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MODELING OF AIR-SEA GAS TRANSFER VELOCITY AND ITS QUANTITATIVE IMPACT ON EVALUATION OF CARBON DIOXIDE EXCHANGE ACROSS SEA SURFACE

Research Project

Project/Area Number 25420528
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Hydraulic engineering
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

SUGIHARA YUJI  九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (70243970)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2015: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsガス交換 / 風波 / 砕波 / 乱流 / 二酸化炭素 / 地球温暖化 / 地球環境水理学 / 界面水理学 / 水工水理学 / 海洋工学
Outline of Final Research Achievements

Modeling of the air-sea gas transfer velocity has been investigated by means of numerical simulations, laboratory experiments and field observations. An atmosphere-wave coupled numerical simulation using meteorological and wave models, i.e., WRF and SWAN has been carried out to evaluate the validity of a wave-dependent hybrid model for the gas transfer velocity of carbon dioxide including breaking wind-wave parameters. The results of the mapping of the gas transfer velocity show that such a wave-dependent hybrid model gives a quantitative impact on the evaluation of carbon dioxide exchange across the sea surface. Also, the model expression and the model constants of the hybrid model have been modified on the basis of field observation data.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] 水面変動を考慮した開水路乱流の二次流構造と気液界面のガス交換機構に関する数値解析2016

    • Author(s)
      寺岡諒祐・杉原裕司・松永信博
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 72(4)

    • NAID

      130005311992

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 水面変動が気液界面のガス交換機構に及ぼす影響に関する乱流数値シミュレーション2015

    • Author(s)
      寺岡諒祐・杉原裕司・松永信博
    • Journal Title

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      Volume: 71(2)

    • NAID

      130005109300

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Direct numerical simulations of secondary flow and air-water gas transfer in open-channel turbulence2015

    • Author(s)
      Ryosuke Teraoka, Yuji Sugihara, Takuya Nakagawa, Nobuhiro Matsunaga
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser.A2 (Applied Mechanics)

      Volume: 71(2)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 温度成層を伴う開水路乱流場における水表面の乱れ特性に関する数値解析2015

    • Author(s)
      寺岡諒祐・杉原裕司・中川拓弥・松永信博
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 71(4)

    • NAID

      130005123607

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 風応力が作用する気液界面におけるガス交換機構の直接数値シミュレーション2014

    • Author(s)
      寺岡諒祐・杉原裕司・中川大輔・Koji SHIONO
    • Journal Title

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      Volume: 70(2)

    • NAID

      130004706914

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 開水路乱流場の動力学を考慮した気液界面における高シュミット数ガス交換の解析2014

    • Author(s)
      杉原裕司・中川大輔・寺岡諒祐・Koji SHIONO
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 70(4)

    • NAID

      130005070130

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  • [Journal Article] 大気海洋界面の運動量・CO2輸送の変動要因2014

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      杉原裕司・森塚陽・田中雅一・宮崎大輔・平石哲也・馬場康之・久保輝広
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 70(4)

    • NAID

      130005070180

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      2013 Research-status Report
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  • [Presentation] 透過膜式気液平衡器による溶存CO2濃度計測に基づくガス交換速度の評価2016

    • Author(s)
      杉原裕司・有地大貴・中川拓弥・Eljamal Osama・李 洪源
    • Organizer
      第19回応用力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス(札幌市)
    • Year and Date
      2016-05-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 水面変動と温度成層を考慮した開水路乱流場の直接数値シミュレーション2016

    • Author(s)
      中川拓弥・杉原裕司・寺岡諒祐・李 洪源・松永信博
    • Organizer
      第19回応用力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス(札幌市)
    • Year and Date
      2016-05-21
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  • [Presentation] 水面変動を考慮した開水路乱流の二次流構造と気液界面のガス交換機構に関する数値解析2016

    • Author(s)
      寺岡諒祐・杉原裕司・松永信博
    • Organizer
      第60回水工学講演会
    • Place of Presentation
      東北工業大学八木山キャンパス(仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 水面変動が気液界面のガス交換機構に及ぼす影響に関する乱流数値シミュレーション2015

    • Author(s)
      寺岡諒祐・杉原裕司・松永信博
    • Organizer
      第62回海岸工学講演会
    • Place of Presentation
      タイム24ビル(東京都江東区)
    • Year and Date
      2015-11-11
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 開水路乱流場における二次流と気液界面のガス交換に関する直接数値シミュレーション2015

    • Author(s)
      寺岡諒祐・杉原裕司・中川拓弥・松永信博
    • Organizer
      第18回応用力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス(金沢市)
    • Year and Date
      2015-05-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 温度成層を伴う開水路乱流場における水表面の乱れ特性に関する数値解析2015

    • Author(s)
      寺岡諒祐・杉原裕司・中川拓弥・松永信博
    • Organizer
      第59回水工学講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学西早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-10 – 2015-03-12
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 風応力が作用する気液界面におけるガス交換機構の直接数値シミュレーション2014

    • Author(s)
      寺岡諒祐・杉原裕司・中川大輔・Koji SHIONO
    • Organizer
      第61回海岸工学講演会
    • Place of Presentation
      ウインクあいち(名古屋市)
    • Year and Date
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 開水路乱流場の気液界面における表面更新渦の特性2014

    • Author(s)
      杉原裕司・寺岡諒祐・中川大輔・Shiono Koji
    • Organizer
      第17回応用力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      琉球大学千原キャンパス(沖縄県中頭郡)
    • Year and Date
      2014-05-10 – 2014-05-11
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 一様成層せん断乱流場におけるk-εモデルのキャリブレーション2014

    • Author(s)
      杉原裕司・津守博通・鶴丸純司
    • Organizer
      第17回応用力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      琉球大学千原キャンパス(沖縄県中頭郡)
    • Year and Date
      2014-05-10 – 2014-05-11
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 開水路乱流場の動力学を考慮した気液界面における高シュミット数ガス交換の解析2014

    • Author(s)
      杉原裕司・中川大輔・寺岡諒祐・Koji SHIONO
    • Organizer
      第58回水工学講演会
    • Place of Presentation
      神戸大学(神戸市)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 大気海洋界面の運動量・CO2輸送の変動要因2014

    • Author(s)
      杉原裕司・森塚陽・田中雅一・宮崎大輔・平石哲也・馬場康之・久保輝広
    • Organizer
      第58回水工学講演会
    • Place of Presentation
      神戸大学(神戸市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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