H26年 大規模水質特論 問2 問題と解説

生態系モデルにおいて用いられる拡散方程式として、正しいものはどれか。ここに、Bは系を構成する任意の状態変数の現存量、u、v、wは流速のx、y、z成分、K_x、K_y、K_zは渦拡散係数のx、y、z成分である。但し、x、yは水平方向座標、zは鉛直方向座標を表す。は(ソース)－(シンク)項を表す。

　解 説　　　　

生態系モデルにおいて用いられる拡散方程式は選択肢の(4)の式で表されます。

生態系モデルにおいて、現存量の時間変化をあらわす式は、「移流項」、「拡散項」、「ソース、シンク項」の3つから成ります。

移流項は上式右辺の第1項のことで、水の流れなどに乗っかって物質が物理的に輸送されるような移動の仕方を表しています。

拡散項は上式右辺の第2項のことで、濃度勾配に従って、濃度が均一になるようなゆっくりとした拡散による移動の仕方を表します。

ソース、シンク項は上式右辺の第3項のことで、反応項ともいいます。生物的・化学的な反応によって生じる変化を表します。