが出来た.自 記用!時計円筒は1
時間1
回輔のものが子医入れられなかっ たので1
臼1
回轄のものL
歯車比在変えると共に醇府を 極めて薄く官] 1
って，約1
時聞に1
回騨する様にと改造した.風速計は適当主主間隔でジュラルミン製の月桂に取りつけ， とり住を各観測地点に直立させて，そ の点にたける地表面附近の風速の垂直分布を同時測定する.標準点、にゐける風速は自記させるか，
長い電親で移動観測地点に連絡して同時測定する.観測地点は砂丘の軒面が汀線に直角な方向には ほど等しい地形であったりで(第
9
図参照)，ある汀線に直角な断面上で地形の変化している地点毎 に観測すれば全地域左測定したことになると考え，大休日"，，30m
毎に設定するζ
とになった.これ らの地点の位置は汀線の変動が著しいので基準とするととが出来す、堆砂垣の最後列印ち前丘の頂 上を基準として，とれからの距離をm
車位で表わしたものに，内陸の方向にJE，'7丁綿の側に負の符 号をつけたもので示す.風速の7 k
ZP:分布を見るためには，治砂垣の最前列の地表面上1 . 3 m
の点を標 準点としてその風速と比較するととにした.地形に影響されるととの少い汀線員近の風速を標準とした方が良いとも思われたが，先にのぺた標準点附近の風が常に最も強いので比較{直を百分率で表
少色
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1 6 . 0 1 4 . 0 1 2 . 0 1 0 . 0 8 . 0
海 風
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わず場合に都合が良いのと，電気的連絡上便利なとと
p
器械の保守上都合良いとと等からとの位置 を選んだ.念のために申しそえておくが，先にのペた堆砂垣は汀線と平行に一直棋をなして3
なり， 何れも堆砂によって殆んど完全に埋浅されたHf~態になっていた・風速は
5
分間の風程から平均値として求める.通常行われている] 0
分 間 風 程 か ら 求 め る 方 法 で は，多数の地点の観測には長時間を要して，標準点の風速に大きた変動が入るととになり易いの と，風速の乱れの観測の結果から5
分間の平均でも1 0
分聞の場合とO ム ロ I s
位の差しか生巳たいとと を確めたからである.風速の乱れは5
秒、毎の風程から求め，別に風向も記録してj
ないた.(3) 観 測 結 果 お よ び 考 察
A観測について
観測記録は膨大なものであって，唯それを漫然と並べてみても要領を得ないので，我々は同巳性 質の風について分類して纏める方針をとった.即ち当地方
θ
代表的主主風としては，夏の海陸風パた どし陸風は徴弱たので除いている)冬の北西季節風，四季を通じてみられる数日間安定して吹く東 風所謂グシと呼ばれるもの，との3
つがるるので，鶴岡の自記風向計の記録から，典型的に夫々に 該当していると判断されるものを拾って，横軸に浜中の風速，縦軸v c
夫k鶴岡および酒田の風速を とった散布図に表わすと第4図が得られる.夫々の散布図は夫々の風の特性をある程度よく表現し ている.ーとれらの場合の風速は，通常の気象観測で用いられている
1
時間毎の10
分間風程から計算した平 均風速であるが，果してそれで良いのかという疑問が起る.例えぽ自記紙をとそのま L借りて来ると との出来た鶴岡と浜中の両地点の北西季節風，むよび風向がとれに近い海風の，最も典型的た2
例 について連続10
分毎の平均風速を時聞を横軸にとって示せば第5
図が得られる.とれによれば少く今とも浜中か鶴岡のどちらかに，多くの場合はそのどちらにも
3 0
分乃至1
時間位を週期とする風速の 乱れが明らかに認められる.大体との方向の浜中を遇った風は鶴岡附近を通る筈であるから，両者 のとの程度の風速変動にも密接な関係がありそうに常識的には考えられるが，時間軸を多少宇らせ てみても両者の一致する所は殆んど認められない.とれは両地点の風の構造が全く変っているとと を示すものと思われ，風速変動の週期に着目してみるとそれがよく判る.例えば、北西季節風の場 合，浜中の週期は3 0
" ，5 0
分位であるが，とれに対し鶴岡の方では1
月8
日には安定した週期が見当 らや3
月初日のものでは1
時間位を週期として沿ι
同時刻の浜中のものが約3 0
分であるのに対 して丁度2
傍になっている.海風の場合には浜中では比較的に乱れが少し殊に乱れの少い場合，鶴岡では
7
月2 1
日には約5 0
分8
月3 0
自には約3 0
分の週期が明瞭に認められる.8
月初日の1 4
時以 後には浜中にも約3 0
分の週期を持つ乱れが出て来たが，とれに干渉されたのか鶴岡の乱れはそれ以 後には少くなっている.とれらの乱れの程度やその週期等については，風速や地形と結びつけて論議し，風の構造を迫究 するとともする方が良いと思うが，と iには直接の目的の外にあるので省略する.然しとれだけの
第 5
図'
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1 同 "; 月 IS " H9 抽 1 1 I~ 問問
僅かな資料によっても， との様な比較には
1 0
分間風程による平均風速を用いるととが， あまり遁当 でないととは云えるであろう. それではどうすれば良いかと云うと.風程をとる時聞を徐々に変化 させて相関係数の最大とたるものをとれば求められるであろうし，河回数授は昼気力学的な立場か ら両地点問。距離をその時の平均風速で、除して得られる時聞が基準となるであろうとされたが，大変な手数を要するのみなら十， もともとのデ戸グが相当の誤差を含んで、いるものとも考えられる
ので
P
巌密2
主計算をするととはとり場合趨当でないと考えて今回は省略し，我々は海岸砂防上最も 問題になる北西季節風についてのみ，簡単に1
時間風程から得られる平均風速についても比較して みた.結果を前同様の散布図に示すと第6
図が得られる.第
6
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とID1時間という車位は週期が先に述べ?と様に 30分乃至 1時間であるととから 1時間風程による 平均値ならば大体との程度の乱れの影響は除去出来るだろうと考えたからである.とれでも
40
分と か50
分週期の場合には完全に乱れ白影響を除くととにはならないが，1 0
分間平均値を用いる場合よ りは誤差の入る余地は少くたる.一面週期が常に一定であるわけでもないのと，より長時間の2f均 値をとるととは，数時間を週期とする変動が判らなくなって了うとふ叉手数がとうすれぽ非常に 簡翠なととなどから.便宜的に定めたのである.酒田と浜中の場合については，との資料をとることを怠っていたので，北西季節風の場合の1
0
分 間風程による毎時聞の風速と1
時間風程によるものとり数例を第1 7
図に示ナ.鶴岡の同時刻のもの も入れてみると，浜中と鶴岡の間では1
時間風程によるものL方が明らかに互に似た風速変化を示 しているが，酒田との間ではとの場合はそれ程でもない様にみえる.然し乍ら後述する様に相関係 数を計算してみると矢張り
1
時間風程による 方が相関は良い.さてとれらの散布図 から統計的諸数値を求 めると第
2
表が得られ る.相関係数rは何れも との程度の費料数1 1
1<: 対して高度の有意性を 持っている.用いた資第 2
表I r I n I Sx I 8y I 8 x y
. F i g 4 n
鶴岡，浜中.W ‑ N W y
鼠 風5 1 4 . 9 2
77.8 2 1 2 . 2 a "
鶴岡，浜中. 北西季節風0 ・ 6 9 5 1 2 1 2 46 ラ 5 . 2 2 6 7 6 . 8 2 4
ヲ4.4W ‑ N W
a '
鶴岡，浜中. 東風(グ$01)0 . 6 1 2 l 2 1 9 6 1 3 . 3 3 6 0 . 8 2 8 8 . 3 N E ‑ 円 E
b
酒田，浜中. 潟 風0 . 7 6 0 1 6 5 8 8 5 . 9 6 9 5 . 9 5 9 7 . 3 W ‑ N W
b"
沼田，浜中.1干 ‑NvV
北西季節風t 0 . 6 8 6 2 3 9 5 2 1 3 . 9 4059 . 3 3 1 5 7 . 1 b '
沼間，浜中.NE‑8E
東風(ダジ)0 ・ 6 4 7 2 9 2 1 2 3 7 . 1 1 7 0 5
.49 4 0 . 7 Fig5 a
鶴岡，浜中. 北西季節風3 7 3 2 . 0 1 8 3
8.51 8 4 9
.5b
酒田， 浜1
中時.間平北均西季節風0 . 7 7 6 1 2 4 9 日 6 5 9 . 6 3 1
宮6 . 9 3 2 8 0 . 2
1
時間平均s i l O
欄 問 時 間 的; l 九 都ニニ二二
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鶴岡…・
3
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，.-~:2
第
7
図1 2 3 4 5 b
マ8 9 1 0 1 1 1
主1
4‑1 5 1 6 L 柚 . . J "
21 22 23 : 1 与 一
何1
2dF
1 5 1
晶6
̲1曲 目
L
岨‑L......L由̲I....‑Lーム...J‑.J一一よ一一J"
1 0 1 1 1 2 . 1 3 1 4 ¥ s 1 6 1
'7I
島1
唖2 . 0 2 1 22 23 24 ・ ・
料数広大差があるので，との数字でそりまL比較することは出来、ないが，海岸むものが他の地点の ものより偏差が大きし又北西季節風の場合にも他の風に比して偏差が大でるる.海風の場合は最 も偏差が少い.
鶴岡と酒田のどちらが浜中とより相関々係が良いかといろに，北西季節風の場合だけが鶴岡に良 く，他は酒田の方が騒い.北西季節風と風向は似ていても，海風の場合には沼田との相関の方が良 くなっているりは，海風がごく局部的'lJ..，海岸椋近くにのみ発注するものであるととによって肯定 される.大体等距離の
2
点聞の風の相関は，そり風向の方向に並んでいる場合がp
とれと直角に近 い場合より良いのが当然で、あるのだが，風の性質や地形によって常にそうなるとは限らたいととが 示されている.東風の場合には鶴岡も酒田も浜中に対しては似た位置にあるが，酒田の方が海岸に 近("叉地形が遣うので相関係数に差を生じたのであろう.浜中の風速と鶴岡，酒田のそれ等との相関々係が直鯨的であるとした場合の関係式を，第
4
，6
図 中に記入しておいた.B観測について
との観測例は
2
つしかないが，どちらも同ーの場所で行ったものである.垂直方向の風速分布をCM 制。
"
。
国
1 0
2 .
第
8
図ベ吟
， .
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加 旬 刊 → ー 伺 「 マ
ι一80 ' 9 Q で i Q Q 曹
見易くするために，各点の地表面からの高さを対数目盛土にとって，風速はその時の標準点。風速 に対する百分率として示ナと第
8
図が得られる.叉とれによって実際の断面図について風速線図を 固いてみると第9
図になる.たY
しとれらには風向についての考慮は入っていたい.ι
。何a
第9
図b
師，
一
咽 " ' ω
，;0
高さを対数回盛にとったのは，地表面附近の垂直方向。風速分布は高さの対数に比例して増大す るという理論
1 )
に従えば，風速分布曲線は普通直線献に表われて来る筈だからである.用いた風速 計の数が未だ少なナぎるので詳細なことはよく判ら訟いが，如何に対数法則が破れているかによっ て，砂面や地形。影響を見るととが出来る.4
月5
日のものは海岸砂防の対象としては考えられない様に風速が小さし標準点にj
ひいて4m/
日内外しかなかったが，丸3の特識をもっているが認められる.I1lPち前丘の背後では地表聞から7，80
cm
離れた所に，周囲よb
も加速された居があるらしい.もっとも各風速計毎の風向は観測してい なかったのでy
その点に若干の疑念はあるし，風速計については充分検定した結果前に述べた様主主 誤差のあるととが判っているので，確実であるとは云い切れたいが，多少形は遣うけれども筆者が 堆砂垣周辺の風について模型実験している結果2 )
にも，同様の傾向の認められるととがるるのでp
実在しているものかもしれない.又地表面近くにも地形か突出している所ならびにそり前面では，
その上方よりも速くなっている所があるらしい.とれらに関しては河田教授が同識の計器をもっと 沢山使用して，鳥取および浜中等で観測された例
3)
めがあるが，それらにはとの傾向は認められ ない.当地方の北西季節風としては典型的たものであ
4
月1 0
日のものは標準点で平均約8 1 1 1 /
自白風で，ったが，移動観測点、の風速計が 3つしかないために細かい事はよく判らない.然し海から入って来 地形や地物に影響されて風速分布曲親の傾斜が段々告になって行く経過と，前丘の後ろで た風が，
叉地面虞近の は速くなるにつれて段々速くなっていて，保護効果の失われて行く模撲がよく判る.
風速の変動がきわめて著しいととも認められる.
風速む乱れの程度は弐式で表わされる，
5 )
σ V 三日=両子
u u V五
u
車位時間毎の風j虫 色 : 観 測 時 間 中 の 平 均 風 速 Il観測回数 式中σ
は誤差論で標準偏差と呼ばれているものに相当し，乱れの程度はそれと平均風速との比率として 表わされているζ
とになる.とれによって5
秒毎に求めた風程から計算した結果第3
表が得られる.1 4 0 4 . 5 0 1 8 . 2 第 3
表拍︐附似川
m
m
地上よりの高さ 平 均 風 速
舌
Li L
観 測 年 月 日 観
i l W
年月日1 9 5 1 . 4 . 1 0 1 9 5
1.4 . 5
又地形の突出している部分乃至その前 一見して、汀棋からへだ
L
るに従い増大している傾向があり，面では急激に減少しているのが認められる.
風向については常に地上1.
3m
位の点のものを記録して沿いたが，突出部ではそり長軸に直角にと
Lに記載 又凹入部では平行に近くなろうとする傾向が認められる様に思える程度なのでP近く，
するととは避ける.
献
1 ) L . P r a n d t l e : N e u e l ' e E l ' g e b n i 日 s ed e r Turbulenzio l ' s c h a n g . Z e i t s c h l ' . V.D.
I.Nr. 5 ， B d . 7 7 ， 8 . 1 0 5 ( 1 9 3 3 ) 2 )
末勝海:堆砂垣の研究(第2
報)米発表3 )
河田三治:各地の風速の測定結果.治山事業参考資料第2
輯林野隠p
，1 0 2 ( 1 9 5 0 ) 4 )
河岡三治:飛砂に隠する実験・治山事業参考資料第4
輯林野隠p .1 3 ( 1 9 5 1 )
日)河同三治:海岸砂地沿村に関ナる調査報告.治山事業参考資料第 i輯林野局
