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船舶設置GPSによる海面高度観測に基づく津波予測システム構築のための基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03965
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17020:大気水圏科学関連
研究機関国立極地研究所 (2022-2023)
東京大学 (2019-2021)

研究代表者

丹羽 淑博  国立極地研究所, 国際極域・地球環境研究推進センター, 特任研究員 (40345260)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード津波 / GPS / 船舶観測 / 航空機観測 / 海面高度観測 / 気象津波 / GNSS / 船舶GPS
研究開始時の研究の概要

本研究では、新たな津波の観測方法として、船舶設置GPSによって津波に伴う海面高度の変動を捉えることを試みる。特に、発生頻度が低い地震津波の代わりに、九州西岸で冬季から春季に毎年発生する気圧変動に起因する気象津波(あびき)に着目し、九州西岸沖合を航行する民間定期フェリーに高精度GPSを設置して長期連続観測を行う。さらに数値実験を行い、世界各地の津波常襲国の沖合を航行する多数の民間船舶で津波が観測できた場合、地震津波の予測精度がどの程度向上しうるのか調べる。

研究成果の概要

本研究では、船舶を津波観測プラットフォームとして利用できるか検証するために、岩手県大槌湾において研究用船舶に高精度GPSを設置し海面水位の観測を試みた。GPSデータを水位計データと比較した結果、10cm以下の誤差で海面水位の測定ができることが確認できた。次に、民間フェリーを使った観測も計画したがコロナ感染症の影響で実施できなかった。その代わりに、航空機を津波観測のプラットフォームとして使用する方法について数値実験で検証を行った。その結果、南海トラフ上を航行する複数の民間航空機でデータが得られた場合、既存の海底圧力計の観測よりも、短い観測時間かつ高い精度で津波予測ができることが確かめられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高精度な津波の即時予測を行うには、地震発生直後に震源に近い沖合で津波を直接観測することが必要不可欠である。本研究では、新たな津波の観測方法として、沖合を航行する船舶に搭載したGPSによって、津波検知に十分な精度で海面変位の測定ができることを示した。さらに、沖合を航行する複数の航空機を使っても、津波を高い精度で予測できる可能性があることを示した。本研究の成果は、将来、船舶や航空機を活用した比較的低コストで全海洋をカバーできる津波予測システムを構築するための基礎となり、津波による人的被害を大幅に軽減させるのに重要な貢献をするものと期待できる。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 小・中学校における流体実験を活用した海洋教育2024

    • 著者名/発表者名
      丹羽淑博
    • 雑誌名

      日本海洋教育学会誌

      巻: 1 ページ: 38-52

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 海洋教育における教材開発とその意義2020

    • 著者名/発表者名
      日置光久、丹羽淑博
    • 雑誌名

      学術の動向

      巻: 25

    • NAID

      130007945046

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Advanced tsunami detection and forecasting by radar on unconventional airborne observing platforms2020

    • 著者名/発表者名
      Iyan E. Mulia, Tomoyuki Hirobe, Daisuke Inazu, Takahiro Endoh, Yoshihiro Niwa, Aditya Riadi Gusman, Hidee Tatehata, Takuji Waseda and Toshiyuki Hibiya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 2412-2412

    • DOI

      10.1038/s41598-020-59239-1

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Observation of sea surface height using airborne radar altimetry: a new approach for large offshore tsunami detection2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Hirobe, Yoshihiro Niwa, Takahiro Endoh, Iyan E. Mulia, Daisuke Inazu, Takero Yoshida, Hidee Tatehata, Akitsugu Nadai, Takuji Waseda and Toshiyuki Hibiya
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 75 号: 6 ページ: 541-558

    • DOI

      10.1007/s10872-019-00521-w

    • NAID

      40022068161

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of disturbance of seawater excited by internal wave on GNSS-acoustic positioning2019

    • 著者名/発表者名
      R. Matsui, M. Kido, Y. Niwa and C. Honsho
    • 雑誌名

      Marine Geophysical Research

      巻: 40 号: 4 ページ: 541-555

    • DOI

      10.1007/s11001-019-09394-6

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 地球温暖化に挑む海洋教育2024

    • 著者名/発表者名
      嵩倉美帆、淺野亮、安田昌則、高田浩二、丹羽淑博、茅根創
    • 学会等名
      日本海洋教育学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 実験と観測データにもとづく海洋教育の教材開発-気仙沼市立鹿折小学校における水産と地球温暖化の授業の事例2023

    • 著者名/発表者名
      丹羽淑博
    • 学会等名
      日本学術会議学術フォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ADS(北極域データアーカイブシステム)の開票データを利用した海洋教育2023

    • 著者名/発表者名
      丹羽淑博、毛利亮子、矢吹裕伯
    • 学会等名
      日本海洋学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 高解像度海氷・海洋モデルによる海氷数値予測2023

    • 著者名/発表者名
      丹羽淑博、大山元夢、山口一郎
    • 学会等名
      ArCS II 北極海氷情報室2023年度フォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Arctic Education using Polar Sea Ice Data from ADS (Arctic Data archive System)2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Niwa, Akiko Mohri, Hironori Yabuk
    • 学会等名
      The 14th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Educational Practices using Polar Sea Ice Data for High School Science and Mathematics Classes2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Niwa, Takashi Ishibasi, Akiko Mohri, Hironori Yabuki
    • 学会等名
      International Symposium on Data Science (DSWS-2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 現実の航空機位置データに基づく津波波形インバージョン2019

    • 著者名/発表者名
      丹羽淑博、広部智之、早稲田卓爾、日比谷紀之
    • 学会等名
      日本海洋学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 「三陸の海の豊かさのひみつを探る」宮城県気仙沼市の小学校における海洋教育の実践2019

    • 著者名/発表者名
      丹羽淑博、田口康大
    • 学会等名
      日本海洋学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 東京大学の先生が教える海洋のはなし2023

    • 著者名/発表者名
      茅根創・丹羽淑博(編著)
    • 総ページ数
      210
    • 出版者
      成山堂書店
    • ISBN
      9784425531912
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] 温暖化に挑む海洋教育-呼応的かつ活動的にー2020

    • 著者名/発表者名
      丹羽淑博(共著)
    • 総ページ数
      258
    • 出版者
      東信堂
    • ISBN
      9784798916262
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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