The impact of river outflows on the coastal environment
| Project/Area Number |
21H03591
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
木田 新一郎 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (50543229)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 潔 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (20345060)
芳村 毅 北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (20371536)
伊佐田 智規 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (80725359)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
|
|---|
| Keywords | 河川水 / 沿岸域 / ドローン観測 / 物質循環 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
日本の海岸線に数多く存在する河川は、沿岸域で育まれる生態系にとって不可欠な栄養塩をもたらすと考えられている。しかし河川水が河口から沿岸域にかけてどのように広がり、そしてその栄養塩がどのように植物プランクトンに消費されていくのか、実態は長年謎なままである。そこで北海道道東の厚岸湾にて沿岸域でどう河川水が広がるのか、そして河川水の栄養塩の組成がどう変化しながら植物プランクトンが増殖しているのか、を明らかにするためドローンと船舶観測によるマルチスケール観測を実施する。河川水がもつ栄養塩の組成が植物プランクトンの量と種類に与える役割を定量的に明らかにすることを目指す。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
日本の海岸線に数多く存在する河川は、河口から沖合にかけて河川プリュームを形成し、沿岸域で育まれる生態系にとって不可欠な栄養塩をもたらすと考えられている。時空間変化の大きい河川プリュームの水平・鉛直構造を捉えることが可能な、ドローン・ラジコンボート・船舶による同時観測手法の確立に向け、流速場および水塊構造を広範囲かつ高解像度で観測する手法の改良を進めた。まずドローンに搭載した空撮カメラの角度を変化させ、河川フロントをより広範囲に取得できるようにした。次に流速場の推定手法として、空間的局所最適化法を導入し、流速場の見積もりを高解像度かつ高速に抽出することを実現した。これらにより、河川フロント上で起こる渦の発生・消滅を捉えることに成功した。解析結果の検証は、流速計を用いた現場観測と比較することで行い、画像からの推定値と実測値がほぼ同じになることを確認した。
別寒辺牛川・厚岸湖・厚岸湾を模した3次元数値モデルを構築し、海域内で起こる河川水と海水の交換メカニズムの理解を進めた。モデル実験からは、別寒辺牛川の河口に厚岸湖のような水深が浅く広い水域が存在すると、河川水と海水の混合が潮汐に合わせて活発化することが明らかになった。特に厚岸湖と厚岸湾を結ぶ海峡部ではシア混合と海底混合層の発達が同時に起こり、エスチュアリー循環ではなくTidal Pumpingが支配的になることがわかった。この結果は、流速計を用いてラジコンボートや船舶から実施した海中流速場の高解像度観測の結果と一致している。つまり海域の生物生産は、河川水と海水の混合が潮汐と厚岸域特有の地形が作り出す環境場によって成立していることが示唆された。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(3 results)
Research Products
(18 results)
