1 0 0 0 温潤積雪の高速圧密氷化過程の研究
温潤積雪の高速圧密氷化過程は、野外観測と実験室における定荷重圧縮実験によって研究した。野外観測では、温潤な平地積雪と雪渓の帯水層に長期間浸っている積雪とに着目して、その圧密状態や過程を観測した。その結果融雪開始時期から全層濡れ雪になるまでの時期に、積雪は急激に圧密されてその密度を増し、2mを超えない自然積雪では、およそ濡れ密度0.46ー0.5g/cm^3に達した後、消雪までの間この密度に保たれることが分かった。雪渓下部帯水層の水に浸った積雪は、そのすぐ上部の濡れ雪に比べると圧密速度が約3倍も大きいこと、帯水層に長期にわたって大きな上載荷重がかかっているため、最終的には乾き密度の0.75g/cm^3濡れ密度にして、0.83g/cm^3以上にまで圧密され、これが初冬の寒気により凍結し氷化することが明かとなった。定荷重圧縮実験は、水に浸った積雪について集中的に実施した。圧力は温暖氷河や雪渓の帯水層内の積雪に、実際に作用している0.1ー2kg/cm^2の範囲を用いた。実験の結果、歪速度は積雪の粒径にほとんど依存しないこと、圧力の増加と共に増加し、圧力が1kgf/cm^2を越えると急激に圧密され易くなることなどが定量的に明かとなった。歪速度の対数と密度の間には直線関係が成り立ち、かつ、直線には乾き雪の定荷重圧縮実験と同様、ある密度に達した時点で折れ曲がりが認められた。氷化密度0.83g/cm^3に達するまでに用する時間は、簡単な理論的考察から、上載荷重を与えることにより推定可能となった。実験結果をいくつかの経験式にまとめると共に、実験結果から、氷河や雪渓の帯水層における圧密氷化機構を説明出来るようになった。圧密機構のより詳細な理解のために、圧密過程を圧密に進行に伴う積雪内部構造の変化と関連付ける計画である。また相対的に実験の困難な濡れ雪の圧密特性の研究は今後に残されている。
1 0 0 0 雪泥流(Slushflow)災害の発生条件分析と防災対策の検討
これまで日本で発生した雪泥流災害を新聞記事データーベース等から選択抽出し、それらについて現地調査を進め実態を明らかにしてきた。平成8年度に得られた知見を以下に記す。雪泥流の発生には、渓流内に雪が貯まっていることと、降雨や融雪による水量の急な増加が条件となる。渓流内の雪は、流水が少ないための自然堆積、雪崩の流下によるデブリ堆積、建物からの屋根雪落下や道路からの除排雪による人為的な堆積の三つに分けられる。このうち、雪崩のデブリが雪ダムとなって渓流を閉塞し、それが決壊して雪泥流になる場合には百mmオーダーの累計降雨量が必要であるが、渓流内の自然積雪の場合には数十mmオーダーの累計降雨量でも雪泥流化することがわかった。昭和43年2月11日滋賀県伊香郡余呉町で10棟が床下浸水となった雪泥流災害は、雪崩で川が堰止められそれが崩れて鉄砲水となったことによると気象庁要覧には記載されているが、実際は堰止めのため川水が溢れ、集落に流出したことが現地調査からわかった。富士山では最近4冬期連続してスラッシュ雪崩が発生しているが、古文書などの文献調査や近年の災害現地調査などにより、富士山で過去に発生したスラッシュ雪崩の16世紀以降の編年史がまとめられた雪泥流の対策としては、その物性の実験的研究から雪泥の流動性が含まれる水の量と関係することから、発生の初期の段階で水をできるだけすばやく抜いて流動性を低下させる方法が有効である。また、雪泥流の衝撃力の特性から、橋桁のように雪泥の凝集構造よりも小さいと考えられる構造物に対しては充分な強度を持たせることが必要なことが明らかにされた。
1 0 0 0 新潟県能生町表層雪崩災害に関する総合的研究
昭和61年1月26日23時頃、新潟県西頚城郡能生町柵口地区を権現岳(標高1108m)から発生した雪崩が襲い、住家11棟が全半壊し、被災した35人の中の13人が死亡する大惨事となった。翌27日の調査の結果、降雪中で権現岳は見えず発生地点の確認はできなかったが、デブリの状態、家屋内の雪の侵入状況、樹木の枝の破断面の観察から判断して新雪表層雪崩であることがわかった。その後の総合的な調査の結果次のことが明らかとなった。(1)雪崩は権現岳頂上付近で発生した「面発生乾雪表層雪崩」である。(2)雪崩の規模は10〜25万【m^3】の雪が崩落。デブリの体積は10〜30万【m^3】。(3)雪崩の流走距離は発生点からデブリ末端まで水平距離で約2km、崩落斜面の角度は約45度、流走斜面は約10度の緩斜面である。(4)雪崩の速度は崩落斜面下端で最大となり約50〜60m/s、被災家屋付近で約35〜45m/sの高速けむり型表層雪崩である。(5)被災家屋付近で、雪崩による衝撃力は2t/【m^2】以上と推定される。(6)樹木の被害状況から雪崩風を伴い、土地の言葉で「アイ」「ホウ」「ウワボウ」と呼ばれる種類の雪崩である。(7)雪崩発生のメカニズム:低温で弱風下で激しい降雪で、この場合の積雪は雪同志の結合力が弱く非常に不安定な状態であった。その直後に地吹雪が発生位の7m/s前後の強風となり、その結果不安定な雪の層が平衝を失って容易に崩落した。雪の中の2.5m深付近に弱層があったため大量の雪が崩落し大規模表層雪崩が発生した。大規模なほど雪崩は遠方まで流動する。(8)今回の雪崩の雪氷学的特徴:デブリの雪の性質が周囲の自然積雪状態と区別が困難である。この種の雪崩は、雪の変形が進まない中に、速やかな総合的調査が重要である。(9)この種の雪崩の防災工法の決め手はない。今後の研究が必要。
1 0 0 0 IR 中国東北部の道路雪害調査 : 1994年3月
- 著者
- 秋田谷 英次 石井 吉之 成田 英器 石川 信敬 小林 俊一 鈴木 哲 早川 典生 対馬 勝年 石坂 雅昭 楽 鵬飛 張 森
- 出版者
- 北海道大学
- 雑誌
- 低温科学. 物理篇 (ISSN:04393538)
- 巻号頁・発行日
- vol.53, pp.35-50, 1995-02
1994年3月上旬,中国黒竜江省の 1500km を車で走破し積雪と道路状況を調査し,道路雪害の実態を明らかにした。北海道と比べて寒冷ではあるが雪は極端に少なく,吹雪と吹溜の発生頻度と規模は小さい。しかし,除雪作業や車の冬期用装備がされていないため,交通量が増加すれば深刻な道路雪害となることが予想される。平地の農耕地内の道路は農地からの土砂で著しく汚れた圧雪た氷板からなり,そのため滑りの危険は小さいが,凹凸がはげしい。山地森林内の道路は汚れのすくない圧雪と氷板からなり,滑りの危険が大きい。この地方の特徴である道路に沿った並木は配置が不適当なため,吹雪の面から見ると,むしろマイナスの効果が大きい。吹雪対策としては側溝と盛り土された道路,および効果的な並木の配置がある。さらに,簡単な除雪機による吹雪直後の除雪が効果的である。山地の坂道やカーブでは滑り止めの土砂散布も必要である。
1 0 0 0 IR 降雪時の吹雪空間密度の高度分布式
- 著者
- 小林 俊一
- 出版者
- 北海道大学
- 雑誌
- 低温科学. 物理篇 (ISSN:04393538)
- 巻号頁・発行日
- vol.43, pp.79-83, 1985-03
- 被引用文献数
- 6
本年度はブロック雪崩の力学的特性に関する研究として、平成13年度に設置した実験用シュート(高さ9.4m、幅0.9m、勾配32.6°)を使った雪塊の衝撃力測定実験と、雪渓上での雪塊の落下実験を行った。それぞれの実験から得られた結果は以下の通りである。1.雪塊の衝撃力測定実験・人工雪塊を用いた実験では、密度250kg/m^3では最大衝撃力値に衝突速度がほとんど反映されないが、密度450kg/m^3では最大衝撃力値が衝突速度によって変化することがわかった。・天然雪塊を用いた実験では、密度560kg/m^3の雪塊では最大衝撃力値が速度と質量に比例することがわかった。2.雪渓上における雪塊の落下実験・雪塊はある程度の落下速度となるまでは転がり運動によって落下すること、その後、落下速度の増加や、表面の起伏が大きい場所や傾斜が急激に変化する場所を通過するために回転を伴った跳躍運動に遷移することがわかった。・転がり運動による落下では斜面方向の線速度エネルギーに対する回転エネルギーの割合はおよそ20%程度か、それ以下であったのに対し、運動形態が跳躍運動に遷移することで、回転エネルギーの割合が約40%まで増加することが明らかになった。・雪塊の大きさが大きくなるにつれて、より短い落下距離で最大速度に達するという傾向や、雪塊が大きくなるほど回転エネルギーの最大値が出現するまでの時間が短くなる傾向が観測から得られた。
1 0 0 0 OA 障害物附近の風の乱流と雪の吹溜り
- 著者
- 小林 俊一
- 出版者
- 北海道大学低温科学研究所
- 雑誌
- 低温科學. 物理篇 (ISSN:04393538)
- 巻号頁・発行日
- vol.30, pp.85-91, 1973-03-05
1 0 0 0 高品質日本語テキスト音声合成システムの開発
音声合成は人間と機械の自然なインタフェースとして注目されており,当社では,NIFTY-Servcでの電子メール読み上げサービスや,視覚に障害のある方を対象とした,ディスプレイ上の文字読み上げシステムFMTALK-IIなどの応用例がある。しかし,これらは音声信号処理用のハードウェアを必要としていた。ここ数年,パーソナルコンピュータの処理能力が著しく向上し,実時間での音声処理が可能となってきた。また,メモリが非常に安価になったため,システムの蓄積データを圧縮する必要性が小さくなった。このような背景のもとで,全ての処理をソフトウェアで行ない,かつ高品質な音声の合成が可能なテキスト音声合成システムを開発したので,報告する。本システムの技術的な特徴は以下の3点である。1.DP照合法と詳細二方向文法による形態素解析2.折れ線モデルによる基本周波数パターン生成3.波形編集方式による音声波形生成
1 0 0 0 モレーンで堰き止められた氷河湖の形成機構と拡大機構に関する研究
近年の地球温暖化の影響であろうか、半世紀ほど前からヒマラヤ山脈の南北両斜面に発達する表面が岩屑に覆われた谷氷河消耗域の末端付近に、氷河湖が多数形成され始めた。ところが、同じ気候条件下にあり、同じような形態の谷氷河であっても、ある氷河には氷河湖が形成されているのに、他の氷河には氷河湖が形成されていない。何故ある氷河には氷河湖が形成され他の氷河には無いのであろうか?今回の研究によって、氷河内水系、岩屑に覆われた氷河の融解速度と氷河の上昇流速から計算される氷河表面の低下速度(氷厚の減少)を考慮した氷河湖形成モデルを導き出すことによって、この問題に対する回答を得ることができた。氷河湖が一旦形成されると、その拡大速度は非常に大きく、わずか30〜40年の間に、深さ100m、貯水量3000万〜8000万m^3もの巨大な湖に拡大成長する。何故これほどの高速で拡大するのであろう?氷河湖の拡大機構を以下のように説明出来ることが分かった。太陽放射で暖められた氷河湖表面の水が、日中卓越する谷風によって、湖に接する氷河末端部に形成されている氷崖へと吹送され、氷崖喫水線下部の氷体を効率よく融解する。そのため、下部を抉られた氷崖が湖へと崩れ落ちる(カービング)ことによって、湖は急速に上流側へと拡大する(氷河は逆に効率よく縮退する)。一方、湖底の氷は約2〜3℃の水温を持つ湖水で融解され、水深を増す。この両者によって湖は拡大している。湖の熱収支を計算すると、湖に崩れ落ち小氷山となって漂う氷の融解と湖底氷を融解させるに要する熱量は、アルベドの小さな湖表面が吸収した太陽放射エネルギーで主に賄われていることを確認した。研究成果の一部は3冊の英文報告書及び、3冊の邦文研究報告書として出版されている。