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次世代陸域モデルの構築による地球人間系の水・エネルギー・物質循環の定量評価

Research Project

Project/Area Number 18J12473
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Hydraulic engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

徳田 大輔  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords水文輸送 / 全球モデル / 水温 / 河川・湖沼結合モデル / 水質 / 物質輸送 / 熱輸送 / 数値モデル / 河川水温 / 河川水質 / 湖沼
Outline of Annual Research Achievements

河川や湖沼といった陸域表層水は,陸地から海洋に水や熱,物質を輸送する経路である.本研究では,その役割を全球で評価するために,全球の河川・湖沼における水温・水質を統合的に計算する数値モデルを開発し,それを用いて陸域表層水がその下流部・沿岸部に及ぼす影響を定量評価した.
■モデル開発の概要:(1) 陸上の上流・下流の位置関係等を定義する全球河道網データセットにおいて,湖沼やダムの位置,面積等を自動で表現するシステムを開発した,(2) 河川・湖沼においてそれぞれ水温・水質を計算するモジュールを河川流下モデルに結合した,湖沼は鉛直1次元を仮定し,河川・湖沼の移流で質量・熱量が保存する.
■得られた科学的知見の概要:(1) 河川水温と氾濫の関係を明らかにした.氾濫は水面面積の増加と河道水深の低下をもたらし,特に後者は河川水温の上昇に寄与する.この表現によってメコン川等,乾季と雨季それぞれに水温のピークをとる河川の水温の再現性を向上させた,(2) 空間解像度約90mの地形データセット(標高等)と湖沼分布データセットを組み合わせることで,各湖沼の上流域面積を保存しながら河道・湖沼網が構築できることを明らかにした,(3) 湖沼の熱動態を表現することで,その下流部における河川水温の過小評価が改善されることを示した,(4) 本研究の水質スキームは全球で観測される水質(特に溶存酸素)を良好に再現し,また水中での化学変化や生物活動の表現は,アンモニアやリン酸といった項目の過大評価を大幅に改善することを示した.

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Development of a Global River Water Temperature Model Considering Fluvial Dynamics and Seasonal Freeze‐Thaw Cycle2019

    • Author(s)
      Tokuda Daisuke、Kim Hyungjun、Yamazaki Dai、Oki Taikan
    • Journal Title

      Water Resources Research

      Volume: 55 Issue: 2 Pages: 1366-1383

    • DOI

      10.1029/2018wr023083

    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 深層学習を用いた河川水位予測モデルにおけるネットワーク構造と入力データ量の依存性2018

    • Author(s)
      徳田大輔,KOO Eunho,金炯俊
    • Journal Title

      水工学論文集

      Volume: 63 Pages: 169-174

    • NAID

      130007757832

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of a river and lake water temperature model on a global scale2019

    • Author(s)
      Tokuda Daisuke、Kim Hyungjun、Yamazaki Dai、Oki Taikan
    • Organizer
      AGU Fall Meeting
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 深層学習と簡易な前処理による洪水予測手法の日本域への適用:鬼怒川を例として2018

    • Author(s)
      徳田大輔,KOO Eunho,金炯俊
    • Organizer
      水文・水資源学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Role of Rivers in Basin-scale Energy Budget and Thermal Discharge to the Arctic Ocean2018

    • Author(s)
      Tokuda Daisuke、Kim Hyungjun、Yamazaki Dai、Oki Taikan
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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