海面上での乱流変動法による物質・エネルギーフラックス自動計測システムの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13554014
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 塚本 修 岡山大学, 理学部, 教授 (40027298)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩田 徹 岡山大学, 環境理工学部, 助手 (10304338) ; 米谷 俊彦 岡山大学, 資源生物科学研究所, 教授 (00025412) ; 大滝 英治 岡山大学, 環境理工学部, 教授 (40033120) ; 石田 廣史 神戸商船大学, 商船学部, 教授 (60031473)
• Keywords: 海面フラックス / 大気海洋相互作用 / 海面熱収支 / 二酸化炭素 / 物質循環 / 渦相関法 / 乱流フラックス / 船上観測

Research Abstract

海面上での乱流変動法による物質・エネルギーフラックス自動計測システムの開発のために,これまで基礎研究として行ってきた,動揺する船舶の上で見かけの風速成分から動揺成分を補正して真風速成分に変換して,渦相関法を適用する手法の再検討を行った。
そのために2001年11月から12月にかけて,海洋科学技術センターの海洋地球観測船「みらい」の観測航海に乗船して、動揺補正手法の改良と得られたデータから自動的に動揺補正を行って,乱流フラックスをリアルタイムに計算するためにプログラムを作成した。これは従来,航海終了後に得られた乱流データからバッチ処理で行っていた計算を現場で自動的に行えるようにしたもので,国内ではもちろん初めてのシステムとして画期的なものである。これによって,乗船している研究者は時々刻々変化する乱流フラックスの変化を直接現場で見ることができるようになり,臨機応変の観測体制がとれることになる。また,これによって乱流フラックスのエキスパートが乗船していない場合でも,他の研究者が容易にフラックスについての情報をえることができるようになるので,今後の様々な船への応用面が大きく拡がったことになる。
また,本航海中に物質フラックスの1つとして,二酸化炭素フラックスを渦相関法で直接測定することを試み,約1ヶ月間にわたって連続的にフラックスデータを得ることができた。これはこれまでの大気と海との二酸化炭素濃度をそれぞれ測定して,その濃度勾配にある経験定数を乗じてフラックスを推定する手法に比べると格段に精度の高い方法である。この成功を機に上記の自動観測システムに取り込むことを次年度の研究主題とする。

Research Products

• [Publications] Tsukamoto Osamu: "Automatic eddy flux measurement system on-board"Proc. WCRP/SCOR Workshop on Intercomparison and Validation of Ocean-Atmosphere Flux Field, Potomac, USA, 2001. WCRP-115. 342-345 (2001)
• [Publications] 中西 彩子: "西太平洋赤道海域における大気境界層と大気-海洋相互作用"日本気象学会関西支部例会講演要旨集. 94. 48-51 (2001)
• [Publications] 米山 邦夫: "暖水プール域における大気-海洋相互作用の継続的な観測研究"第5回みらいシンポジウム予稿集,海洋科学技術センター. 89-90 (2001)
• [Publications] 塚本 修: "航行する船舶上での海面乱流フラックスの自動観測"第5回みらいシンポジウム予稿集,海洋科学技術センター. 93-94 (2001)
• [Publications] 高橋 聡司: "船上における海面乱流フラックスのリアルタイムデータ処理システム"日本気象学会関西支部例会講演要旨集. 96. 84-87 (2002)
• [Publications] 岡田 賢一: "西太平洋赤道海域におけるエネルギー・二酸化炭素の乱流フラックス測定"日本気象学会関西支部例会講演要旨集. 96. 88-91 (2002)
• [Publications] 塚本 修(編): "地表面フラックス測定法"日本気象学会. 242 (2001)