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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Development of an integrated multi-scale coastal environmental modeling system for oceanic and climatic studies

Research Project

Project/Area Number 18H03798
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

内山 雄介  神戸大学, 工学研究科, 教授 (80344315)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 増永 英治  茨城大学, 地球・地域環境共創機構, 助教 (90779696)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Keywords領域海洋循環モデル / 波-流れ相互作用 / サブメソスケール乱流 / 物質分散 / ネスティング
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,変動環境下に適用可能な,砕波帯・陸棚・外洋をシームレスに接続するマルチスケール統合型沿岸環境解析システムの決定版とも呼ぶべき海洋モデリング技術開発を行う.本システムは,地球規模環境シグナルを厳密に考慮しつつ,人間活動や海洋生態系にとって重要な役割を果たす沿岸域における精緻な解析,海流,波浪,河川,潮汐,風応力等の浅海物理学に求められる全ての要素を包含した流動環境,それに伴う栄養塩等の溶存物質,土砂や生物幼稚子等の懸濁質分散・循環の統一的な動態解析などが可能な画期的なシステムとなる.さらに,海洋学において最先端の話題となっている海洋表層混合やそれに伴う気候変動モデルに対する波浪の影響について,中規模現象およびサブメソスケール現象を取り上げ,それらの定量的性質や発生機構に踏み込んだ数値解析を行うことを目指している.
3年目(2020年度)は,砕波帯・浅海域モデリング技術の向上を目指し,沖縄科技院大(OIST)が運用している沖縄県本部村地先のリーフ海域に常設されたケーブル観 測システム周辺においてADCP観測を実施し,さらにリーフ・外洋間の物質交換を定量化するためにGPS surface drifter漂流実験を実施する.データをもとに,開 発中のEulerian/Lagrangian物質分散スキームの改良と検証を行う予定であった.しかしながら,新型コロナウイルス禍などのため自分たちで現地調査を実施する状況ではなく,やむなくこれを断念した.代わりにアメリカ大気海洋局NOAAが収集・管理しているGlobal Drifter Program(GDP)による漂流ブイデータを収集し,研究に利用できるよう整備した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画で挙げていた沖縄リーフ海域でのADCPおよびGPS surface drifter漂流実験はコロナ禍のため実施できなかった.その代わりに,アメリカ大気海洋局NOAAが収集・管理しているGlobal Drifter Program(GDP)による漂流ブイデータを収集し,研究に利用できるよう整備した.また,本プロジェクトの主題の一つである波-流れ相互作用に関する数値モデル開発および解析を米国カリフォルニア大学ロサンゼルス校のJ .C. McWilliams教授の研究チームとの国際共同研究として鋭意実施し,底面波動境界層で生じる運動量損失によって駆動されるbottom streaming現象に関する論文(Wang, P., McWilliams, J.C., Uchiyama, Y., Chekroun, M.D. and Yi, D.L., 2020, J. Phys. Oceanogr.)および岬地形などの巨視的海岸構造による大規模離岸流に関する研究( Akan, C., McWilliams, J.C. and Uchiyama,Y., 2020, Ocean Modell.)を発表した.さらに,瀬戸内海モデリングの海洋工学的応用研究としてウェザールーティングの問題に取り組むとともに(Kurosawa, K., Uchiyama, Y., and Kosako, T., 2020, Ocean Eng.),昨年度実施した強風下でのADCP観測結果の解析(Baba, Y.ほか 2020, Proc. 22nd IAHR-APD Congress)などを行った.

Strategy for Future Research Activity

4年目(2021年度)は,2020年度に前倒しで実施したシステムのべースとなる3次元領域循環モデルROMS-WECに対してネスティング技術を実装することに対して,継続して取り組む.検証用モデル対象海域は東シナ海および南シナ海とそれらの接続海域であり,海洋再解析値JCOPE2および全球再解析値HYCOM-NCODAからの2段および3段ネストモデルを構築し ,人工衛星データ,現地観測データ,定線観測データを用いて検証を行う.

  • Research Products

    (28 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Identification of coral spawn source areas around Sekisei Lagoon for recovery and poleward habitat migration by using a particle-tracking model2021

    • Author(s)
      Takeda Naoya、Kashima Motohiko、Odani Sachika、Uchiyama Yusuke、Kamidaira Yuki、Mitarai Satoshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: 10pp.

    • DOI

      10.1038/s41598-021-86167-5

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of Wave Streaming and Wave Variations on Nearshore Wave-Driven Circulation2020

    • Author(s)
      Wang Peng、McWilliams James C.、Uchiyama Yusuke、Chekroun Micka?l D.、Yi Daling Li
    • Journal Title

      Journal of Physical Oceanography

      Volume: 50 Pages: 3025~3041

    • DOI

      10.1175/JPO-D-19-0304.1

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Topographic and coastline influences on surf Eddies2020

    • Author(s)
      Akan Cigdem、McWilliams James C.、Uchiyama Yusuke
    • Journal Title

      Ocean Modelling

      Volume: 147 Pages: 101565~101565

    • DOI

      10.1016/j.ocemod.2019.101565

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of a numerical marine weather routing system for coastal and marginal seas using regional oceanic and atmospheric simulations2020

    • Author(s)
      Kurosawa Kenta、Uchiyama Yusuke、Kosako Taichi
    • Journal Title

      Ocean Engineering

      Volume: 195 Pages: 106706~106706

    • DOI

      10.1016/j.oceaneng.2019.106706

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] MASS TRANSPORT TOWARD COASTAL REGIONS FROM THE KUROSHIO INVESTIGATED WITH A PARTICLE TRACKING MODEL2020

    • Author(s)
      MASUNAGA Eiji、KIMURA Waku、KOSAKO Taichi、ZHANG Xu、UCHIYAMA Yusuke
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 76 Pages: I_91~I_96

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_91

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GENERATION MECHANISM OF TIDALLY-DRIVEN WHIRLPOOLS AT NARUTO STRAIT, JAPAN2020

    • Author(s)
      UCHIYAMA Yusuke、ZHANG Xu、YANASE Shota
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 76 Pages: I_97~I_102

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_97

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] THREE-DIMENSIONAL BASIN-SCALE OCEANIC TRANSPORT OF RIVER-DERIVED MICROPLASTICS IN THE SOUTH CHINA SEA2020

    • Author(s)
      MATSUSHITA Kosei、UCHIYAMA Yusuke、TAKAURA Naru、KOSAKO Taichi
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 76 Pages: I_979~I_984

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_979

  • [Journal Article] High wave coniditions due to typhoons measured at an offshore observation tower2020

    • Author(s)
      Baba, Y., Kubo, T., Mori, N., Watanabe, Y., Yamada, T., Saruwatari, A., Otsuka, J., Uchiyama, Y., Ninomiya, J. and Shimura, T.
    • Journal Title

      Proc. 22nd IAHR-APD Congress, ID: 2-4-4, 7 pp., Sapporo, Japan, Sept. 2020.

      Volume: N/A Pages: 7 pp.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 海の仕事に就きたい人へ~学部の選択と卒業後のキャリアパス2020

    • Author(s)
      内山雄介
    • Organizer
      EMECS海洋環境科学セミナー2020,神戸大学,2020年12月12日(基調講演)
    • Invited
  • [Presentation] 最先端の計算科学技術と海洋環境研究2020

    • Author(s)
      内山雄介
    • Organizer
      EMECS海洋環境科学セミナー2020,神戸大学,2020年12月12日(招待講演)
    • Invited
  • [Presentation] A robust regional downscaling ocean modeling for the Kuroshio region off Japan2020

    • Author(s)
      Uchiyama, Y.
    • Organizer
      Ocean Sciences Meeting 2020, San Diego, CA, USA.
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Elements and future prospects of regional cooperation in ocean sciences2020

    • Author(s)
      Uchiyama, Y. and Dong, C.
    • Organizer
      AOGS 17th Annual Meeting (AOGS 2020), Hongcheon, S. Korea, 2020 (canceled)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Biogeochemical responses to seasonal oceanic variability around a ridge area along the Kuroshio off Japan2020

    • Author(s)
      Zhang, X., Uchiyama, Y., Suzue, Y. and Yamazaki, H.
    • Organizer
      Ocean Sciences Meeting 2020, San Diego, CA, USA.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of Wave Streaming and Wave Variations on Nearshore Wave-driven Circulation2020

    • Author(s)
      Wang, P., McWilliams, J.C., Uchiyama, Y. and Chekroun, M.
    • Organizer
      Ocean Sciences Meeting 2020, San Diego, CA, USA.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Simulations of lake currents toward the prediction of blue-green algae - cases of Lake Biwa and Lake Kinneret -2020

    • Author(s)
      Takatama, K., Uchiyama, Y., Miyoshi, T.
    • Organizer
      2nd R-CCS international symposium (RCCS-IS2), 2020, Kobe, Japan.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Short to long term morphological changes and migration of sand waves in a semi-enclosed sea: a case study in Okinose area of Osaka Bay(半閉鎖海におけるサンドウェーブの短-長期的な形態変化と移動~大阪湾沖ノ瀬を例として~)2020

    • Author(s)
      Kojima, H., Tani, A., Matsuno,T., Sano, M., Seama,N., Endo, N., Ohkushi, K., Zhang, X. and Uchiyama, Y.
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020, Chiba, Japan.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Three-dimensional transport of microplastics in the South China Sea using a Lagrangian particle tracking model2020

    • Author(s)
      Matsushita, K., Uchiyama, Y. and Takaura, N.
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020, Chiba, Japan.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Impact of ENSO on the South China Sea circulations analyzed with climatological and synoptic models(気候値モデルと総観モデルを用いた南シナ海流動変化に対するENSOの影響解析)2020

    • Author(s)
      Takaura, N., Uchiyama, Y., Kajikawa, Y. and Nakayama, A.
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020, Chiba, Japan.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tidally-driven submesoscale coherent eddies at Naruto Strait in the Seto Inland Sea, Japan2020

    • Author(s)
      Uchiyama, Y., Yanase, S. and Zhang, X.
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020, Chiba, Japan.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Seasonal oceanic variability and associated biogeochemical responses around a ridge area along the Kuroshio off Japan2020

    • Author(s)
      Zhang, X., Uchiyama, Y., Suzue, Y. and Masunaga, E.
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020, Chiba, Japan.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of regional downscaling capability in STEAMER ocean prediction system based on multi-nested ROMS model2020

    • Author(s)
      Kamidaira, Y., Kawamura, H., Kobayashi, T. and Uchiyama, Y.
    • Organizer
      67th Japanese Coastal Engineering Conference, Online, Nov. 10-13, 2020
  • [Presentation] On relaxation of the influences of treated sewage effluent on an adjacent seaweed farm in a tidal strait2020

    • Author(s)
      Zhang, X., Uchiyama, Y. and Nakayama, A.
    • Organizer
      67th Japanese Coastal Engineering Conference, Online, Nov. 10-13, 2020
  • [Presentation] Impact of the ENSO on oceanic heat transport in the South China Sea and the Indonesian Seas2020

    • Author(s)
      Takaura, N., Uchiyama, Y., Kajikawa, Y. and Nakayama, A.
    • Organizer
      AGU Fall Meeting 2020, Dec. 1-17, 2020 (Online, e-Poster).
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 南シナ海周辺海域における海洋マイクロプラスチックの動態に関する研究2020

    • Author(s)
      松下晃生・内山雄介
    • Organizer
      2020年度土木学会関西支部年次学術講演会,近畿大学,2020年5月23日
  • [Presentation] 黒潮が影響する伊豆小笠原海嶺北部における内部波と渦2020

    • Author(s)
      増永英治・内山雄介・張 旭
    • Organizer
      2020年度日本海洋学会秋季大会,オンライン開催,2020年11月27日~29日
  • [Presentation] 河川出水に伴う陸域起源懸濁態放射性セシウム137の沿岸域における輸送・堆積過程の動態解析2020

    • Author(s)
      徳永夏樹
    • Organizer
      EMECS海洋環境科学セミナー2020,神戸大学,2020年12月12日
  • [Presentation] 海洋マイクロプラスチックの粒子追跡シミュレーションについて2020

    • Author(s)
      松下晃生
    • Organizer
      EMECS海洋環境科学セミナー2020,神戸大学,2020年12月12日
  • [Remarks] 神戸大学内山研究室HP

    • URL

      http://coast.dce.kobe-u.ac.jp

URL: 

Published: 2022-12-28  

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