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暴風下に発達する大気-海洋気液混合層内の海面抵抗と熱輸送の変調

研究課題

研究課題/領域番号 15H04043
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 水工学
研究機関北海道大学

研究代表者

渡部 靖憲  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20292055)

研究分担者 猿渡 亜由未  北海道大学, 工学研究院, 助教 (00563876)
山田 朋人  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10554959)
大塚 淳一  国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 研究員 (50540556)
森 信人  京都大学, 防災研究所, 准教授 (90371476)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2015年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード海岸工学 / 海洋工学 / 水工水理学
研究成果の概要

強風時の海面素過程を決定し得るパラメータである海中混入気泡及び気中放出飛沫群による境界混合層への運動学的,熱力学的寄与の実験的特定,熱力学的非平衡気液界面をもつ砕波面,飛沫,気泡からのフラックス輸送計算,気液混合の組織性の解明と地域的特徴の抽出,これらのパラメタリゼーションを通じた局所パラメータのメソスケール気象,海象,流れ場への寄与を求めた.波峰背後に形成される3次元組織渦は強風下においても維持され続け,圧力抵抗は有意に低下しない一方,砕波に伴う大量の飛沫群が組織渦を崩壊させ小スケール乱れへと遷移させ,トータルの運動量並びに熱輸送を変化させることが明らかになった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の個々のタスクが対象とする強風下の風波の局所応答,気液混合層の発達に伴う海面抵抗並びに熱水分輸送変調機構解明,実海域への適用の際にインプットパラメータとして必要となる砕波率に関係する砕波分布の組織性と飛沫放出の統計的記述のそれぞれが極めて高い学術的価値をもつだけでなく,統合して評価される強風時の運動量・熱・水分輸送並びに海面抵抗の変調に対するバルクパラメータの修正は現行気候変動予測を一変させ得る可能性を持つ国際的に極めて注目されている問題であり,高い社会的意義を持つ.将来,複雑化,複合化する地球環境評価にかかわる問題に対して,当該研究分野のプレゼンスを拡張する実効性の高い研究である.

報告書

(4件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (22件) (うち国際共著 3件、 査読あり 22件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Texas A & M University(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 成功大学(台湾)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] エジンバラ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Edinburgh(英国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Adelaide(Australia)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Vortex-induced suspension of sediment in the surf zone2017

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Junichi、Saruwatari Ayumi、Watanabe Yasunori
    • 雑誌名

      Advances in Water Resources

      巻: 110 ページ: 59-76

    • DOI

      10.1016/j.advwatres.2017.08.021

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 風波発達過程における水面せん断層の発達と運動量輸送2017

    • 著者名/発表者名
      渡部靖憲,杉村一直
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 72 ページ: 73-78

    • NAID

      130006171921

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-term impacts of ocean wave-dependent roughness on global climate systems2017

    • 著者名/発表者名
      T. Shimura, N. Mori, T. Takemi and R. Mizuta
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 1995-2011

    • DOI

      10.1002/2016jc012621

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Over 5000 years of ensemble future climate simulations by 60 km global and 20 km regional atmospheric models2017

    • 著者名/発表者名
      Mizuta, R., et al.
    • 雑誌名

      Bull. Amer. Meteor. Soc.

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 1383-1398

    • DOI

      10.1175/bams-d-16-0099.1

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Classification and forecast of heavy rainfall in northern Kyushu during Baiu season using weather pattern recognition2017

    • 著者名/発表者名
      Nguyen-Le Dzung、Yamada Tomohito J.、Tran-Anh Duc
    • 雑誌名

      Atmospheric Science Letters

      巻: 18 号: 8 ページ: 324-329

    • DOI

      10.1002/asl.759

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modeling large-scale human alteration of land surface hydrology and climate2017

    • 著者名/発表者名
      Pokhrel Yadu N.、Felfelani Farshid、Shin Sanghoon、Yamada Tomohito J.、Satoh Yusuke
    • 雑誌名

      Geoscience Letters

      巻: 4 号: 1 ページ: 13-13

    • DOI

      10.1186/s40562-017-0076-5

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] エアチューブ周りの流れの不安定2017

    • 著者名/発表者名
      渡部靖憲,鈴木敦貴
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 73 ページ: 91-96

    • NAID

      130006171888

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 冬期の温帯低気圧による高潮の統計的リスク評価2016

    • 著者名/発表者名
      猿渡亜由未,武江寿大,渡部靖憲
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 72 ページ: 247-252

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 砕波乱流下における炭酸ガス濃度の時空間変動特性2016

    • 著者名/発表者名
      大塚淳一,渡部靖憲
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 72 ページ: 97-102

    • NAID

      130005282440

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高体積率微細気泡流の力学モデリング2016

    • 著者名/発表者名
      小柳津遥陽,渡部靖憲
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 72 ページ: 103-108

    • NAID

      130005282115

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Size distributions of sprays produced by violent wave impacts on vertical sea walls2016

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Watanabe, David Mark Ingram
    • 雑誌名

      Proceedings of Royal Society A

      巻: 472 号: 2194 ページ: 20160423-20160423

    • DOI

      10.1098/rspa.2016.0423

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 大気エアロゾルの海上現地観測2016

    • 著者名/発表者名
      猿渡 亜由未, 渡部 靖憲, 山田 朋人, 大塚 淳一, 馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 内山 雄介, 森 信人, 二宮 順一
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 72 ページ: 537-547

    • NAID

      130005311921

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transverse instabilities of ascending planar jets formed by wave impacts on vertical walls2015

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Y. and Ingram D. M.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society A

      巻: 471 号: 2182 ページ: 20150397-20150397

    • DOI

      10.1098/rspa.2015.0397

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characteristic time, length, and velocity scales of transverse flows in the surf zone2015

    • 著者名/発表者名
      Junichi Otsuka, Yasunori Watanabe
    • 雑誌名

      Coastal Engineering Journal

      巻: 57 号: 2 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1142/s0578563415500060

    • NAID

      120005906837

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Report on the 2014 Winter Cyclone Storm Surge in Nemuro, Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Saruwatari A., Lima A. C., Kato M., Nikawa O., Watanabe Y.
    • 雑誌名

      Coastal Engineering Journal

      巻: 57 号: 3 ページ: 1550014-1550014

    • DOI

      10.1142/s057856341550014x

    • NAID

      120005828487

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 平面ジェット下に発生するキャビティーの不安定挙動と気泡形成2015

    • 著者名/発表者名
      渡部靖憲,牧田拓也,小柳津遥陽
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 71 ページ: 37-42

    • NAID

      130005109248

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 日本海上の爆弾低気圧に起因する高波の発達機構2015

    • 著者名/発表者名
      猿渡亜由未,渡部靖憲
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 71 ページ: 1537-1542

    • NAID

      130005109384

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size and velocity distributions of electrolytiaclly-generated bubbles2015

    • 著者名/発表者名
      Oyaizu H., Oshima Y., Watanabe Y.
    • 雑誌名

      Proc. Int. Symp. On Measurement techniques for Multiphase Flow

      巻: 9 ページ: 191-191

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 気候変動に伴う冬季における太平 洋ブロッキングの北東シフトと日本周辺の低温日との関係2015

    • 著者名/発表者名
      北野慈和, 山田朋人
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 71 ページ: 177-182

    • NAID

      40020629742

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 広域界面水温の平年偏差に起 因した東南アジア地域における降水および台風特性2015

    • 著者名/発表者名
      小 林彩佳, 山田朋人, 竹内大輝
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 71 ページ: 263-268

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 底面の加熱および冷却を伴う 回転水槽実験による傾圧不安定波の再現2015

    • 著者名/発表者名
      一 瀬輪子, 北野慈和, 山田朋人, 渡部靖憲, 泉典洋
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 71 ページ: 289-294

    • NAID

      130005128910

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The role of sea surface drag in a coupled surge and wave model for Typhoon Haiyan 20132015

    • 著者名/発表者名
      Kim, S.Y., N. Mori, H. Mase and T. Yasuda
    • 雑誌名

      Ocean Modelling

      巻: 96 ページ: 65-84

    • DOI

      10.1016/j.ocemod.2015.06.004

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 風波発達過程における水面せん断層の発達と運動量輸送2017

    • 著者名/発表者名
      杉村一直
    • 学会等名
      海岸工学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] エアチューブ周りの流れの不安定2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木敦貴
    • 学会等名
      海岸工学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高体積率微細気泡流の力学モデリング2016

    • 著者名/発表者名
      渡部靖憲
    • 学会等名
      海岸工学講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪市)
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 冬期の温帯低気圧による高潮の統計的リスク評価2016

    • 著者名/発表者名
      猿渡亜由未
    • 学会等名
      海岸工学講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪市)
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 砕波乱流下における炭酸ガス濃度の時空間変動特性2016

    • 著者名/発表者名
      大塚淳一
    • 学会等名
      海岸工学講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪市)
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Laboratory observation of turbulent flow and sediment transport under regular breaking waves2016

    • 著者名/発表者名
      Junichi Otsuka
    • 学会等名
      THESIS 2016
    • 発表場所
      中央大学(東京都)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気エアロゾルの海上現地観測2016

    • 著者名/発表者名
      猿渡 亜由未
    • 学会等名
      第19回応用力学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2016-05-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 砕波の流体力学2016

    • 著者名/発表者名
      渡部靖憲
    • 学会等名
      海洋学会シンポジウムB
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 平面ジェット下に発生するキャビティーの不安定挙動と気泡形成2015

    • 著者名/発表者名
      牧田拓也
    • 学会等名
      海岸工学講演会
    • 発表場所
      タイム24ビル(東京都江東区)
    • 年月日
      2015-11-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 日本海上の爆弾低気圧に起因する高波の発達機構2015

    • 著者名/発表者名
      猿渡亜由未
    • 学会等名
      海岸工学講演会
    • 発表場所
      タイム24ビル(東京都江東区)
    • 年月日
      2015-11-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 砕波の自由水面遷移2015

    • 著者名/発表者名
      渡部靖憲
    • 学会等名
      日本機械学会 第93期 流体工学部門 講演会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都葛飾区)
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Size and velocity distributions of electrolytiaclly-generated bubbles2015

    • 著者名/発表者名
      Haruhi Oyaizu
    • 学会等名
      Int. Symp. On Measurement techniques for Multiphase Flow
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-05-13  

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