| 研究課題/領域番号 |
23K20969
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| 補助金の研究課題番号 |
21H01435 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
入江 政安 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00379116)
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| 研究分担者 |
中谷 祐介 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (20635164)
岡田 輝久 一般財団法人電力中央研究所, サステナブルシステム研究本部, 主任研究員 (40817962)
霜鳥 孝一 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 主任研究員 (50593688)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 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: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
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| キーワード | データ同化 / 貧酸素水塊 / 3次元流動水質モデル / 気象変化 / 底泥による酸素消費 / 気候変動 / 大気モデル / 栄養塩 / 数値シミュレーション / 4次元変分法 / 二重数 / 溶存酸素 / 流動水質モデル / 貧酸素化 / 琵琶湖 / 大阪湾 / 酸素生産消費機構 / 植物プランクトン / 諏訪湖 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
良好な生態環境を持つ空間を物理的に滅失させる貧酸素水塊は世界で増加し，今後も増加すると予測されているが，その予測もまた不完全である．本研究は，近年の気象変動や瀬戸内海の水質改善の影響を受ける大阪湾と，水質改善の一方，水草の増加による生態系の変化や気温・水温上昇の影響を受ける湖沼において，それら近年の変化に着目しながら，貧酸素化機構の解明を行う．この際，データ同化技術による数値モデルの性能低下要因の追求と，高精細化や新たなモデルの導入による再現性向上，新たな測定技術を用いた酸素生産消費に関する実験及び現地調査を実施することにより，これまでとは異なる新たなアプローチで，貧酸素「像」に迫る．
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| 研究実績の概要 |
本年度は大阪湾，琵琶湖および霞ヶ浦において現地調査を実施した．大阪湾では，昨年手法を定めた植物プランクトンによる酸素生産消費機構の現地直接実験を実施し，植物プランクトンの光合成と酸素生産について検討した．琵琶湖においては南湖の酸素循環に及ぼす水草の影響を把握するための調査を中心に進め，水草の違いにより酸素循環へ異なる影響を与えることを明らかにした．琵琶湖南湖では水草の繁茂が原因で，コア採泥による底泥による酸素消費速度を計測することができなかったため，同時に検討を進めてきた霞ヶ浦でコア採泥を行い，底泥による酸素消費量および底泥からの栄養塩の溶出量の測定を行った．
上記で得られた底泥による酸素消費速度，また水草の影響を考慮したモデルを構築した．水草のモデルは諏訪湖に適用を行い，まず物理的影響について評価した．湖岸におけるヒシの繁茂は，風応力が働く面積を物理的に減じ，貧酸素水塊の解消期に悪影響を与えることを示した．また，湖沼においては，湖面に与える風応力を高解像化するため，大気モデルを与え，風の非一様性が水質に及ぼす影響について解析した．また，霞ヶ浦では将来気候を用いて，気候変動が水質に及ぼす影響について検討を開始した．
大阪湾での数値解析ではデータ同化も合わせて実施することにより，現地実験から得られるパラメータの妥当性評価を行った．加えて，気候変動によって生じうる気象変化の影響解析として，降水形態と水温の変化が水域の溶存酸素濃度に及ぼす影響を示した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
現地の状況により一部実施できない現地調査が発生したが，同時に検討を進めてきた諏訪湖，霞ヶ浦の研究を組み込むことで回避した．気象変化の影響解析の高度化のため，大気モデルを導入し，モデル解析を高度化したほか，改たに水草を考慮し，プランクトン型湖沼から水草型湖沼へのシフトが起きた場合の検討も進めており，モデルの構築の面では当初の目的をおおよそ達成できるペースで進んでいる．
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の観測計画で実施予定であった一部項目について未実施であるため，本研究の目的のために，実施すべきかどうか再度検討し，代替案も含め研究を継続し，最終成果とする予定である．
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