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北極海航路における海氷による航行障害特性の把握

研究課題

研究課題/領域番号 21K04511
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24020:船舶海洋工学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

大塚 夏彦  北海道大学, 北極域研究センター, 特任教授 (50520201)

研究分担者 平田 貴文  北海道大学, 北極域研究センター, 特任准教授 (80576231)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード北極航路 / 氷海航行 / 航行障害 / 海氷集積度 / 極海コード / 北極海航路 / 海氷 / 海氷リモートセンシング / 変形氷 / リモートセンシング / 北極海 / 航行リスク / 衛星リモートセンシング
研究開始時の研究の概要

本研究では、衛星に搭載された観測器による北極海の海氷観測情報をもとに、氷群の集散、海氷密接度、氷厚などの状況を検討し、船の航行障害となる、氷盤が密に集まった氷域や氷丘脈などの氷況を把握する方法を検討する。また、実際の航行事例と海氷状況を比較分析し、北極海航路海域において航行障害リスクの高まる海氷状態の空間的・季節的出現特性を整理・可視化する。ここに、海氷密接度とは、海面を覆う海氷の割合を10分率で示したもので、完全に海氷に覆われている状態は10、海氷の無い状態は0となる。また氷丘脈とは、海面に浮いている氷盤が丘状に厚く積み重なり、それがうね状に連続した状態のことを示す。

研究成果の概要

北極海を横断して大西洋と太平洋を結ぶ北極航路は、長期的海氷減少を背景に、新たな国際航路となる可能性がある。しかし氷海の航行では、海氷による速度低下・航行不能などの航行障害が大きな懸念となっている。本研究は、実際の航行障害事例における船の挙動と、その際の海氷状況の関係を、衛星観測及びデータ同化システムによる海氷の数値解析値を用いて分析した。その結果より、海域の単位面積を通過する海氷体積量を用いた海氷集散パラメータを導入し、海氷が集積傾向にある場合に航行障害の発生が増加すること、このパラメータと海氷厚を併用することで、航行障害発生確率が高まる海域を推定できる可能性があることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

氷海航行を安全に行うためには、海氷による航行障害を回避することが重要な要件である。しかし、通常得られる海氷情報である海氷厚と海面を覆う比率である密接度だけでは、航行障害を適切に予測することは難しい。これは、海氷が密に集積する状況において航行障害がより顕著に発生すると考えられるからである。本研究は、航行障害事例を衛星観測や海氷の数値解析による情報を用いて分析し、海氷の集散パラメータを提案することにより、航行障害の原因となる海氷状況を評価する技術を前進させたものである。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 8件、 招待講演 3件) 備考 (3件) 学会・シンポジウム開催 (3件)

  • [国際共同研究] CHNL of Nord University/FinnishMetrologicalInstitute/MoldeUniversity College(ノルウェー)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Nord University/Molde University College/Internationalcentreforreindeerhusbandry(ノルウェー)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Murmansk State Technical University/Northern Arctic Federal University(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Finnish Meteorological Institute(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] LavalUniversity(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] UniversityofAlaskaatFairbanks(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Investigation of beset incidents in the Northern Sea Route by risk index and sea ice convergence2024

    • 著者名/発表者名
      Natsuhiko Otsuka、Shotaro Uto
    • 雑誌名

      38th Intl. Symp. Okhotsk Sea and Polar Oceans

      巻: 38 ページ: 31-34

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Model-based evaluation of future utilization of Northern Sea Route for technology roadmapping2024

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Morikami、Ryota Wada、Ryuichi Shibasaki、Natsuhiko Otsuka
    • 雑誌名

      38th Intl. Symp. Okhotsk Sea and Polar Oceans

      巻: 38 ページ: 23-26

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Feasibility of the Northern Sea route with the effect of emission control measures2023

    • 著者名/発表者名
      Kavirathna Chathumi Ayanthi、Shibasaki Ryuichi、Ding Wenyi、Otsuka Natsuhiko
    • 雑誌名

      Transportation Research Part D: Transport and Environment

      巻: 123 ページ: 103896-103896

    • DOI

      10.1016/j.trd.2023.103896

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Northern Sea Routeにおける航行障害事例と海氷集積度2023

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦、宇都正太郎
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会講演会論文集

      巻: 37

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] NSRの将来利用に対する研究開発の影響評価と技術ロードマップの検討2023

    • 著者名/発表者名
      森上和成、和田良太、柴崎隆一、大塚夏彦
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会講演会論文集

      巻: 37

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 海氷による航行障害事例と海氷集積度パラメータ2023

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦、宇都正太郎
    • 雑誌名

      寒地技術論文・報告集

      巻: 39 ページ: 54-59

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NSRの将来利用に対する研究開発の影響評価と技術ロードマップの検討2023

    • 著者名/発表者名
      宇都正太郎、大塚夏彦
    • 雑誌名

      寒地技術論文・報告集

      巻: 39 ページ: 67-71

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Case analysis of cargo ship besetting caused by sea ice in the Northern Sea Route - from the incident in November 2021-2023

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦、小浜 等、佐藤恵子、宇都正太郎
    • 雑誌名

      Proc. of International Symposium on Okhotsk Sea and Polar Oceans

      巻: 37 ページ: 49-52

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Arctic Sea Route under Pandemic and Ukraine Crisis- Current state of commercial use-2023

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦
    • 雑誌名

      Proc. of International Symposium on Okhotsk Sea and Polar Oceans

      巻: 37 ページ: 193-196

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 北極海航路の現況と展望~パンデミックとウクライナ侵攻の影響2022

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦、小浜 等
    • 雑誌名

      第38回寒地技術論文集

      巻: 38 ページ: 265-268

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 北極海航路における海氷による航行障害と氷況2022

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦、宇都正太郎、佐藤恵子
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会講演会論文集

      巻: 35 ページ: 123-124

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Environmental sustainability of Arctic shipping through potential HFO-banned areas along the NSR2021

    • 著者名/発表者名
      Chathumi Ayanthi Kavirathna, Ryuichi Shibasaki, Wenyi Ding, Natsuhiko Otsuka
    • 雑誌名

      The 26th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions

      巻: 26

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vessel speed optimization considering the environment and economic perspectives of Arctic Shipping2021

    • 著者名/発表者名
      Chathumi Ayanthi Kavirathna, Ryuichi Shibasaki, Wenyi Ding, Natsuhiko Otsuka
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Association of Maritime Economists (IAME 2021)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 海氷状況による北極海航路航行船舶の航行可能速度の検討』、第37回寒地技術シンポジウム2021

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦、泉山 耕
    • 雑誌名

      寒地技術論文・報告集

      巻: 37 ページ: 45-50

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of beset incidents in the Northern Sea Route by risk index and sea ice convergence2024

    • 著者名/発表者名
      Natsuhiko Otsuka
    • 学会等名
      38th Intl. Symp. Okhotsk Sea and Polar Oceans
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Possible environmental risk due to the navigation along the Northern Sea Route2024

    • 著者名/発表者名
      Natsuhiko Otsuka
    • 学会等名
      38th Intl. Symp. Okhotsk Sea and Polar Oceans
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Navigational hazard by sea ice convergence in the North East Passage2024

    • 著者名/発表者名
      Natsuhiko Otsuka
    • 学会等名
      Arctic Frontiers 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Potential of Arctic Shipping?”, Future of Arctic Shipping in the era of escalating geopolitical tensions and regionalization2023

    • 著者名/発表者名
      Natsuhiko Otsuka
    • 学会等名
      Arctic Circle Assembly
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Navigational hazard by sea ice along the North East Passage2023

    • 著者名/発表者名
      Natsuhiko Otsuka
    • 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] Potential of Arctic Shipping ~ year-round operation becomes possible?2023

    • 著者名/発表者名
      Natsuhiko Otsuka
    • 学会等名
      12th International Arctic Shipping Seminar in the Arctic Partnership Week 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Northern Sea Routeにおける航行障害事例と海氷集積度2023

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会 秋季講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 海氷による航行障害事例と海氷集積度パラメータ2023

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦
    • 学会等名
      第39回寒地技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Sustainability of the Northern Sea Route, commercial, environmental, and social perspectives2023

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦
    • 学会等名
      Arctic Circle Japan Forum
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Developing the Arctic Economy2023

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦
    • 学会等名
      Plenary Sessions, Arctic Circle Japan Forum
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Case analysis of cargo ship besetting caused by sea ice in the Northern Sea Route - from the incident in November 2021-2023

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦
    • 学会等名
      International Symposium on Okhotsk Sea and Polar Oceans
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Arctic Sea Route under Pandemic and Ukraine Crisis- Current state of commercial use-2023

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦
    • 学会等名
      International Symposium on Okhotsk Sea and Polar Oceans
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Sustainability of the Northern Sea Route, commercial, environmental, and social perspectives2023

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦, 大西 富士夫
    • 学会等名
      Seventh International Symposium on Arctic Research(ISAR7)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] A Model-Based Social Impact Evaluation of R&D topics related to Northern Sea Routes2023

    • 著者名/発表者名
      K. Morikami, R. Wada, T. Tran, R. Shibasaki, N. Otsuka
    • 学会等名
      Seventh International Symposium on Arctic Research(ISAR7)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 北極海航路の現況と展望~パンデミックとウクライナ侵攻の影響2022

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦
    • 学会等名
      第38回寒地技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 北極海航路における海氷による航行障害と氷況2022

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦、宇都正太郎、佐藤恵子
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 地球温暖化のホットスポット北極2022

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦
    • 学会等名
      日本建築学会 第51回 熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Potential and Sustainability of International Transportation on the Northern Sea Route2022

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Uto and Natsuhiko Otsuka
    • 学会等名
      The 11th International Arctic Shipping Seminar, Busan, Korea
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Environmental sustainability of Arctic shipping through potential HFO-banned areas along the NSR2021

    • 著者名/発表者名
      Chathumi Ayanthi Kavirathna, Natsuhiko Otsuka
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vessel speed optimization considering the environment and economic perspectives of Arctic Shipping2021

    • 著者名/発表者名
      Chathumi Ayanthi Kavirathna, Natsuhiko Otsuka
    • 学会等名
      Annual Conference of International Association of Maritime Economists (IAME 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海氷状況による北極海航路航行船舶の航行可能速度の検討』、第37回寒地技術シンポジウム2021

    • 著者名/発表者名
      大塚夏彦
    • 学会等名
      第37回寒地技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] Thematic Network on Arctic Transport and Logistics

    • URL

      https://www.uarctic.org/activities/thematic-networks/arctic-transport-and-logistics/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Arctic transportation and logistics

    • URL

      https://www.uarctic.org/activities/thematic-networks/arctic-transport-and-logistics/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] Arctic transportation and logistics

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] International Seminar on Arctic Shipping, Today and Future. Tokyo, Japan2024

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] North Pacific Arctic Research Community Meeting, Hokkaido University, Sapporo2023

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] ARCTIC OCEAN: A FIELD OF NEW OPPORTUNITY, Breakout Session organized by Hokkaido University Arctic Research Center(Japan) and Nord University Centre for High North Logistics(Norway)2023

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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