2021 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation on the role of ocean waves in sea ice structuring from formation to break up stages
Project/Area Number |
19H00801
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
早稲田 卓爾 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30376488)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松沢 孝俊 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (00443242)
小平 翼 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (60795459)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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Keywords | 海氷波浪相互作用 / 氷海水槽実験 / マージナルアイスゾーン / 氷盤フラクタル / 波浪方向スペクトル |
Outline of Annual Research Achievements |
結氷・融解過程を支配する氷縁域では、波浪と海氷が活発に相互作用し、氷盤分布をはじめとして波浪が海氷の構造に重要な役割を果たす。しかし、力学的な波浪海氷相互作用の詳細は未だ解明されていない。そこで本研究では、氷縁域における、海氷の形成と崩壊、海氷下の波浪の伝搬減衰に関する、波浪海氷相互作用機構を解明し、モデル化することを目的とする。そのために、1)氷海造波水槽実験、2)極域波浪海氷観測、3)サブグリッドスケールモデリングを実施した。 1)確立した造波製氷技術を用いて氷塊を製氷し、異なる波浪条件で海氷下波浪伝搬特性を考察した。規則波からわずかにスペクトルバンド幅を広げた変調不安定波の発達から、強い散逸に誘起された非線形相互作用によるスペクトルダウンシフトが計測された。この結果は、2020年にオホーツク海で観測された特異なスペクトルダウンシフト(Waseda et al. 2022)と関係があると思われる。 2)2021、2022海洋地球研究船「みらい」北極海航海にて、レーダー、波浪ブイ、ステレオカメラ、しぶき計測など、第63次、第64次南極地域観測隊(2021-2022-2023)にて、砕氷艦「しらせ」による波浪ブイ、ステレオカメラ、しぶき計測など、そして、2022巡視艇「そうや」によるオホーツク海波浪ブイ計測などを実施した。そして、北海道ウトロにおける現場海氷観測、ドローン海氷撮影を2021、2022に実施した。 3)氷海造波水槽を模擬した数値水槽を構築し、熱力学モデル、氷晶成長モデルの開発を行っている。また、高次スペクトル法による位相解像波浪モデルに海氷影響を導入し、非線形伝達関数の計算を行った。今後サブグリッドスケールモデルとして活用する。
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Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(46 results)
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[Journal Article] A dataset of direct observations of sea ice drift and waves in ice2023
Author(s)
Rabault J., Muuller M.,Voermans J.,Brazhnikov D.,Turnbull I.,Marchenko A.,Biuw M.,Nose T.,Waseda T.,Johansson M.,Breivik O.,Sutherland G.,Hole L. R.,Johnson M.,Jensen A.,Gundersen O.,Kristoffersen Y.,Babanin A.,Tedesco P.,Christensen Kai H.,Kristiansen M.,Hope G., Kodaira T., et al.
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Journal Title
Scientific Data
Volume: 10
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Extreme Waves2022
Author(s)
Ponce de Le_n Sonia,Young Ian R.,Waseda Takuji,Osborne Alfred R.
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Journal Title
Journal of Marine Science and Engineering
Volume: 10
Pages: 697~697
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] OpenMetBuoy-V2021: an easy-to-build, affordable, customizable, open source instrument for oceanographic measurements of drift and waves in sea ice and the open ocean2022
Author(s)
Rabault, J., T. Nose, G. Hope, M. Muller, O. Breivik, J. Voermans, L. R. Hole, P. Bohlinger, T. Waseda, T. Kodaira, T. Katsuno, M. Johnson, G. Sutherland, M. Johanson, K. H. Christensen, A. Garbo, A. Jensen, O. Gundersen, A. Marchenko, A. Babanin
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Journal Title
Geosciences
Volume: 12
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Observation of on-ice wind waves under grease ice in the western Arctic Ocean2021
Author(s)
Kodaira, T., Waseda, T., Nose, T., K. Sato, Inoue, J., Voermans, J., Babanin, A.
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Journal Title
Polar Science
Volume: 27
Pages: 100567
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Wave dispersion and dissipation in landfast ice: comparison of observations against models2021
Author(s)
Voermans, J., Q. Liu, A. Marchenko, J. Rabault, K. Filchuk, I. Ryzhov, P. Heil, T. Waseda, T. Nose, T. Kodaira, J. Li, A. V Babanin
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Journal Title
The Cryosphere
Volume: 15
Pages: 5557-5575
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Waves, ice, and current measurements using 5-beam ADCP at the Barrow Canyon - one year of mooring observation from September 20212023
Author(s)
Kodaira, T., Fujiwara, Y., Katsuno, T., Kanna, N., Tateyama, K., Voermans, J., and Alekseeva, T.
Organizer
The 37th International symposium on the Okhotsk Sea and Polar Oceans
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[Presentation] Development of MEMS IMU based and solar powered wave buoy FZ2022
Author(s)
Kodaira, T., Katsuno, T., Fujiwara, Y., Nose, T., Rabault, N., Voermans, J., Kimizuka, M., Inoue, J., Toyoda, T., and Waseda, T.
Organizer
OCEANS 2022
Int'l Joint Research
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[Presentation] An overview of multi-OpenMetBuoy wave observations in the melting Greenland Sea marginal ice zone2022
Author(s)
Nose, T., Hoppmann M., Rabault, N., Waseda, T., Kodaira, T., Katsuno, T., and Haas, C.
Organizer
The 13th Symposium on Polar Science
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[Presentation] Application of drifting wave-ice buoy for ocean deployment.2022
Author(s)
Nose, T., Rabault, N., Waseda, T., Kodaira, Voermans, and T., Katsuno, T.,
Organizer
The 37th International Conference on Coastal Engineering.
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[Presentation] Peculiarities of using the data of sea ice concentration derived from satellite microwave radiometry for navigational tasks2022
Author(s)
Alekseeva, T., Sokolova, J., Afanasyeva, E., Tikhonov, V., Raev, M., Waseda, T., Nose, T., Sharkov, E.
Organizer
The 36th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
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[Presentation] Lagrangian observation of sea ice drift2022
Author(s)
Fujiwara,Y, Kodaira, T., Waseda, T., Nose, T., Nishizawa, K., Uchiyama R.
Organizer
The 36th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
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[Presentation] Observation and model comparison of surface ocean waves in the Laptev Sea2022
Author(s)
Nose, T., Rebault, J., Waseda, T., Kodaira., T., Katsuno, T., Kanna, N., Tateyama, K., Voremans, J., Alekseeva, T.
Organizer
The 36th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
Int'l Joint Research
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[Presentation] Analysis on long-term trend of vessel icing predictor in the Arctic Ocean and measurement of sea spray and waves on R/V Mirai2022
Author(s)
Uchiyama R., Waseda, T., Ozeki, T., Kodaira, T., Fujiwara,Y., Yamaguchi, H.
Organizer
The 36th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
Int'l Joint Research
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[Presentation] Radar observation of sea-ice and waves in a controlled laboratory environment2022
Author(s)
Waseda, T., Matsuzawa T.,Tateyama K., Kodaira, T., Fujiwara,Y., Katsuo T., Nose, T., Nishizawa, K., Sato K., Uchiyama, R
Organizer
The 36th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
Int'l Joint Research
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