気象要因の時空間的な非一様性に着目した山地湖沼における貧酸素水塊出現機構の解明

• Project/Area Number: 22K04329
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22040:Hydroengineering-related
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 豊田 政史 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (60324232)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 湖水流動

Outline of Research at the Start

本研究で対象とする長野県諏訪湖は，標高約750mに位置する山地湖沼である．先行研究が多く存在する低平地に存在する湖沼（たとえば，霞ヶ浦，中海・宍道湖，網走湖など）と異なり，湖の周りを山で囲まれているために，気象の空間的な非一様性が強い．本研究では，魚および貝の年間漁獲量が大幅な減少傾向にある諏訪湖において，その減少と大きな関連があると考えられる貧酸素水塊の時空間特性を現地観測により明らかにし，その特性と気象の空間的な非一様性との関連を，数値解析を用いながら解明する．

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，詳細な現地観測と大気・湖水の流動数値モデルを用いて，湖内の貧酸素水塊分布と湖周辺の時空間的に非一様な気象条件を考慮した上で，貧酸素水塊の出現機構を解明することを目的としている．この機構が明らかになれば，国内外の湖における貧酸素問題解決の一助になり，水質問題解決に向けた効率的な観測体制の提案にもつながる可能性があると考えている．
当初は初年度（令和4年度）に研究対象としている諏訪湖での現地観測を予定していたが，長野県が令和2年度夏季に行った現地での連続観測結果を入手することができたため，初年度はこの現地観測結果を分析することにした．その結果，これまで単発的にしか得られていなかった風の特性を定量的に明らかにできた．具体的には，以下の結果が得られた．1）湖水流動に大きな影響を及ぼすと思われる強風時の卓越風向（南東，西北西）およびその時間帯が明確になった．2）空間的な風の非一様性に関しては，南東の強風時は湖面全体に一様風が吹くのに対し，西北西の強風時は湖北東部で弱くなる非一様風である．また，これらの強風時の風速の大きさに関しても具体的な数字を得られた．
上記の風に関する現地観測結果の分析に並行して，突発的な貧酸素水塊の出現に影響を及ぼす可能性がある内部ケルビン波に関する検討を上記の現地観測結果および数値実験により行った．その結果，諏訪湖では内部ケルビン波が起きている可能性が高いことが確認できた．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

連続観測データに基づいて風の非一様性について数値的に明らかにし，内部ケルビン波に関する数値実験を行うことができたが，気象要因と貧酸素水塊との関連については未着手であるため

Strategy for Future Research Activity

初年度の成果をもとに，諏訪湖での気象および水塊構造の現地観測・数値解析を行うとともに，貧酸素水塊との関連についても検討していく．