日本海海底通信ケーブルによる海域地球科学観測研究-日米ソ国際共同研究への発展を求めて-

• 研究課題/領域番号: 07044069
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 金沢 俊彦 (金沢 敏彦) 東京大学, 地震研究所, 教授 (30114698)
• 研究分担者: VANYAN Leoni ロシア科学アカデミー, Shirshov海洋研究所, 教授 ; MEDZHITOV Re ロシア科学アカデミー, 太平洋海洋研究所, 教授 ; YURASOV Genn ロシア科学アカデミー, 太平洋海洋研究所, 教授 ; LARSEN Jimmy NOAA, 太平洋海洋環境研究所, 主任研究員 ; CHAVE Alan Woods Hole海洋研究所, 主任研究員 ; 力石 國男 弘前大学, 理学部, 教授 (70038561) ; 橋本 良夫 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (80180842) ; 川建 和雄 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (40038534) ; 島村 英紀 北海道大学, 理学部, 教授 (10011636) ; 平 啓介 東京大学, 海洋研究所, 教授 (50013579) ; 山野 誠 東京大学, 地震研究所, 助教授 (60191368) ; 歌田 久司 東京大学, 地震研究所, 助教授 (70134632) ; 笠原 順三 東京大学, 地震研究所, 教授 (70012953) ; VON Huene Ro GEOMAR研究所, 教授 ; TALWANIR Man Rice大学, 教授 ; DUNNEBIER Fr Hawaii大学, 教授 ; MOORE Casey California大学, Santa Cruz校, 教授 ; KASTNER Miri California大学, Scripps海洋研究所, 教授 ; HILDEBRAND J California大学, Scripps海洋研究所, 教授 ; CHACE Alan Woods Hole海洋研究所, 教授 ; OSTROVSKII A 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (70243962) ; 尹 宗煥 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (80111459) ; 竹松 正樹 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (50038535)
• 研究期間 (年度): 1995 – 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 9,200千円 (直接経費: 9,200千円); 1996年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 1995年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
• キーワード: 海底通信ケーブル / 日本海 / データ伝送 / 電位差測定 / 電気伝導度構造 / 海底地震計 / 海流 / 電位差観測 / 電気伝導度 / 海洋物理

研究概要

1.直江津-ナホトカ間の日本海海底通信ケーブル(JASC)は、平成7年7月に運用停止となった後、地球科学研究を目的とした再利用のために東京大学地震研究所とロシア科学アカデミーに譲渡された。直江津側の沿岸部のケーブルは撤去し、端末は海中にア-スした。
2.日本海ケーブルを含む使用停止した海底通信ケーブル、あるいは専用のケーブルを利用した地球科学研究についての議論を、米国、ドイツ等の専門的研究者を招へいしての研究連絡会議や、米国で開かれた海底ケーブル再利用に関する国際委員会において行った。観測技術や解析手法研究の進展状況についての情報交換をするとともに、長期的な研究指針をまとめた。特に日本海ケーブルの利用に関しては、日本側研究者とロシア側研究者が相互に訪問し、電磁気観測、海洋物理観測、地震計開発の共同研究の進め方を検討した。
3.7年8月より、日本海ケーブルのロシア側陸揚点の近くで地磁気観測を始めた。8年1月にはナホトカの日本海ケーブル端局内に計測装置と記録装置を設置し、ケーブルに沿っての電位差測定を開始した。同年9月には、計測装置にGPSで得られる時刻を取り込むことにより、時刻計測の精度を改善した。電位差と地磁気の観測データと合わせて解析することにより、日本海の下の電気伝導度構造を調べることが可能となる。モデル計算の結果では、周期1時間程度までの電位差変動が、リンスフェアの電気伝導度を決定するのに高い感度を有することがわかった。一方、10日程度の周期を持つ顕著な電位差変動が検出されており、ケーブルを横切る海流の流量と電位差の関係という観点からも解析を進めている。
4.潮流が海底ケーブルに誘起する電位差の研究の基礎として、多層位数値モデルを用いて日本海の循環の研究を行った。月平均の気象条件及び海峡等において季節変化する流入、流出量を課して時間積分を行った結果、中層水の形成やその分布等、日本海の表層・中層循環の特徴的な現象の再現にほぼ成功した。また、日本海の北部を占める日本海盆において、係留系を用いて流速特性を計測した結果、陸岸や海底スロープから十分遠い領域では、冬から春にかけて極めて強い流れが生ずることが判明した。この流れは順圧的であるため、海底(ケーブル)から100m位までの層の流れが全層の流れを代表し得ることがわかった。また、対馬北西部においても係留系を用いた海流計測を実施し、浅層と深層における流れと水温の季節変動を明らかにした。
5.浜田〜プサン間及び津軽海峡の海底ケーブルについて電位差の測定を行い、韓国海峡、津軽海峡を通過する海流の流量との関係を、流速計や沿岸水位等のデータを用いた解析によって調べた。電位差の変動が海面流速の変動や実測流量の変動に比例していることが判明し、海底ケーブルを利用した電位差測定が、海流モニタリングの有力な手段であることが実証された。さらに、九州と壱岐を結ぶケーブルについても、8年10月より電位差測定を開始した。
6.将来的には、日本海ケーブルに計測機器を設置してナホトカへデータを伝送し、リアルタイムで海底地球科学観測を実施することが望まれる。このための技術開発として、8年1月〜2月にグアム-二宮間のGeO-TOCケーブルを利用してデータ伝送実験を行い、グアム側に置いた地震計及びハイドロフォンのデータをデジタル及びアナログ両方式により伝送することができた。さらに海底ケーブルを利用した地震観測装置を開発し、9年1月にGeO-TOCケーブルの伊豆小笠原海溝陸側斜面上に設置した。観測装置は正常に動作し、二宮のケーブル陸上局にデータが伝送されている。この実験の成功により、日本海ケーブルによる海底観測のための基礎技術を確立することができた。
7.9年2月には米国・ロシアの研究者を招へいし、他の国からの参加者も加えてまとめの研究連絡会議を開催した。海底ケーブルを利用した電磁気学・地震学・海洋物理学等の研究、そのための基礎技術開発に関して、本研究の成果も含めて幅広く議論を行い、将来の見通しについて検討した。

研究成果

• [文献書誌] J.kasahara et al.: "GeO-TOC Project-Reuse of submarine cables for seismic and geoelectrical measurements" J.Phys.Earth. 43. 619-628 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] I.Fujii et al.: "Geolectric power spectra over oceanic distances" Geophys.Res.Lett.22. 421-424 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] A.G.Ostrovskii: "Signatures of stirring and mixing in the Japan Seasurface temperature patterns in autumn 1993 and spring 1994" Geophys.Res.Lett.22. 2357-2360 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.H.Seung and J.-H.Yoon: "Some features about winter convection in the Japan Sea" J.of Oceanography. 51・1. 61-73 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.H.Seung and J.-H.Yoon: "Robust Diagnostic Modeling of the Japan Sea Circulation" J.of Oceanography. 51・4. 421-440 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] C.-H.Kim and J.-H.Yoon: "Modeling of the wind-driven circulation in the Japan Sea using a reduced gravity model" J.of Oceanography. 52・3. 359-373 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] N.Hirose et al.: "Heat Budget in the Japan Sea" J.of Oceanography. 52・3. 553-574 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Shinozaki et al.: "Time variations of the current northwest of Tsushima" Lamer. 34. 163-171 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 竹松正樹 他: "日本海の水と物質循環の研究,「大気海洋間における物質・熱・運動量の交換過程の計測法の開発研究(第1報)」" 九州大学応用力学研究所所報. 第80号. 39-47 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 笠原順三: "GeO-TOC計画における観測計画" 月刊海洋. 28・4. 197-201 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 笠原順三・佐藤利典: "VENUS計画の概要と広帯域地震観測" 月刊海洋. 28・4. 213-218 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 尹宗煥: "日本海の循環の予報の可能性" 月刊海洋. 29・1. 44-49 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 力石國男 他: "海底ケーブルの利用による津軽海峡の海潮流のモニタリング" 海洋観測国際協同研究計画(GOOS)ニュースレター. No.2. 143-151 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 力石國男 他: "津軽海峡の海潮流のモニタリング" 海洋観測国際協同研究計画(GOOS)ニュースレター. No.3. 196-201 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M.Takematsu et al.: "Moored instrument observations in the Japan Sea proper water" Proceedings of the 4th CREAMS International Workshop,Vladivostok,Russia,February,1996. (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Hase et al.: "The measurement of the southwestward subsurface countercurrent off the Wakasa Bay" Proceedings of the 4th CREAMS International Workshop,Vladivostok,Russia,February,1996. (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] N.Hirose and J.-H.Yoon: "The barotropic response to the wind in the Japan Sea" Proceedings of the 4th CREAMS International Workshop,Vladivostok,Russia,February,1996. (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] C.-H.Kim et al.: "On the deep circulation simulated in the numerical model of the Japan Sea" Proceedings of the 4th CREAMS International Workshop,Vladivostok,Russia,February,1996. (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] B.H.Choi et al.: "Submarine cable voltage measurement between Pusan and Hamada for the years 1987-1995" Proceedings of the International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables,Okinawa,Japan,February,1997. (印刷中). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] A.Tashiro et al.: "A measurement of cable voltage between Nogita and Ashibe" Proceedings of the International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables,Okinawa,Japan,February,1997. (印刷中). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] J.Kasahara et al.: "A submarine cable OBS by use of the retired submarine telecommunication cable:GeO-TOC program" Proceedings of the International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables,Okinawa,Japan,February,1997. (印刷中. (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Shimizu et al.: "Observation of short-term seular variations in the geoelectric field by using a submarine cable network" Proceedings of the International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables,Okinawa,Japan,February,1997. (印刷中). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] J.Kasahara et al.: "Reuse of submarine Japan Cable(JASC) for Japan Sea monitoring(future plan)" Proceedings of the International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables,Okinawa,Japan,February,1997. (印刷中). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] N.Palshin et al.: "Numerical modeling of the motionally induced electrical field for the Sea of Japan" Proceedings of the International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables,Okinawa,Japan,February,1997. (印刷中). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] J.Kasahara et al.: "GeO-TOC Project -Reuse of submarine cables for seismic and geoelectrical measurements" J.Phys.Earth. 43. 619-628 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] I.Fujii et al.: "Geolectric power spectra over oceanic distances" Geophys.Res.Lett.22. 421-424 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] A.G.Ostrovskii: "Signatures of stirring and mixing in the Japan Sea surface temperature patterns in autumn 1993 and spring 1994" Geophys.Res.Lett.22. 2357-2360 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.H.Seung and J.-H.Yoon: "Some features about winter convection in the Japan Sea" J.of Oceanography. 51. 61-73 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.H.Seung and J.-H.Yoon: "Robust Diagnostic Modeling of the Japan Sea Circulation" J.of Oceanography. 51. 421-440 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] C.-H.Kim and J.-H.Yoon: "Modeling of the wind-driven circulation in the Japan Sea using a reduced gravity model" J.of Oceanography. 52. 359-373 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N.Hirose et al.: "Heat Budget in the Japan Sea" J.of Oceanography. 52. 553-574 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Shinozaki et al.: "Time variations of the current northwest of Tsushima" La mer. 34. 163-171 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Takemastu et al.: "The study of the circulation of the water and material in the Japan Sea : The developement of the measuring method of the exhange process of material, heatand momentum between atmosphere and ocean (in Japanese)" Bulletin of Research Institute for Applied Mechanics. 80. 39-47 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] J.Kasahara: "Geophysical observation for GeO-TOC project (in Japanese)" Kaiyo Monthly. 28. 197-201 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] J.Kasahara and T.Sato: "Overview of VENUS projct and broad band seismic observation in VENUS project (in Japanese)" Kaiyo Monthly. 28. 213-218 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] J.-H.Yoon: "The possibility of the prediction of the Japan Sea circulation (in Japanese)" Kaiyo Monthly. 29. 44-49 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Rikiishi et al.: "Monitoring the tidal and ocean currents of the Tsugaru Strait by using a submarine cable (in Japanese)" International Cooperative Research programe on Global Ocean Observing System, News letter. No.2. 143-151 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Rikiishi et al.: "Monitoring the tidal and ocean currents of the Tsugaru Strait" International Cooperative Research programe on Global Ocean Observing System, News letter. No.3. 196-201 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Takematsu et al.: "Moored instrument observations in the Japan Sea proper water" Proceedings of the 4th CREAMS International Workshop, Vladivostok, Russia, Feb., 1996. (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Hase et al.: "The measurement of the southwestward subsurface countercurrent off the Wakasa Bay" Proceedings of the 4th CREAMS International Workshop, Vladivostok, Russia, Feb., 1996. (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N.Hirose and J.-H.Yoon: "The barotropic response to the wind in the Japan Sea" Proceedings of the 4th CREAMS International Workshop, Vladivostok, Russia, Feb., 1996. (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] C.-H.Kim et al.: "On the deep circulation simulated in the numerical model of the Japan Sea" Proceedings of the 4th CREAMS International Workshop, Vladivostok, Russia, Feb., 1996. (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] B.H.Choi et al.: "Submarine cable voltage measurement between Pusan and Hamada for the years 1987-1995" Proc.Int.Workshop on Scientific Use of Submarine Cables, Okinawa, Japan, Feb., 1997. (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] A.Tashiro et al.: "A measurement of cable voltage between Nogita and Ashibe" Proc.Int.Workshop on Scientific Use of Submarine Cables, Okinawa, Japan, Feb., 1997. (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] J.Kasahara et al.: "A submarine cable OBS by use of the retired submarine telecommunication cable : GeO-TOC program" Proc.Int.Workshop on Scientific Use of Submarine Cables, Okinawa, Japan, Feb., 1997. (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Shimizuu et al.: "Observation of short-term secular variations in the geoelectric field by using a submarine cable network" Proc.Int.Workshop on Scientific Use of Submarine Cables, Okinawa, Japan, Feb., 1997. (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] J.Kasahara et al.: "Reuse of submarine Japan Cable (JASC) for Japan Sea monitoring (future plan)" Proc.Int.Workshop on Scientific Use of Submarine Cables, Okinawa, Japan, Feb., 1997. (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N.Palshin et al.: "Numerical modeling of the motionally induced electriacal field for the Sea of Japan" Proc.Int.Workshop on Scientific Use of Submarine Cables, Okinawa, Japan, Feb., 1997. (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Shinozaki et al.: "Time variations of the current northwest of Tsushima" La mer. 34. 163-171 (1996)
• [文献書誌] 笠原順三: "GeO-TOC計画における観測計画" 月刊海洋. 28・4. 197-201 (1996)
• [文献書誌] 笠原順三・佐藤利典: "VENUS計画の概要と広帯域地震観測" 月刊海洋. 28・4. 213-218 (1996)
• [文献書誌] 力石國男 他: "津軽海峡の海潮流のモニタリング" 海洋観測国際協同研究計画(GOOS)ニュースレター. No.3. 196-201 (1996)
• [文献書誌] B.H.Choi et al.: "Submarine cable voltage measurement between Pusan and Hamada for the years 1987-1995" Proceedings of the International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables,Okinawa,Japan,February,1997. (印刷中). (1997)
• [文献書誌] H.Shimizu et al.: "Observation of short-term secular variations in the geoelectric field by using a submarine cable network" Proceedings of the International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables,Okinawa,Japan,February,199722GD06:(印刷中). (1997)
• [文献書誌] J.Kasahara et al.: "A submarine cable OBS by use of the retired submarine telecommunication cable : GeO-TOC program" Proceedings of the International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables,Okinawa,Japan,February,199722GD07:(印刷中). (1997)
• [文献書誌] N.Palshin et al.: "Numerical modeling of the motionally induced electriacal field for the Sea of Japan" Proceedings of the International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables,Okinawa,Japan,February,199722GD08:(印刷中). (1997)
• [文献書誌] J.Kasahara et al.: "Reuse of submarine Japan Cable (JASC) for Japan Sea monitoring (future plan)" Proceedings of the International Workshop on Scientific Use of Submarine Cables,Okinawa,Japan,February,199722GD09:(印刷中). (1997)
• [文献書誌] J.Kasahara: "GeO-TOC project-Reuse of submarine cables for seismic and geoelectric measurements" J.Phys.Earth. 43. 619-628 (1995)
• [文献書誌] 笠原順三: "VENUS計画の概要と広帯域地震観測" 月刊海洋. 28(印刷中). (1996)
• [文献書誌] I.Fijii,H.Utada 他: "Geoelectric power spectra over oceanic distances" Geophys.Res.Lett.22. 421-424 (1995)
• [文献書誌] T.H.Seung and J.-H.Yoon: "Robust diagnostic modeling of the Japan Sea circulation" J.of Oceanography. 51. 421-440 (1995)
• [文献書誌] M.Takematu: "Moored instrument observations in the Japan Sea proper water" Proc.4th CREAMS Workshop. (印刷中). (1996)
• [文献書誌] A.G.Ostrovskii: "Signatures of stirring and mixing in the Japan Sea surface temperature patterns in autumn 1993 and spring 1994" Geophys.Res.Lett.22. 2357-2360 (1995)