船舶設置GPSによる海面高度観測に基づく津波予測システム構築のための基礎研究

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K03965
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 丹羽 淑博 東京大学, 大学院理学系研究科, 客員共同研究員 (40345260)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 津波 / 気象津波 / GNSS / GPS / 船舶観測 / 海面高度観測

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、沖合を航行する船舶を津波の観測プラットフォームとして利用する方法を検証するために、船舶に高精度GPSを設置し、航行中に津波に伴う海面高度変動を捉えることを試みるものである。そのために、九州西岸沖合を航行する民間定期フェリーを利用して気象津波の長期観測を実施する予定であったが、‘20年度に引き続き’21年度も新型コロナウィルス感染拡大の影響で本観測を中止せざるを得なくなった。 そこで、昨年度と同様、本年度も岩手県大槌町にある東京大学大気海洋研究所国際沿岸海洋研究センターの調査船を利用して大槌湾の水位変動の観測を試みた。
はじめに比較のために海底設置型の水位計を大槌湾内の湾口から湾奥にかけての４測点に設置し海面水位の時系列データを取得したところ、潮汐変位に重なって大槌湾のセイシュ（固有振動）のシグナルとして周期約30分の水位変動が検出された。そこで調査船に高精度小型GPS観測システムを設置して、上述の水位計設置点の中の２測点の間を、約5時間かけて複数回往復しながらGPS搬送波データを取得した。回収したGPS衛星データを精密単独測位法(PPP)による解析を行い船舶の鉛直変位データを求めた。この鉛直変位データを水位計のデータと比較した結果、数cmの誤差で海面水位の測定ができ、潮汐成分の他に、セイシュに伴うシグナルの一部が捉えられた。このことから、航行する船舶によるGPS観測によって沖合の巨大津波の検知が十分可能なことが確認できた。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

研究進捗状況が遅れている理由は、前年度に引き続き、新型コロナウィルス感染拡大の影響で冬季に予定していた九州西岸の民間定期フェリー(九州商船株式会社)を利用した気象津波の長期連続観測を中止せざる得なくなったためである。本観測は'22年度に新型コロナウィルス感染が終息したタイミングで開始する予定である。

Strategy for Future Research Activity

新型コロナウィルス感染が終息したタイミングで'2２年度冬季に船舶GPS観測を行い、できる限り長期間に渡って観測データを取得する。また、'22年度秋季に岩手県大槌湾において同湾の固有振動を捉えることを目的に船舶GPS観測を実施する。また、今後の課題として、これまでの観測で使用したGPS観測システムは研究用のもので、このシステムをそのまま民間船舶に搭載して多数展開するのは現実的ではないため、安価かつコンパクトな汎用型の高精度GPS受信機を利用して同様の水位変動の観測を実施し、船舶GPS観測の民間船舶への多数展開の可能性を検討する。

Causes of Carryover

‘21年度冬季に予定していた船舶GPS観測が新型コロナウィルス感染拡大により実施できなかったため、次年度使用額が生じた。本観測は’22年度に新型コロナ ウィルス感染が終息したタイミングで実施する計画である。