ボーエン比

ボーエン比（ボーエンひ、英語: Bowen ratio）とは、乾湿を表す指標である^[1]。天文学者アイラ・ボーエンに由来する。

顕熱フラックス（sensible heat flux）を${\displaystyle H}$、潜熱フラックス（latent heat flux）を${\displaystyle L_{e}E}$（${\displaystyle L_{e}}$は水の蒸発時に必要な潜熱、${\displaystyle E}$は水の蒸発量）とすると、ボーエン比${\displaystyle Bo}$は以下のように表される^[1]。

${\displaystyle Bo={\frac {H}{L_{e}E}}}$

一般にボーエン比は乾燥地域で大きくなり、湿潤地域や水域で小さくなる^[1]。乾燥地域では水分の蒸発量が小さく^[2]、潜熱フラックス${\displaystyle L_{e}E}$の値が小さくなるため顕熱フラックス${\displaystyle H}$が大きくなる傾向にある^[1]。一方、湿潤地域では潜熱フラックス${\displaystyle L_{e}E}$の値が大きくなる^[1]。

求め方

ボーエン比は異なる2つの高度${\displaystyle z_{1}}$、${\displaystyle z_{2}}$における平均気温・平均比湿${\displaystyle {\overline {T_{1}}}}$、${\displaystyle {\overline {T_{2}}}}$、${\displaystyle {\overline {q_{1}}}}$、${\displaystyle {\overline {q_{2}}}}$の観測から求められる^[3]。大気が中立^{[注釈 1]}であれば、

${\displaystyle Bo={\frac {H}{L_{e}E}}={\frac {C_{p}}{L_{e}}}{\frac {{\overline {T_{1}}}-{\overline {T_{2}}}}{{\overline {q_{1}}}-{\overline {q_{2}}}}}}$

と表せる（ただし${\displaystyle C_{p}}$は定圧比熱）^[3]。

熱収支ボーエン比法

熱収支ボーエン比法（energy balance Bowen ratio method）により、潜熱フラックス${\displaystyle L_{e}E}$や顕熱フラックス${\displaystyle H}$の値を求めることができる^[3]。この方法はボーエン比法（Bowen ratio method）ともよばれる^[3]。この方法は熱収支の観測でも用いられる^[3]。また蒸発散量の主要な観測方法の1つでもある^[5]。

熱収支式は簡略化して、

${\displaystyle R_{n}=L_{e}E+H+G}$

と表せる（ただし、${\displaystyle R_{n}}$は正味の放射量、${\displaystyle G}$は地中熱流量）が、この式をボーエン比の式と組み合わせると、

${\displaystyle L_{e}E=(R_{n}-G){\frac {1}{1+Bo}}}$

${\displaystyle H=(R_{n}-G){\frac {Bo}{1+Bo}}}$

が成立する^[3]。すなわち、異なる2高度${\displaystyle z_{1}}$、${\displaystyle z_{2}}$における平均気温・平均比湿${\displaystyle {\overline {T_{1}}}}$、${\displaystyle {\overline {T_{2}}}}$、${\displaystyle {\overline {q_{1}}}}$、${\displaystyle {\overline {q_{2}}}}$、および正味の放射量${\displaystyle R_{n}}$・地中熱流量（soil heat flux）${\displaystyle G}$の観測から、潜熱フラックス${\displaystyle L_{e}E}$や顕熱フラックス${\displaystyle H}$の値が求まる^[3]。