H27年 大規模大気特論 問5 問題と解説

正規形プルーム式を、パスキルの方法に従って用いる際の拡散幅に関する記述として、誤っているものはどれか。ただし、水平拡散幅をσ_y、鉛直拡散幅をσ_zとする。

1. σ_yは、排出源から風下に向けての距離とともに増加する。
2. σ_yは、平均化時間を長くするにつれ、風向変動の影響で増大する。
3. 拡散幅とは、プルーム断面内の濃度分布の標準偏差である。
4. 安定度が同じとき、σ_y、σ_zのどちらも、有効煙突高さによって変化しない。
5. 安定度が同じとき、σ_y、σ_zのどちらも、風速によって変化する。

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

正規形プルーム拡散式は以下の式で表すことができます。この式は重要(頻出)なので、可能であれば記憶しておくと便利です。

• C：煙流中心軸直下の地上濃度 [ppm]
• Q：汚染物質排出量 [m³/s]
• u：風速 [m/s]
• σ_y：水平拡散幅 [m]
• σ_z：鉛直拡散幅 [m]
• x：煙突から風下方向の距離 [m]
• y：xと直角水平方向の距離 [m]
• z：地面から鉛直上方の距離 [m]
• H_e：有効煙突高さ [m]

(1)は、排出源から離れるほど排ガスは広がっていくので、水平拡散幅は増加していきます。

(2)について、平均化時間を長くすれば、その間の風向は必ずしも一定ではないので、水平方向への広がりは大きくなります。

(3)について、σという記号からして標準偏差であることを示していますが、拡散幅の定義は記述の通りです。

(4)は上式を見てもわかるように、σ_y、σ_zとH_eは別の変数です。σ_yとσ_zは「拡散幅」なので、座標としてのyやzは関係なく、あくまでも煙源から風下方向にどのくらい離れているか、つまりxの値に依存します。よって、σ_yとσ_zは有効煙突高さH_eによって変化しません。

(5)で、(4)と同様ですが、拡散幅σ_yとσ_zはいずれもxのみの関数なので、風速によって変化しません。