地形湿潤指数

地形湿潤指数（TWI）は複合地形指数（CTI）とも呼ばれ、定常湿潤指数です。これは、水文学的プロセスに対する地形的制御を定量化するためによく使用されます。^{[ 1 ]}この指数は、勾配と、流れの方向に直交する単位幅あたりの上流寄与面積の両方の関数です。この指数は丘陵斜面の連鎖構造のために設計されました。平坦な地域での堆積数は非常に大きいため、TWIは関連する変数ではありません。この指数は、地層の深さ、シルト率、有機物含有量、リンなど、いくつかの土壌属性と高い相関関係にあります。^{[ 2 ]}この指数の計算方法は、主に上流寄与面積の計算方法が異なります。

意味

地形湿潤指数は次のように定義されます。

$\ln {a \over \tan b}$

ここで、は単位等高線長あたりのある点を通過する局所的な上り斜面の面積であり、はラジアンで表した局所的な勾配である。TWIは、水文学的プロセスに対する空間スケールの影響を研究するために用いられてきた。地形的湿潤指数（TWI）は、流出モデルTOPMODEL内でBevenとKirkby ^[³^]によって開発された。地形的湿潤指数は単位のない数値ではないが、その解釈は物理的な単位に依存しないほど十分に近似している。むしろ、グエルフ大学のJohn Lindsay博士^[⁴^{]が述べているように、同様のTWIを持つ地域は同様の水分条件下で飽和すると解釈すべきである。} $a$ $b$

用途

TWI は、水文学的プロセスに対する空間規模の影響を研究し、地球化学モデリングのための水文学的流路を特定するため、また、年間純一次生産、植生パターン、森林サイトの質などの生物学的プロセスの特徴付けに使用されています。

参考文献

^ Sørensen, R.; Zinko, U.; Seibert, J. (2006). 「地形湿潤指数の計算について：現地観測に基づく様々な手法の評価」 . Hydrology and Earth System Sciences . 10 (1): 101– 112. Bibcode : 2006HESS...10..101S . doi : 10.5194/hess-10-101-2006 .
^アイダホ州ムーア;ゲスラー、PE;ジョージア州ニールセン。ジョージア州ピーターセン (1993)。「地形属性：推定方法とスケール効果」。ジェイクマン、AJ。ベック、MB。マカリーア、M. (編)。環境システムの変化のモデル化。ロンドン: ワイリー。189～ 214ページ。
^ Beven, KJ ; Kirkby, MJ (1979). 「物理ベース流域水文学の可変寄与面積モデル」 . Hydrological Science Bulletin . 24 (1): 43– 69. doi : 10.1080/02626667909491834 .
^リンゼイ、ジョン。「SAGA GISで地形湿潤指数（TWI）値が負になるのはなぜですか？」への回答。Stack Exchange Network 。2023年7月25日閲覧。

[Sorensenetal2006-1] Sørensen, R.; Zinko, U.; Seibert, J. (2006). 「地形湿潤指数の計算について：現地観測に基づく様々な手法の評価」 . Hydrology and Earth System Sciences . 10 (1): 101– 112. Bibcode : 2006HESS...10..101S . doi : 10.5194/hess-10-101-2006 .

[Moore1993-2] アイダホ州ムーア;ゲスラー、PE;ジョージア州ニールセン。ジョージア州ピーターセン (1993)。「地形属性：推定方法とスケール効果」。ジェイクマン、AJ。ベック、MB。マカリーア、M. (編)。環境システムの変化のモデル化。ロンドン: ワイリー。189～ 214ページ。

[BevenKirkby-3] Beven, KJ ; Kirkby, MJ (1979). 「物理ベース流域水文学の可変寄与面積モデル」 . Hydrological Science Bulletin . 24 (1): 43– 69. doi : 10.1080/02626667909491834 .

[JohnLindsay-4] リンゼイ、ジョン。「SAGA GISで地形湿潤指数（TWI）値が負になるのはなぜですか？」への回答。Stack Exchange Network 。2023年7月25日閲覧。

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