し霜秋から春にかけては起こる霜害は、植物に大きな被害が出るため注意が必要です。

真冬の一番寒い時期でなく、秋とか春の、植物が寒さ慣れしていない時期に特にダメージが大きくなります。

霜を防ぐには、夜温を高く保つのが肝要です。

この際に、気をつけなければならないのが、放射冷却現象です。

熱の伝わり方

放射冷却現象を理解するには、夜間の熱の伝わり方を理解する必要があります。

そもそも、熱の伝わり方には、放射と伝導と対流、潜熱の4つがあります。伝熱説明図

熱伝導は、物質が移動せずに熱だけが伝わること。

鉄の棒の一方をにぎってもう片方を火であぶると、握った側も暖かくなってくるようなものです。

対流は、空気や水の流れにより温度を伝えるもの。

石油ファンヒーターなどがよい例です。

ファンにより空気を回してやることにより、熱を部屋全体に行き渡らせて暖かくします。

放射は、赤外線などの光が直接当たって熱を生じさせるものです。

例えば遠赤外線ヒーターがこれに当たります。

ヒーターから出る光(遠赤外線)が直接私たちの身体に当たり、暖めてくれます。

このような現象は、ヒーターだけでなく、どんなものにもあります。

ある温度の物質は、その温度に応じて赤外光を放射します。

潜熱とは、水が蒸発したり凍ったりする時に出る熱です。

水が水蒸気になる時は、熱を周りから奪うことにより温度が下がり、逆に水蒸気が水になる時には、周りに熱を与えて温度が上がります。

また、水が凍る時は周りに熱を与え、氷が水に溶ける時には奪い、温度が下がります。

放射冷却

放射冷却は、地面から赤外線が放射されて熱が逃げる分に比べ、外から熱が入ってくる分が少ない時に起こります。

その時に大気がどのようになるか、詳しく見てみましょう。

普通、大気は地面に近いほど、気圧が高くなり、温度が高くなります。

風や熱の出入りを考えなければ、気圧が高いと、温度も高くなって体積が縮みます。

高校の化学の授業で習ったボイル、シャルルの法則ですね。

圧力×体積/温度の値が一定になるというものです。

そして、上に上がるほど気圧が下がるので、体積が膨張するとともに温度が下がります。

だいたい、100m上に上がると、1度弱低くなります。

これが、昼間、地面が温められると、上空と地面の温度バランスが崩れて、地面の温度が過剰に高くなります。

そうなると、下の方の空気は上に上がろうとするので、上空と下の方との間に滞留が起こり、熱が混ざります。

放射冷却はその逆で、地面の熱が奪われ、上空との温度差が少なくなります。

地面が過度に冷やされ、地面の空気は収縮して重くなります。

その結果、安定な状態になって、風が起こりません。

さらに上空の冷たい空気は重いので、冷たい空気が静かに下に降りてくることになります。

そうなると、ますます空気が動きにくくなって、冷気が下に溜まったままになります。

その結果、地面付近が著しい低温となってしまうのです。

このような現象は、地形にも依存します。

山の斜面や尾根では、下に冷気が流れていくため温度の低下はさほどでもありません。

盆地などでは、冷気が止まって低くなりやすいです。

どんな天気に注意が必要?

放射冷却現象が特に激しいのは、主に以下の3つが重要です。

1.雲がない時

雲からの赤外光の放射がないためです。

2.風のない時

上述のとおり、対流により地表面に熱が運ばれます。

人間にとっては冷たい北風であっても、植物にとっては暖かい温風と考えた方が良いですね。

3.湿度

水蒸気が露になる際に熱が、放出されます。

 さまざまな霜害対策

こうしたことから寒さ対策を考えてみます。不織布トンネルマルチ

普通、温度を上げるといえばビニールトンネル等を思いつくかもしれません。

これにより、昼間の地温を上げて、夜の温度の低下も和らげることが期待できます。

しかし、実際には、かえって夜間の温度が下がる場合もあるので、注意が必要です。

トンネルでぴっちりと締め切ってしまうと、風がシャットアウトされて、対流の効果がなくなってしまうためです。

従って、夜になると、トンネルの裾をあげて風を入れることもされます。

かなり面倒ではありますが。

これがビニールでなく、不織布でトンネルしたり、ベタがけしたりするのは、地表からの赤外線の放射を抑えるので効果的です。

具体的にどんな資材が赤外線の放射を抑えるかについては、農業資材のカタログとかインターネット検索で調べられます。

他に、トンネルやハウスなどで気密が高ければ、水を撒くことも有効です。

湿度を高めて、赤外線の放出を防ぎます。

また、夜中に水蒸気が結露する際にも熱が発生します。

SN3D0570面白いところでは、朝の寒い時に水を撒く方法もあります。

まいた水で、植物の表面は速やかに凍ります。

しかし、水が凍る時に熱が発生して、細胞内が凍るのを防ぎます。

この他、扇風機等を使って風を積極的に送ることも行われます。

あるいは、小さい面積であれば、敷き藁などは簡便で効果も高いです。

色んな方法があるので、自分のやりやすい方法で対策を打ちたいですね。

<関連投稿>

黒マルチは地温を抑えるか?

寒じめほうれん草はなぜ甘い?

マルチ、トンネル、べたがけ

気象災害に備えよう

<参考にした本>

浦野慎一、他 生物環境気象学 文永堂出版

長野敏英 大政謙次 農業気象学 朝倉書店