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漂流ブイによる海上風乱流の直接観測による外洋域の海面抵抗係数と波浪の関係解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K13878
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 気象・海洋物理・陸水学
研究機関東京大学

研究代表者

小松 幸生  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (30371834)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード海面抵抗係数 / 海上風乱流 / 波浪 / 漂流ブイ / 渦相関法 / ブイ式観測システム / 外洋波浪
研究成果の概要

本研究は、直接観測することが困難な外洋域の海上風乱流を高精度に観測する手法を開発して、外洋域の海面抵抗係数を見積もり、海面抵抗係数と波浪の関係を解明に貢献することを目的とする。そこで、新たに、3次元超音波風速計、GPS波高計、モーションセンサを搭載した漂流ブイを構築し、渦相関法により海面抵抗係数を高精度に推定する手法を開発した。この手法では、波浪によるブイの動揺が風乱流の計測に与える影響をモーションセンサによる計測値で適切に除去するアルゴリズムを導入することで、海面直上の海上風乱流を高精度 (風速のRMSE=0.1 m/s) に計測することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

海面抵抗係数は、大気と海洋間の運動量、熱、物質の交換過程を規定する最重要パラメータであり、特に波浪との関係がこれまで多くの研究がなされてきたが、外洋域の精度の高い現場データが不足していることもあって、確定的な結論は得られていない。本研究で新たに開発したブイと推定手法により、沖合域での海面抵抗係数を正確に推定することが可能になった。この成果は、大気海洋相互作用や気候変動、さらには海洋によるCO2の吸収といった現象の実態解明に貢献する。また、数値モデルによる台風予測や波浪予測、さらには地球温暖化の影響予測の高精度化にも直結しており、防災研究と環境研究の両面でも大きな貢献が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 備考 (6件)

  • [雑誌論文] Combining microvolume isotope analysis and numerical simulation to reproduce fish migration history2018

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Tatsuya、Komatsu Kosei、Shirai Kotaro、Higuchi Tomihiko、Ishimura Toyoho、Setou Takashi、Kamimura Yasuhiro、Watanabe Chikako、Kawabata Atsushi
    • 雑誌名

      Methods in Ecology and Evolution

      巻: 10 号: 1 ページ: 59-69

    • DOI

      10.1111/2041-210x.13098

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Swell-dominant surface waves observed by a moored buoy with a GPS wave sensor in Otsuchi Bay, a ria in Sanriku, Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Komatsu K, Tanaka K
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 73 号: 1 ページ: 87-101

    • DOI

      10.1007/s10872-016-0362-4

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Baroclinic circulation and its high frequency variability in Otsuchi Bay on the Sanriku ria coast, Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Tanaka,K., K. Komatsu, S. Itoh, D.Yanagimoto, M.Ishizu, H.Hasumi, T.T. Sakamoto, S. Urakawa, Y. Michida
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 73 号: 1 ページ: 25-38

    • DOI

      10.1007/s10872-015-0338-9

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of the Oyashio Current and Tsugaru Warm Current on the circulation and water properties of Otsuchi Bay, Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Ishizu, M, S. Itoh, K. Tanaka and K.Komatsu
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 73 号: 1 ページ: 115-131

    • DOI

      10.1007/s10872-016-0383-z

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Swell-dominant surface waves inherent in the shape of the rias coast facing the western North Pacific2019

    • 著者名/発表者名
      Komatsu K, Tanaka K
    • 学会等名
      JPGU Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Measuring the air-sea interface using a bird-attached logger2019

    • 著者名/発表者名
      Komatsu K, Sato K, Goto Y, Yonehara Y, Sakamoto KQ, Naruoka M
    • 学会等名
      SOLAS Open Science Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Swell-dominant surface waves inherent in the coastal shape of rias bays facing the western North Pacific2018

    • 著者名/発表者名
      Komatsu K, Tanaka K
    • 学会等名
      PICES 2018 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 黒潮域における水平拡散係数のスケール依存性Ⅱ2018

    • 著者名/発表者名
      小松幸生, 廣江豊
    • 学会等名
      日本海洋学会2018年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Topography-dependent relation between offshore wind field and swell-dominant surface waves observed inside bays on the Sanriku ria coast of Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Komatsu K, Tanaka K
    • 学会等名
      JPGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 黒潮域における水平拡散係数のスケール依存性2017

    • 著者名/発表者名
      小松幸生, 廣江豊
    • 学会等名
      日本海洋学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオロギングによる波浪現場観測2016

    • 著者名/発表者名
      小松幸生
    • 学会等名
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「バイオロギングと海洋・大気変動予測の未来」
    • 発表場所
      東京大学大気海洋研究所, 千葉県柏市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 黒潮域における水平拡散係数の実態について2016

    • 著者名/発表者名
      小松幸生, 廣江豊
    • 学会等名
      水産海洋学会2016年度研究発表大会
    • 発表場所
      東京海洋大学, 東京都港区
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高解像度漂流ブイによる黒潮域における水平拡散係数のスケール依存性2016

    • 著者名/発表者名
      小松幸生, 廣江豊
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      鹿児島大学, 鹿児島県鹿児島市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 三陸内湾域における波浪と沖合海上風との関係2016

    • 著者名/発表者名
      小松幸生, 田中潔
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      鹿児島大学, 鹿児島県鹿児島市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 三陸リアス湾内におけるうねり性波浪と沖合海上風の関係2016

    • 著者名/発表者名
      小松幸生, 田中潔
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2016
    • 発表場所
      名古屋工業大学, 愛知県名古屋市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Kuroshio Current: Physical, Biogeochemical and Ecosystem Dynamics, Geophysical Monograph 2432019

    • 著者名/発表者名
      Komatsu Kosei, Hiroe Yutaka
    • 出版者
      John Wiley & Sons, Inc
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 新青丸KS-18-13航海

    • URL

      http://lmr.aori.u-tokyo.ac.jp/feog/kosei/photo.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 新青丸KS-18-11航海

    • URL

      http://lmr.aori.u-tokyo.ac.jp/feog/kosei/photo.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 大槌湾内赤浜沖におけるGPS波浪ブイによる波浪の係留観測

    • URL

      http://lmr.aori.u-tokyo.ac.jp/feog/kosei/photo.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 平塚沖タワーにおける多項目ブイの精度検証実験

    • URL

      http://lmr.aori.u-tokyo.ac.jp/feog/kosei/photo.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 新青丸KS-17-10航海

    • URL

      http://lmr.aori.u-tokyo.ac.jp/feog/kosei/photo.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 小松幸生研究室研究紹介

    • URL

      http://lmr.aori.u-tokyo.ac.jp/feog/kosei/research.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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