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最新データ同化技術の水環境シミュレーションにおける活用の体系化(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 16KK0128
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 水工学
研究機関大阪大学

研究代表者

入江 政安  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00379116)

研究期間 (年度) 2017 – 2019
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
キーワードデータ同化 / 4次元変分法 / アンサンブルカルマンフィルタ / 大阪湾 / 水質モデル / 貧酸素水塊 / 植物プランクトン / 沿岸域 / 水環境 / 貧酸素 / 流動モデル / アジョイント法 / 水質シミュレーション
研究成果の概要

本研究では,渡航先の海外研究機関と共同で,4次元変分法およびアンサンブルカルマンフィルタ法の2種類のデータ同化手法を用いて,大阪湾のクロロフィル分布および溶存酸素濃度分布の,3次元海洋モデルによる再現精度を向上させた(状態推定).通常,データ同化を用いた研究ではこのような状態推定に留まるものが多いが,本研究では,データ同化中に水質モデル内のパラメータの値を推定するパラメータ推定も同時に実施し,水質モデル自体の精度向上も同時行える手法を構築した.さらに,ケーススタディを通じて,推定すべきパラメータ抽出法についても検討し,手法の体系化を図った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

水環境シミュレーションに用いる水質モデルは年々,複雑なモデルに発展する一方で,現地観測データや室内実験からだけでは,そのモデルに必要な情報を得られない状況が続いている.本研究は海洋学や気象学で先行するデータ同化技術を沿岸の水環境解析に活用する方法について体系化を図った.特に,2種類の同化法を用いて,それぞれの個性を見極めながら,活用法を検討した点が新しい.また,本研究で用いた現地観測データは比較的維持管理費が低廉なセンサーで観測できる項目であり,開発した技術は,現地データとシミュレーションにより,沿岸域の環境モニタリングを効率的に実施することを可能にする技術であると言える.

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] ダルハウジー大学理学部海洋学科(カナダ)2018

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 二重数を用いた4次元変分データ同化の大阪湾低次生態系モデルへの適用2020

    • 著者名/発表者名
      永野隆紀,井上凌,岡田輝久,入江政安
    • 学会等名
      2020年度土木学会関西支部年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アンサンブルカルマンフィルタを用いた水質モデルパラメータの最適化と大阪湾のDO収支への影響評価2020

    • 著者名/発表者名
      吉野泰司,高橋祐馬 ,入江政安
    • 学会等名
      2020年度土木学会関西支部年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Assimilation of vertical chlorophyll and oxygen profiles using the lognormal four dimensional variational method: A case study in Osaka Bay, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Masayasu Irie, Kohei Noda and Teruhisa Okada
    • 学会等名
      Ocean Predict ’19
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-03-15   更新日: 2021-02-19  

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