大久保　雄介

新潟県内の飛来塩分と風速・風向の関係に関する研究

岩崎　英治　　長井　正嗣

塩分が構造物に悪影響を及ぼすことはよく知られており，一般的な発生源は海水と考えられる。海風に乗って飛来してくる塩分は，コンクリート，鋼に関わらず，構造物の耐久性低下の主原因である。とくに耐候性鋼は緻密な安定錆が発生するような環境での使用に限られ，この安定錆の発生には飛来塩分の影響が強く，一般の道路橋において，飛来塩分量調査により，塩分量が0.05mdd（mg/dm2/day）以内が安定錆生成の許容値となっている。しかし，離岸距離が十分な地域では調査を省略して使用することができる。太平洋沿岸部，瀬戸内沿岸部では，その離岸距離が1〜2kmであるのに対し，北陸地方の日本海沿岸では，その距離が20kmと非常に厳しくなっており，新潟県内のほとんどの平野部が調査対象地域となる。しかし，飛来塩分の測定には最低でも1年間，年毎の変動を考慮するためには複数年という手間と時間が必要とされ，大きな障害となっており，調査を行わず飛来塩分を推測し，県内での飛来塩分分布が確認できれば，耐候性鋼の採用に寄与できるものと考える。その第一ステップとして，本研究では，新潟県内の飛来塩分を測定し，風速・風向との相関性を見出し，風速・風向データから飛来塩分の予測を行うことを目的としている。
本研究では，1年間通して離岸距離が10kmから20km付近の6箇所の飛来塩分を測定し，その結果，11月から1月にかけて飛来塩分量が増加していることが分かった。新潟県内のアメダス観測点での風速・風向の傾向についても調査し，冬季に海風が卓越して吹いてくることが分かった。飛来塩分量と塩分量観測点付近でのアメダス風速・風向データを使用して観測点での飛来塩分量の再現を行った。以下にその方法を要約する。
まず，海塩粒子の発生は風速の2乗に比例する，というウェーバー則を使用して，飛来塩分量も風速の2乗に比例していることを仮定し，各風向成分毎の飛来塩分への寄与率を，既知の塩分量から最適化計算により求めた。この寄与率を用い，アメダス観測点での風速・風向データを使用してその点での飛来塩分量を推定した。また，この各風向成分の飛来塩分への寄与率を用いることで，塩分量と強い相関性を持つ風向を調べることができた。地理的条件により，その風向には各観測点で違いが見られたが，主として西北西の風と飛来塩分との月別変動に強い相関性が確認できた。