| Project/Area Number |
19K12415
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 64040:Social-ecological systems-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
Kobayashi Shiho 京都大学, フィールド科学教育研究センター, 助教 (60432340)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 集中豪雨 / 貧酸素化 / 沿岸海域 / 流動シミュレーションモデル / グリーン関数 / 流動シミュレーション / 海洋生態系 / Green関数 / 流域水収支モデル |
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| Outline of Research at the Start |
貧酸素化は，水域において酸素の消費が供給を上回った場合に発生し，水圏生物の窒息死を招く深刻な環境問題である．近年の集中豪雨の増加は，低塩分水が海面を覆って海域内部への酸素供給を妨げる期間の長期化につながり，新たな貧酸素化のリスク要因となっている．本研究では，海岸沿いの塩分を用いた流域水収支モデルの調整法と淡水流入量の推定法を開発し，任意の海域への集中豪雨の影響を迅速に評価する．また流動・生態系モデルを用い，集中豪雨に伴う淡水流入が海域の流動構造と海域下層への酸素供給量を変化させることを通じて，貧酸素化に及ぼす影響を定量評価できるようにする．
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we estimated freshwater inflow to the small inlet during heavy rainfall by combining a river model and an ocean model, and divided the influence of freshwater inflow on hypoxia into biochemical and physical processes, in order to quantify the physical impacts of changes in flow structure caused by heavy rainfall on hypoxia in coastal seas. In this study area, seawater exchange is enhanced during river runoff due to heavy rainfall, but after the runoff, strong salinity stratification suppresses seawater exchange and the associated oxygen supply. The results of the field observations and the model simulations suggest that shallow enclosed seas with high benthic productivity of the bottom layer, rich in organic matter, and high oxygen consumption in summer may be susceptible to temporary strong hypoxia due to increased heavy rainfall.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では河川モデルと海洋モデルを結合し，これにより任意の海域において，集中豪雨時の淡水流入量を迅速に評価できるようにした．また，淡水流入が貧酸素化に及ぼす影響を生物化学過程と物理過程に分け，これまで不明な点の多かった集中豪雨による流動構造の変化が貧酸素化に及ぼす物理的影響を示した．これにより流量データのない二級河川のみが流入する半閉鎖性海域においても，豪雨時に海域に流入する淡水量を降雨量から推定し，豪雨による海洋構造の変化を把握することができる．また急な低塩分化による養殖貝類のストレス評価，気候変動により増加する集中豪雨が海洋の貧酸素化に及ぼす影響の予測等，社会的な課題の解決にも応用できる．
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