Quantification of assimilation condition for estuary with ensemble Kalman filter
| Project/Area Number |
21K14255
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 22040:Hydroengineering-related
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
松崎 義孝 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 主任研究官 (10536684)
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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 |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | アンサンブルカルマンフィルタ / 沿岸・河口域 / 伊勢湾 / 領域沿岸データ同化 / アンサンブルの生成 / 摂動 / 境界条件 / データ同化 / 背景誤差共分散 / 閉鎖性水域 |
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| Outline of Research at the Start |
伊勢湾のような閉鎖性水域における水質汚濁の原因解明や環境改善施策に資するため，閉鎖性水域の水域環境をシミュレーションするモデル開発が行われている．本研究ではデータ同化という観測値をシミュレーションモデルに融合し，高精度に水域環境を把握する手法を用いた研究を進めている．特に，閉鎖性水域においてどのようにデータ同化を実施すると精度よく把握できるのか，といったデータ同化の条件設定を明らかにする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和3年度は高精度にデータ同化を行うため、アンサンブルを作成する際の境界条件への摂動の付加方法とデータ同化結果の関係の検討を行い、適切な摂動付加条件を整理した。その結果から、データ同化以前に境界条件を精緻に作成・設定したうえでデータ同化を行う重要性を認識した。そこで、令和4年度は境界条件を最適化したうえで、データ同化を実施し、その効果を検証した。
大気境界条件はメソ数値予報モデルGPV（MSM）のデータを用いた。側方境界条件はモニタリングポストの観測値を鉛直方向、水平方向に補間して与えた。河川流量と河川水温は、大河川は国土交通省水文水質データベースから得られたデータを基本として設定した。データ同化には、伊勢湾モニタリングポスト7地点の水温と塩分のプロファイルを使用した。実験は2016年1月1日から1年間実施し、精緻化された境界条件によるシミュレーション結果とデータ同化結果の確認を行う。
実験の結果、観測値と数値シミュレーション結果は同様の水温変動傾向を示している。数値シミュレーションに用いた境界条件が精緻化されているため、令和３年度に実施した数値シミュレーション結果と比較して精度が高いことがわかる。データ同化の結果、数値シミュレーション結果と同様に不自然な結果とならずに水温の変動をとらえている。定量的にもRMSEがデータ同化で改善する。したがって、境界条件を精緻化することで、数値シミュレーション結果そのものが改善され、データ同化によってさらに改善される。すなわち、境界条件を精緻化したうえでデータ同化を実施することで、精度の高い水温の解析値を得ることが可能である。塩分についても、水温と同様であり、境界条件を精緻化したうえでデータ同化を実施することで、精度の高い水温の解析値を得ることが可能である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和3年度の成果を踏まえて、数値シミュレーション単体とデータ同化の両面での高度化が重要であることが明らかとなった。令和4年度に新たに構築した計算条件の設定の指針に従って数値シミュレーションとデータ同化を行うことで、目標に掲げる10年間のデータ同化を高精度に実施可能である目途がついた。よって研究は順調に進んでいると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度は作成する10年間のデータ同化結果から、伊勢湾の背景誤差共分散と観測値による閉鎖性水域の空間相関の解明を行う。解析に必要なデータと解析プログラムは用意できているため、網羅的に解析を実施することを想定している。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
