Study on sea ice condition and navigability risk of Northern Sea Route
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21K04511
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24020:Marine engineering-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
大塚 夏彦 北海道大学, 北極域研究センター, 特任教授 (50520201)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 貴文 北海道大学, 北極域研究センター, 特任准教授 (80576231)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 北極海航路 / 海氷 / 航行障害 / 海氷リモートセンシング / 変形氷 / リモートセンシング / 北極海 / 航行リスク / 衛星リモートセンシング |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、衛星に搭載された観測器による北極海の海氷観測情報をもとに、氷群の集散、海氷密接度、氷厚などの状況を検討し、船の航行障害となる、氷盤が密に集まった氷域や氷丘脈などの氷況を把握する方法を検討する。また、実際の航行事例と海氷状況を比較分析し、北極海航路海域において航行障害リスクの高まる海氷状態の空間的・季節的出現特性を整理・可視化する。ここに、海氷密接度とは、海面を覆う海氷の割合を10分率で示したもので、完全に海氷に覆われている状態は10、海氷の無い状態は0となる。また氷丘脈とは、海面に浮いている氷盤が丘状に厚く積み重なり、それがうね状に連続した状態のことを示す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は①変形氷域による実際の航行障害事例の収集と分析、ならびに②航行障害事例が発生した際の海氷の集散状況についてパラメータを試算し、航行障害リスクの高まる状況を推定するための検討を実施した。
①については、衛星AISによる2021年における北極海航路の船舶航行軌跡の中から、海氷によって船舶が顕著に航行不能になった複数事案を発見し、その際の海氷状況をC-Band合成開口レーダー(SAR)観測データ(Sentinel-1)画像、TOPAZ4 データ同化システム、およびロシアが提供する海氷状況（アイスチャート）より取得して、航行不能事例の状況と比較分析を行った（学会発表）。②については、この航行不能事案が発生した期間について、TOPAZ4データ同化システムによる海氷漂流ベクトル、海氷密接度、海氷厚を用いて、12km格子の海域を通過する海氷量フラックスを求め、その格子領域毎の収支を海氷の集積度として算出し、航行記録と比較した。この結果、集積度が高まる状況において、航行不能事案が多く発生していることを確認した。同時に、氷海航行におけるリスクマネジメントシステムPOLARIS（国際海事機関IMO）によるリスクインデックスを用いて、航行速度の低下・航行障害との比較を行い、相関のあることを確認した。
以上において、ここで用いている海氷情報には相応の誤差があることが報告されているものの、氷海航行の難易度を評価するための指標として、氷海航行におけるリスクインデックスとともに、海氷の集積度を適用できる可能性を指摘した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実際に変形氷域が発生している可能性のある海域位置、日時を推定することにより、その海域に対する衛星観測情報や数値モデルとの比較を行って、変形氷域を検出する手法の検証が可能となる。このため、実際に変形氷域によって発生したと考えられる航行障害事例を衛星AISデータより抽出し、海氷状況を与える各種のデータを用いて、比較分析を実施している。ただし、実際の航行障害事例数が限定されていること、またその際の現地状況は、ロシアの報道情報に限られることが進捗の障害となっている。一方で、データ同化モデルによる海氷の移動ベクトルを用いて海氷の集散状況の把握を試み、航行障害との相関性を確認できたことより、海氷状況に応じた航行障害リスクを評価する準備を進展させることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) データ同化システムによる海氷移動ベクトルを用いて、海氷の集積度を算出し、SAR画像ならびに可視画像等との比較、並びに船舶の航行事例との比較をさらに進め、変形氷域の形成リスクの高まる海域や時期について分析を進める。
(2) これらの知見をもとに、海氷による航行障害を評価するパラメータについて、既往のリスクインデックスRIO、海氷集積度、氷海航行時の海氷抵抗などを取り上げて検討する。また、得られたパラメータを用いて、北極海航路区間における航行障害リスクの分布・出現状況を可視化し、船社などからのフィードバックを得て、実際的な研究成果として発信することを目指す。
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Report
(2 results)
Research Products
(29 results)
