陸域・外洋影響を考慮したサンゴ礁物理・生態環境システムの総合的観測と解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450198
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 灘岡 和夫 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (70164481)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大見謝 辰男 沖縄県衛生環境研究所, 赤土研究室, 研究室長 ; 藤井 智史 通信総合研究所, 沖縄亜熱帯計測技術センター, 所長 ; 二瓶 泰雄 東京理科大学, 理工学部, 専任講師 (60262268) ; 安村 茂樹 (財)世界自然保護基金日本委員会, サンゴ礁保護研究センター, センター員 ; 波利井 佐紀 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (30334535)
• Keywords: サンゴ礁 / 物理環境 / 現地観測 / 陸域影響 / 外洋影響 / サンゴ幼生広域輸送 / リモートセンシング / 数値モデル

Research Abstract

1.サンゴ礁内のラグランジュ的海水流動・物質輸送観測:
沖縄石垣島白保海域を対象に,前年度と同様のブイ係留システムによる多点同時観測に加えて,サンゴ礁内の物質輸送動態をより直接的に把握するために,多数のGPS搭載型漂流ブイによってサンゴ礁内外における海水流動のラグランジュ観測を2001年7月に行った.その結果,白保サンゴ礁内の海水流動が,クチや浅瀬,リーフェッジといった特徴的な地形構造の空間的な非一様性によって基本的に支配されることが明らかになった.
2.サンゴ群体スケール物質・生態環境観測:
サンゴにとっての直接的な環境特性を把握するために,サンゴ群体スケールでの観測を,やはり石垣島白保海域で同時期に行った,その結果,サンゴ群体周りの特徴的な水温,海水流動等の特性が明らかになるとともに,サンゴが砂地に比べて良好な光の吸収体になっていることが示された.
3.陸域からの表層土壌流出ならびに栄養塩負荷量の定期的評価モデル開発と応用:
昨年度開発した,流域内の降雨・植生・土壌分類・地形情報等と地表面過程のモデル化に基づく,サンゴ礁海域への濁質・栄養塩負荷量の定量的評価モデルをさらに発展させるとともに,そのモデルに基づいて,昨年5月末に発生した大規模な出水・赤土流出現象を解析した.
4.広域輸送過程におけるサンゴ幼生鉛直挙動の把握:
1998年夏期の大規模な白化現象によって壊滅的な打撃を受けた沖縄本島西海岸のサンゴ再生に対して,本島西方に位置する慶良間列島がサンゴ幼生の供給源になっていることを検証するべく,新たに開発したGPS搭載型小型漂流ブイによる幼生追跡や短波海洋レーダによる広域表層海水流動観測等を行うことによって,慶良間列島から本島に向かう海水流動の存在とそれによる幼生の輸送経路および時間を明らかにした.また,室内実験により,サンゴ幼生の探索・定着行動特性を明らかにし,それが上記の慶良間列島から本島への輸送日数とほぼ整合することを示した.
5.マングローブ・藻場観測:
サンゴ礁の周辺生態系として重要となるマングローブや藻場の物理環境を明らかにするために,石垣島吹通川河口域での現地観測を2001年7-8月に実施し,その基本特性を明らかにした.
6.サンゴ礁リモートセンシング:
サンゴ礁内における海底被覆状態,水深,濁度,サンゴ種などを合理的にマッピングするために,そのベースとなるサンゴ・キャノピーの三次元光学モデルを開発した.
7.数値シュミレーションモデルの開発:
上記のサンゴ礁内広域流動観測結果に基づいて,先に研究代表者(灘岡)らが開発した準3次元浅水乱流モデル(SDS-Q3Dモデル)をサンゴ礁内海水流動計算に適用した.その結果,リーフェッジや浅瀬部での干潮時の干上がり効果の導入が,サンゴ礁内の海水流動の特徴再現にきわめて重要であることが判明した.

Research Products

• [Publications] K.NADAOKA, H.TAMURA, H.YAGI, Y.NIHEI: "Development of Quasi-3D shallow water turbulence model and simulation of large-scale 3D eddies"Proc. 3^<rd> Regional Symposium on Infrastructure Development in Civil Eng.. 263-270 (2000)
• [Publications] Y.Nihei, K.Nadaoka, R.Kumano: "A multi-nesting approach for numerical simulation of coastal currents with a new assimilation method"Abstract of 9^<th>Int. Coral Reef Sympo.. 237 (2000)
• [Publications] 二瓶泰雄, 灘岡和夫, 熊野良子: "新たなデータ同化手法に基づく開放性沿岸域のネスティング手法の提案;海岸工学論文集"海岸工学論文集. 47・1. 461-465 (2000)
• [Publications] 灘岡和夫, 田村仁, 八木宏, 二瓶泰雄: "準三次元浅水乱流モデルの開発に基づく三次元大規模渦構造の数値シミュレーション"海岸工学論文集. 47・1. 466-470 (2000)
• [Publications] 灘岡和夫, 田村仁: "準三次元浅水乱流モデルの開発と三次元大規模渦の数値シミュレーションへの応用"数値流体力学シンポジウム. Vol.14(CD-ROM). (2000)
• [Publications] K.Nadaoka, Y.Nihei, K.Wakaki, R.Kumano, S.Kakuma, S.Moromizato, et al.: "Regional variation of water temperature around Okinawa coasts and its relationship to offshore thermal environments and coral bleaching"Coral Reefs. 20・4. 373-384 (2001)
• [Publications] K.Nadaoka, Y.Nihei, R.kumano, T.Yokobori, T.Omija, K.Wakaki: "A field observation on hydrodynamic and thermal environments of a fringing reef at Ishigaki Island under typhoon and normal atmospheric conditions"Coral Reefs. 20・4. 387-398 (2001)
• [Publications] Y.Nihei, K.Nadaoka, R.Kumano, K.Sato, Y.Machida: "A new multi-nesting approach for coastal ocean model"Proceedings of 11th PAMS/JECSS. 365-368 (2001)
• [Publications] E.C.Paringit, K.Nadaoka: "Development of a canopy reflectance model for coral reef areas : Inferences from field spectral measurements and modeling efforts"In Proceedings, 22nd Asian Conference on Remote Sensing, Singapore. 116-121 (2001)
• [Publications] H.Tamura, K.Nadaoka: "Analysis of turbulence and sediment transport in the large-scale shallow waters based on the development of new quasi 3-D models"Proc. 8^<th> lnt.Sympo.on Flow Modeling and Turbulence Measurements(FMTM2001). (2001)
• [Publications] K.Nadaoka, H.Tamura: "Development of quasi-3D shallow water turbulence model and its application to simulate large-scale 3D eddies"1・1. 60-69 (2001)
• [Publications] 灘岡和夫: "サンゴ礁海域の環境水理"ながれ. 20・5. 375-383 (2001)
• [Publications] 灘岡和夫, 二瓶泰雄, 花田岳, 藤井智史, 他5名: "HFレーダ・漂流ブイ観測と数値シミュレーションによるサンゴ幼生の広域輸送解析"海岸工学論文集. 48・1. 431-435 (2001)
• [Publications] 田村仁, 灘岡和夫: "準三次元非平衡浮遊砂輸送モデルの開発に基づく港口部での底質浮遊と輸送に関する解析"海岸工学論文集. 48・1. 526-530 (2001)
• [Publications] Enrico Paringit, 灘岡和夫: "衛星画像解析による植生指標と分布型物理モデルに基づいた表層土壌流出モデリング"海岸工学論文集. 48・1. 666-670 (2001)
• [Publications] 二瓶泰雄, 灘岡和夫, 綱島康雄, 他3名: "サンゴ礁海域の温熱環境特性に関する多面的観測と解析"海岸工学論文集. 48・2. 1146-1150 (2001)
• [Publications] 灘岡和夫, 若木研水, 二瓶泰雄, 今井陽介, 他6名: "現地観測に基づく石垣島サンゴ礁海域の流動特特性に関する解析性と微細土砂・熱輸送"海岸工学論文集. 48・2. 1151-1155 (2001)
• [Publications] 二瓶泰雄, 灘岡和夫, 青木康哲, 若木研水, 他4名: "マングローブ水域における流動・熱・水質環境特性に関する現地観測"海岸工学論文集. 48・2. 1211-1215 (2001)
• [Publications] 灘岡和夫, 若木研水, 鹿熊信一郎, 二瓶泰雄, 他7名: "広域水温モニタリングネットワーク展開による沖縄サンゴ礁水温環境地域差の解析"海岸工学論文集. 48・2. 1276-1280 (2001)
• [Publications] 佐藤慶太, 二瓶泰雄, 灘岡和夫, 熊野良子: "新たなネスティング計算法の構築と実海域計算への応用"2001年度日本海洋学会春季大会講演要旨集. 149 (2001)
• [Publications] 青木康哲, 二瓶泰雄, 矢井秀明, 灘岡和夫, 他6名: "多点集中観測に基づく吹通川マングローブ域の水環境特性の検討"2001年度日本海洋学会春季大会講演要旨集. 194 (2001)
• [Publications] 難岡和夫, 波利井佐紀, Enrico Paringit, 田村仁, 他11名: "沖縄本島南西海域におけるサンゴ幼生広域輸送に関する総合的観測"2001年度日本海洋学会秋季大会講演要旨集. 178 (2001)
• [Publications] 佐藤慶太, 二瓶泰雄, 灘岡和夫, 熊野良子: "外洋影響を合理的に考慮した新しいネスティング手法の提案"日本流体力学会年会2001講演論文集. 329-330 (2001)
• [Publications] 下條武, 鹿熊信一郎, 諸見里聡, 灘岡和夫, 森永健司: "2001年夏期の沖縄周辺海域にける高水温"日本サンゴ礁学会第4回大会講演要旨集. 8 (2001)
• [Publications] 灘岡和夫, 花田岳, 田村仁, 若木研水他9名: "沖縄本島西方海域におけるサンゴ幼生広域輸送についての現地調査-Part1:総論および広域輸送物理"日本サンゴ礁学会第4回大会講演要旨集. 22 (2001)
• [Publications] 波利井佐紀, 灘岡和夫, 三井順, 田村仁他5名: "沖縄本島西方海域におけるサンゴ幼生広域輸送についての現地調査-Part2:サンゴ幼生挙動"日本サンゴ礁学会第4回大会講演要旨集. 23 (2001)
• [Publications] 池間健晴, Enrico Paringit, 灘岡和夫, 波利井佐紀他5名: "沖縄本島西方海域におけるサンゴ幼生広域輸送についての現地調査-Part3:サンゴ産卵とスリック動態"日本サンゴ礁学会第4回大会講演要旨集. 33 (2001)
• [Publications] 田村仁, 灘岡和夫, 若木研水, Mohd Yusnizam他3名: "石垣島吹通川河口前面リーフ海域における藻場キャノピー周辺の物理環境特生に関する観測"日本サンゴ礁学会第4回大会講演要旨集. 28 (2001)
• [Publications] E.C.Paringit, K.Nadaokat, S.Harii: "3-D optical modeling attempts and measurements of coral reef canopies"日本サンゴ礁学会第4回大会講演要旨集. 30 (2001)
• [Publications] E.C.Paring, K.Nadaoka: "Remote sensing-and GIS-compatible distributed runoff and sediment yield model for Todoroki watershed, Ishigaki Island, Okinawa"日本サンゴ礁学会第4回大会講演要旨集. 32 (2001)
• [Publications] 鹿熊信一郎, 諸見里聡, 灘岡和夫, 大見謝辰男, 岩尾研二, 森永健司: "沖縄島西海域の水温特性"日本サンゴ礁学会第4回大会講演要旨集. 48 (2001)
• [Publications] 若木研水, 灘岡和夫, 田村仁, Enrico Paringit, 他5名: "石垣島白保海域の物理環境に関する総合的観測"日本サンゴ礁学会第4回大会講演要旨集. 59 (2001)
• [Publications] 仲宗根一哉, 比嘉栄三郎, 大見謝辰男, 安村茂樹, 灘岡和夫: "石垣島白保礁池に流入する轟川のSSと栄養塩濃度"日本サンゴ礁学会第4回大会講演要旨集. 60 (2001)
• [Publications] 仲宗根一哉, 比嘉榮三郎, 大見謝辰男, 安村茂樹, 灘岡和夫: "石垣島轟川のSSと栄養塩濃度"沖縄県衛生環境研究所報. 35. 85-93 (2001)