Understanding the mechanism of hypoxia in lakes and coastal areas under recent changes in meteorology and material cycle structure

2024 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 23K20969
• Project/Area Number (Other): 21H01435 (2021-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2021-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22040:Hydroengineering-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Irie Masayasu 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00379116)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中谷 祐介 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (20635164) ; 岡田 輝久 一般財団法人電力中央研究所, サステナブルシステム研究本部, 主任研究員 (40817962) ; 霜鳥 孝一 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 主任研究員 (50593688)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 気候変動 / 貧酸素水塊 / 流動水質モデル / 大気モデル / 湖沼 / 大阪湾

Outline of Final Research Achievements

This research developed a method for estimating model parameters of a hydrodynamic-water quality model while improving the model performance of hypoxia, which is a major environmental problem in lakes and coastal seas where weather and material cycles have been changing in recent years, using a latest data assimilation that improves numerical calculation results using observed data. This method improves not only the model performance but also the model itself. For lakes, simulation of flow and water quality was improved together with an atmospheric model. By conducting field surveys in parallel, prediction of the hypoxia dynamics in the future under climate change was conducted.

Free Research Field

環境水理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

下水道整備が進むなど，水域外からの栄養塩流入が減少し，水質全体としては改善が進む一方で，生物の生息域を物理的に奪う貧酸素水塊は2000年以降も大きく改善されていない．本研究は貧酸素水塊に対し，必要な現地調査を実施しつつ，一方で数値モデルによる高度な解析を実施したことで，その形成や消滅過程についてより高精度に解析した点で新しい．また，純粋に学術面としても，台風の予測など，予測精度の向上に使われることの多いデータ同化を，水質モデルの改良に貢献する技術として構築した点が非常に有用である．