| 研究課題/領域番号 |
19J11255
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分22040:水工学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
岡地 寛季 北海道大学, 大学院工学研究院, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2020年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 暴風雨 / 雨滴 / 飛沫 / レーダ観測 / 船舶レーダ観測 / 海面砕波飛沫 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
気候変動に伴い台風の強大化が予測される中，それに伴う豪雨，高潮，強風による甚大な被害が予測される．そこで，台風の発達に関わる大気と海面間の運動量・熱交換の物理過程を解明し，台風へのそれぞれの影響を評価し，再現性を向上する．野外観測では，船舶レーダやパーティクルカウンタを用いて，降雨や砕波飛沫，海面波を面的に捉え，台風など暴風状態での境界層に存在する乱流構造を解明し，運動量輸送量を推定する．また，暴風雨下での運動量・熱交換を解析的に議論可能なモデルを構築する．解析的に得られた運動量・熱交換係数を数値気象モデルに組み込み，台風の風速や中心気圧，降雨量の変化を定量的に評価する．
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| 研究実績の概要 |
暴風下における大気境界層内に混在する雨滴と海面から発生する砕波飛沫（以下，飛沫）を分類する手法を(1)船舶レーダおよび(2)パーティクルカウンタを用いた観測の両観測手法に対して提案した．
(1)船舶レーダを用いた観測では，降雨と飛沫を対象に観測を行い，観測結果から求めた規格化された後方散乱断面積（以下，NRCS）と粒径分布を仮定した上で電磁波の散乱原理に基づいて求めたNRCSを比較し，粒径分布を推定するアルゴリズムを提案した．同手法を2018年に実施したレーダ観測結果に適用することで風速40m/s程度の暴風下における飛沫質量密度の鉛直分布を推定した．同手法を用いることで，風速別の飛沫粒径分布を海面からの高さごとに推定することが可能となった．
(2)パーティクルカウンタを用いた観測は海上で雨滴と飛沫を対象に実施した．同地点では転倒ます雨量計や風速計，波高計を用いた集中観測を行った．海上における降雨観測では，飛沫が混入する可能性がある．雨滴の粒径は0.1mmから数mm程度の粒径範囲まで存在する．その粒径に対する粒子数の特徴を表す粒径分布は降雨の特徴を表すだけでなく，レーダ雨量計による降雨強度推定において重要なパラメタとなる．2019年度に実施にした観測結果から，雨滴の粒径分布の形状を変化させるパラメタが無降雨かつ風速が増加する時間帯において，1mm以下の粒子数の増加する特徴を示した．この特徴は前述した飛沫の混入を表す特徴である．さらに本研究では，飛沫の粒径分布を20 m/sまで推定し，その飛沫の粒径分布を用いて，降雨量に対する飛沫量の割合を推定した．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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