開境界適応型の大気海洋結合波浪推算手法に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555141
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 安田 孝志 岐阜大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10093329)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 典明 (独法)港湾空港技術研究所, 海洋水工部, 室長(研究職) ; 大澤 輝夫 岐阜大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80324284) ; 小林 智尚 岐阜大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50205473)
• Keywords: 波浪推算 / 白波砕波 / 海上風 / 大気・波浪・海洋結合モデル

Research Abstract

本研究は波浪情報を高精度・高解像度で提供できる開境界適応型大気・海洋結合波浪推算手法の開発を目的とするものである.本年度得られた主要な結果を以下に明記する.
1.白波のエネルギー伝達過程に及ぼす影響を評価したエネルギー流入項と損失項の定式化
風から波へのエネルギー伝達過程に白波砕波の影響を反映させるため,エネルギー流入・損失項にSnyderらの理論およびJannssenの理論を導入した.その結果,後者は流入を過小評価し,損失を過大評価するが,前者によって白波の影響を精度良く評価できることが確認できた.
2.日本周辺全域での波浪追算精度の検証
日本周辺任意地点での波浪追算精度の向上のため,各地点での観測データに同化させるAdjoint WAMの開発を行った.方向スペクトルの第1推定値を同化変数とし,評価関数に観測誤差項と背景誤差項の両方を考慮することにより,日本周辺全域において推算精度が向上することが示された.
3.海上風と風波を結合させた波浪推算手法
海上風を気象モデルMM5によって計算し,外洋波浪をSWANでそれぞれ計算する結合モデルを開発して伊勢湾内の波浪追算を行った.その結果を中部国際空港観測塔の波浪データと比較し,格子間隔を200m程度まで細密化することによって,空港島や海底地形の影響も含めて多様な気象場での波浪の高精度再現が可能となることを実証した.
同様な波浪推算を1999年〜2000年の2年間にわたって東京湾においても実施し,結合モデルによって任意の内湾に対して実用レベルでの波浪推算が可能となることを実証した.
4局地気象モデルによる海上風算出
局地気象モデルとしてMM5を用い,鉛直20層の水平解像度1km格子で2001年度1年間の伊勢湾海上風の再現計算を行った.その結果を中部国際空港の海洋観測塔の風速・風向データと比較し,このモデルによって外洋海上風だけでなく陸地の影響を強く受ける内湾海上風の算出が実用レベルで十分に可能となることを実証した.

Research Products

• [Publications] T.Osawa, K.Fukao, T.Yasuda: "Highly accurate simulation of the surface wind field over Ise Bay"Coastal Environment 2002. 279-288 (2003)
• [Publications] 小林智尚, 樋口喬士, 大澤輝夫, 安田孝志: "波浪推算モデルによる中部国際空港人工島の波浪場への影響評価"海岸工学論文集. 50. 196-200 (2003)
• [Publications] 水谷英明, 大澤輝夫, 小林智尚, 安田孝志ほか2名: "伊勢湾大気海洋結合モデルの構築とその精度検証"海岸工学論文集. 50. 431-435 (2003)
• [Publications] 小林智尚, 座波慎一郎, 安田孝志: "波浪推算モデルSWANによる伊勢湾台風時波浪の再現"海岸工学論文集. 50. 181-185 (2003)
• [Publications] 川口浩二, 橋本典明, 杉本彰: "内湾域における波浪推算精度向上を目的とした第三世代波浪推算モデルWAMの改良"海岸工学論文集. 50. 191-195 (2003)
• [Publications] 橋本典明ほか3名: "Adjoint WAMのデータ同化における評価関数の検討"海岸工学論文集. 50. 186-190 (2003)