表層部の水分量が先行降雨による浸透で均一化されているものをいう。生起する条件として、湿潤前線が降雨継続時間内に表層部を通過する必要がある。気象側の条件を固定して考えれば、土壌分類の中では透水性の高い砂で発生の割合が高い。土壌側の条件を固定して考えれば、気象条件としては一雨降雨継続時間が長い程湿潤前線が降雨継続時間内に表層部を通過する可能性が高くなると考えられる。

　粘土、ロームのように比較的透水性の悪い土壌では、降雨直後に表層部に地表面方向に水分が増加する状況が観察される。また、まれに透水性の良い土壌でも降雨継続時間の短い地域で地表面方向に水分が増加する状況が発生する。

　地表面での乾燥層以深で比較的水分量が鉛直均一に分布しているプロファイルをいう。これは、水分量の減少に伴って表層部での透水性が極端に落ち込み、地表面境界条件がflux境界条件からconcentration境界条件へと変わり、それ以深で水分プロファイルの均一化がおこなわれることによるものと考えられる。

　透水性の悪い土壌では地表面に形成された乾燥層以深で直線型のように水分量の鉛直均一化が行なわれないものが多い。このようなプロファイルを非直線型として定義する。

　本論では土壌側の状態を固定して考えた時、降雨直後型の生起割合は先行降雨事象の特性、即ち、平均的一雨降水量、平均的降雨継続時間で説明でき、地表面連続型、地表面不連続型の生起割合は無降雨期の特性、即ち、平均的無降雨期間長、平均的無降雨期可能蒸発散量で説明がつくと考えた。ここで、平均的無降雨期可能蒸発散量とは、平均的無降雨期間長(day)に日可能蒸発散量を掛け合わせた量で定義する。

　以下、表層での水分プロファイルの類型が先行降雨事象の特性で説明がつくものと、無降雨期間の特性で説明がつくものに分け、3つの比較対象地域(North Thailand、Boston、Santa Paula)それぞれについて3つの土壌分類(砂、ローム、粘土)について解析を進めた結果を示す。

　ここでは、無降雨期間の特性で説明がつく類型として不連続型(直線)、不連続型(非直線)、連続型の3種類を考察した。

　以下、3種類の類型間の生起特性について結論付けられることを列記した。

　1.平均的無降雨期間長が短く、平均的無降雨期可能蒸発散量の小さいBostonでは、全ての土壌で連続型の生起率が高い(不連続型の生起率が極めて低い)。

　2.平均的無降雨期間長が長く、平均的無降雨期可能蒸発数量が大きなSanta Paulaでは、全ての土壌で不連続型の生起率が100%に近い(連続型の生起率が極めて低い)。

　3.平均的無降雨期可能蒸発散量が平均的なタイ北部では連続型と不連続型が混在しているのが特徴である。また、連続型と不連続型が混在する気候条件下では、土壌タイプによって両者の分配が決定されるのが特徴である。

　4.以上から、無降雨期可能蒸発散量が極端に大きいあるいは小さい気候条件下では、不連続型の生起は気候側の条件が決定的だが、無降雨期可能蒸発散量が平均的な場合には土壌側の条件が支配的であると言える。気候側の条件が支配的な時、即ち無降雨期可能蒸発散量が非常に大きい時(小さい時)、不連続型の生起率は土壌によらず100%(0%)に近付き、土壌側の条件に支配される時、即ち無降雨期可能蒸発散量が平均的な時はローム、粘土、砂の順に不連続型の生起率が高くなる。

　ここでは、先行降雨事象の特性で説明できる表層水分プロファイルの類型として、降雨直後型(直線)、降雨直後型(非直線)間の生起確率を考察する。結論付けられたことは、以下の通りである。

　1.粘土では、気候条件によらず降雨直後に水分プロファイルが非直線的である。また、気候条件によらず粘土-ロームー砂と透水性がよくなるにつれ鉛直水分プロファイルが直線的となる可能性が高まる。

　2.気候側の影響、即ち、"平均的一雨降水量の増加とともに降雨直後に直線型となる確率がたかまる傾向"は顕著では無い。

　3.以上から、降雨直後型の決定には、土壌側の条件が支配的で、透水性が良い土壌程プロファイルの鉛直均一性が高い。

　以上、類型の気候-土壌依存特性が確認できた上で、本論第4章では、類型ごとの静的プロファイル推定法を提案した。以下、本論で提案する推定法を簡潔に示す。

　侵入深の浅いXバンドを用いて地表面水分量を推定し、深さ方向に均一なプロファイルを仮定して表層部の水分プロファイルを推定するものである。

　粘土、ロームに多く見られる表層部で地表面方向に水分量が増加する状況下では、Xバンドによる地表面水分量の推定値から表層水分プロファイルを決定することは難しい。比較的侵入深の深いLバンドを観測手段として用いることも考えられるが、このような状況下では表層部のプロファイルに変曲点を有した0フラックス面が存在することが多く、関数形を用いた近似にも限界がある。

　ここでの考えの基礎となるのが表層乾燥層以深の水分の鉛直変化が小さいという経験的事実である。不連続型-直線型には、侵入深が深く、地表面水分量の変化に鈍感な観測周波数帯(Lバンド)を用い地表面乾燥層以深のプロファイルが鉛直方向に均一と仮定することで、表層乾燥層以深の比較的均一な水分プロファイルを推定することができる。

　粘土に代表される透水性の悪い土壌では、地表面に形成された乾燥層以深で直線型のように水分量の鉛直均一化がなされていないことが多い。このような状況下では、プロファイルの近似が極めて難しい。

　第4章後半では、数値実験をもとに地表面連続型の静的推定法を検証した結果、推定値がマイクロ波観測量の誤差に非常に敏感であることが指摘された。リモートセンシングによる土壌水分計測は必ずしも土壌水分自体を最終推定水文量としているわけではなく、直接リモートセンシングでは観測できない他の水文量(例えば流出量、蒸発散量)の推定に応用されることが大半である。このように直接リモートセンシングでは観測できない水文量をリモートセンシングで推定された土壌水分から推定する時、観測感度-土壌水分精度-最終推定水文量の精度の間でどのように誤差が伝搬されるか目安を知ることは重要である。そこで、第4章後半では、鉛直一次元土壌カラムが生成するホートン流出量を最終推定水文量とし、輝度温度の感度が推定プロファイルを介してどのようにホートン流出量の精度に影響を与えるか考察した。その結果、観測システムの中では優れたLバンドを用いても、輝度温度観測値に5%の誤差が生じるだけで降雨開始から2時間後のホートン流出量に62%の誤差が生じることを示した。