2013 Fiscal Year Research-status Report
大気－海洋間のガス交換速度のモデル化と海面二酸化炭素収支に及ぼす定量的インパクト
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25420528
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
杉原 裕司 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (70243970)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 水工水理学 / 海洋工学 / 地球環境水理学 / 界面水理学 / 地球温暖化 |
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| Research Abstract |
本研究は，海洋観測塔でのフィールド観測データを通して，ガス交換速度のハイブリッドモデルを構築し，得られたガス交換モデルが二酸化炭素の海面収支にどのようなインパクトを及ぼすのかについて検討することを目的としている．研究初年度は，フィールド観測において使用する超音波風速温度計をはじめとする観測システムの調整・設置方法と観測データの解析方法に関する検討を行った．大気－海洋間の二酸化炭素フラックスの代表的な算定方法である渦相関法と慣性散逸法の有効性について再検討を行い，運動量・二酸化炭素フラックスの変動要因について有用な知見を得ることができた．また，観測データを一元的に解析するためのデータ処理コードやワークステーションの環境整備を行った．海水中における溶存二酸化炭素濃度を評価するために必要な気液平衡器の測定原理に関する調査を行い，溶存二酸化炭素の観測システムのデザインについても検討した．さらに，乱流項と砕波項から構成されるガス交換速度のハイブリッドモデルの定式化に関する研究を実施した．ハイブリッドモデルの乱流項のガス交換機構を解明するために数値シミュレーションを実行し，海面風応力の存在が特徴的な表面更新渦の形成に寄与していることを確認した．また，砕波項のガス交換機構のモデル化に有効な風波砕波パラメータについても予備的な解析を行った．さらに，次年度以降に実施予定の気象モデルや波浪モデルによる数値シミュレーションの実行環境についても整備を進めた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
海洋観測塔におけるフィールド観測を次年度開始としたが，二酸化炭素フラックスと溶存二酸化炭素の観測システムの整備は順調に進められており，フィールド観測を問題なく実施できる予定である．また，フィールド観測データの解析コードについては既に完成している．二酸化炭素のガス交換速度のハイブリッドモデルの定式化に関する研究も順調に進行しており，さらに気象モデルや波浪モデルの実行環境についても整備が進んでいる．以上のことから，本研究の進捗状況としてはおおむね順調に進展していると見なすことができる．
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| Strategy for Future Research Activity |
海洋観測塔において，大気側に二酸化炭素フラックスの観測システムを，海水側に溶存二酸化炭素濃度測定システムを設置して，大気－海洋間における二酸化炭素のガス交換速度に関するフィールド観測を実施する．渦相関法および慣性散逸法によって算出されるフラックスを相互比較して，精度の高いフラックスデータを抽出する．これらの観測データから二酸化炭素のガス交換速度を算定する．観測塔の波高データから有義波高やピーク波周期などの波浪データを，風速データから海面摩擦速度を算出する．これらのデータを用いて，種々の風波砕波パラメータを評価し，ガス交換速度のハイブリッドモデルの構築を進める．さらに，気象モデルWRFと波浪モデルSWANによるハイブリッドモデルを用いた数値シミュレーション手法についても検討を行う．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
一部の物品購入において安価なものを選択した結果，わずかに残額が生じた．これらは比較的少額なため，次年度の物品購入において使用することとした．
次年度使用額については，観測において使用する治具などの物品購入費に充てる予定である．
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