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機動的な小型船舶による湖面フラックス測定法の確立とフラックスの空間分布特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K20125
補助金の研究課題番号 20H01384 (2020-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2020-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分04010:地理学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

杉田 倫明  筑波大学, 生命環境系, 教授 (80235887)

研究分担者 近藤 文義  海上保安大学校(海上保安国際研究センター), 海上保安国際研究センター, 准教授 (40467725)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード湖沼 / フラックス / 移動観測 / 船舶
研究開始時の研究の概要

本研究は,5年間の研究期間を通して,陸面に比べて研究が行われていない湖沼の表面フラックスの空間分布特性, その分布の要因を明らかにすることを目的とする.このために,霞ヶ浦を対象に (1) 船舶を利用した水面上の顕熱・潜熱フラックスの直接測定の方法を確立し,(2) 異なる季節,気象条件下でフラックス,気象要素,表面水温を船舶,ドローンによる移動観測で同時に測定する.(3)得られたデータを解析し空間分布特性を求め,さらにその特性を決めている要因は何か明らかにする.

研究実績の概要

研究は,5年間の研究期間を通して,陸面に比べて研究が行われていない湖沼の表面フラックスの空間分布特性とその分布の要因を明らかにすることを目的とする.そのために,霞ヶ浦を対象に以下を進める計画とした. (1) 船舶を利用した水面上の顕熱・潜熱フラックスの直接測定の方法を確立し,(2) 異なる季節,気象条件下でフラックス,気象要素,表面水温を船舶,ドローンによる移動観測で同時に測定する.得られたデータを(3)バリオグラム等の地球統計学的手法により解析し,空間分布特性を解明すると同時に内部境界層の発達状況とフラックス分布の関係を調べていく.(4) 気象要素や湖盆形状,波高データなどと比較することで空間分布の要因を解明する. このうち,2023年度は, 2022年度に続いて(1)を進めた.具体的には,2023年夏に国立環境研究所の小型研究船に測定装置を搭載し,霞ヶ浦湖心観測所周辺で行った観測データを解析し,渦相関法,バルク法によりフラックスを算出した.同時に湖心観測所で行われているフラックス等の観測データを取得し,その解析を進めた.また,ドローンでの観測については,陸域から湖面に吹く風により発達する内部境界層の様子を確認するために,湖岸を基地として,風向に沿って湖面上で行う観測を実施した. 前年度に行った気象衛星Himawariの赤外画像から得られる湖面温度と現地で測定された温度の比較からHimawariデータがどの程度湖面温度測定に有用かが明らかになり,この結果が論文に掲載された.また,得られた方法を他の資料や湖心観測所のデータと併用して解析することで霞ヶ浦の水収支をこれまでより精度良く明らかにできることがわかったので,過去の5年分のデータを解析し,論文としてまとめて投稿した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

予定では,夏季の4日間の連続観測を3回実施する計画であったが,国立環境研究所の小型研究船のエンジン故障により,7月から8月中旬まで修理のために観測ができなかった.次年度が最終年度であるため,繰越で観測を次年度に回すことは解析やとりまとめを考えると現実的ではないので,8月末の4日間の観測1回で,全体計画の観測フェーズを完了とした.概要の(1)と(2)はある程度まとめられる目処がついたものの,(3)のドローンと観測船同期観測による内部境界層の調査とその解析は断念することとなった.

今後の研究の推進方策

これまでに得られたデータを解析し,概要の(3), (4)を進める予定である.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2023 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] How useful are the lake surface temperature estimates from a geostationary satellite (Himawari-8) to detect seasonal and diurnal changes?2023

    • 著者名/発表者名
      Sugita Michiaki、Inagaki Tomotaka
    • 雑誌名

      Hydrological Sciences Journal

      巻: 68 号: 7 ページ: 1033-1049

    • DOI

      10.1080/02626667.2023.2199162

    • 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] A small non-research vessel as a platform for lake surface flux measurements2021

    • 著者名/発表者名
      Michiaki SUGITA, Jingyuan WANG, Chao ZANG and Fumiyoshi KONDO
    • 雑誌名

      Hydrological Research Letters

      巻: 15 号: 2 ページ: 16-22

    • DOI

      10.3178/hrl.15.16

    • NAID

      130008021864

    • ISSN
      1882-3416
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Wind as a main driver of spatial variability of surface energy balance over a shallow 102-km2 scale lake: Lake Kasumigaura, Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Sugita, M., Ogawa, S., and Kawade, M.
    • 雑誌名

      Water Resources Research

      巻: 56 号: 8

    • DOI

      10.1029/2020wr027173

    • NAID

      120007132981

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 小型で安価な軽量ドローンとゾンデモジュールを組み合わせた気象観測システムの構築2024

    • 著者名/発表者名
      近藤文義・小野圭介・杉田倫明・内田孝紀
    • 学会等名
      日本農業気象学会20204年全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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