| 研究課題/領域番号 |
23K20971
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| 補助金の研究課題番号 |
21H01444 (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 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
美山 透 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(アプリケーションラボ), 主任研究員 (80358770)
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| 研究分担者 |
田中 潔 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (20345060)
吉江 直樹 愛媛大学, 先端研究・学術推進機構先端研究高度支援室, 准教授 (50374640)
西垣 肇 大分大学, 理工学部, 准教授 (70253763)
堤 英輔 鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 助教 (70635846)
植原 量行 東海大学, 海洋学部, 教授 (90371939)
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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 |
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2024年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 黒潮 / 急潮 / 人工衛星観測 / 海洋予測 / 船舶観測 / 乱流 / 豊後水道 / 駿河湾 / 乱流混合 / 暖水フロント / 潮汐混合 / 海洋モデル / データ同化 / リモートセンシング / 沿岸海洋観測システム / 海洋予測モデル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
今まで利用できなかった新世代の人工衛星で黒潮の突発的な変動(急潮)の種を検知し、その種が成長し沿岸の循環に影響を与える過程を、不確実性も加味した動的同化手法を用いた予測モデルで捉えられるようにする。予測に応じた機動的な観測を行い、モデルへとフィードバックする。開発した手法により予測モデルを通じて観測情報を融合し、黒潮の突発的沿岸進入過程の理解を深めるともに、急潮予測を公開できるシステムを整える。
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| 研究実績の概要 |
豊後水道では、潮汐フロント域の流動と乱流混合の現場観測をおこなった。昨年度に引き続き, 海峡部の鉛直混合した水塊と成層域表層の暖水間に形成される暖水フロント周辺の調査を実施した。暖水フロント域では収束帯となっており、混合域の水塊が暖水の下に潜りこむとともに、暖水との間で顕著な鉛直混合を生じている様子が明らかになった。さらに海洋予測モデル、衛星海面水温データ、豊後水道沿岸の現場水温観測データの解析から、豊後水道の宇和島市下波沖の海域では夏季に局所的な冷水帯が形成されること, 小潮期には海域南部の暖水が本海域に北上する傾向があることが分かり、急潮に伴う暖水の北上に本海域の鉛直混合が関連すると考えられた。そこで7月に愛媛大学調査実習船「いさな」を用い、流動と乱流の調査を実施した。2021年6月より行っている豊後水道西部での係留観測を継続した。引き続き臼杵湾，佐伯湾での水温・塩分の時系列データを取得した。夏季には水温変動が顕著にみられ，それには急潮の影響が含まれていると考えられる。2021年と2022年では黒潮の位置によって夏季の水温変化が異なることが分かった。豊後水道の海洋予測は衛星データと共にWebで公開した。
駿河湾では静岡県水技研および東海大学海洋学部による駿河湾のCTDデータ(2002-2020)を解析し，夏季亜表層の水温低下現象の実態を明らかにした．また，従来，駿河湾内の温度塩分構造は，黒潮流路の変動にともなって変化すると指摘されてきたが，少なくとも2002年以降では，湾内の温度塩分は遠州灘の温度塩分により近いことがわかった．さらに係留海洋観測を実施した。今年度は内浦湾の夏季においてもデータ 取得に成功した。また、JCOPE数値モデルのシミュレーション結果を用いて、駿河湾周辺 の沿岸海洋循環の構造についても調査を開始した。
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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
本年度は当初の計画に通り豊後水道において, 急潮の発生と乱流混合状態との関連を調べる現場観測を行った.豊後水道南方の黒潮が南寄りの流路を取っていたため急潮が発生していなかったが, 数値モデルの高精度化と急潮予測の高度化に資する観測データが計画通り得られたため順調に研究が進展していると評価した。潮汐流と島・半島の地形が形成する渦流や大潮後から小潮期にかけての乱流混合の弱化と成層の強化が捉えられ、海域の流動と鉛直混合の基本場に関するデータが得られた。観測のフィードバックを得た数値モデルはWebで公開できた。大分県側の係留観測においては，塩分データの不具合が部分的にみられるが，水温は良好なデータが得られている。観測結果と数値モデルとの比較を始めており，変動に整合的な特徴がみられている。また，豊後水道東部の観測結果との比較も始めている。
駿河湾内おいて水温塩分計と電磁流速計の係留観測を引き続き実施し、今年度は内浦湾 の夏季においても観測をおこなった。その結果、強い表層流が観測されたとき、JCOPE数値モデルでも類似した強流が再現されていることなどが確認された。
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度にも2022年度と同様に豊後水道の御五神島周辺海域において流動と乱流の調査を行う。2022年度に実施した観測の結果に基づき, 海域の鉛直混合に主要な役割を及ぼす地形性の流動と鉛直拡散を詳細に調べるとともに, 急潮が発生した場合の鉛直混合状態の変化の観測を試みる。観測で見られた豊後水道の水温温度塩分変化は鉛直混合では説明できない変化があったことから、数値モデルを用いて、移流の効果について見積もる。観測で見られた鉛直混合に関しては数値モデルと比較し、それにより海洋予測モデルの向上を図る。現在までの海洋モデルでは見積もれなかった不確実性をアンサンブル予測の導入により明らかにする。大分県での係留観測を継続する。観測結果と急潮との関連に注目しながら解析を進める。
2022年度の解析結果は，駿河湾内の温度塩分構造が黒潮流路変動そのものに起因するというよりは，黒潮流路変動が遠州灘の流れの構造に作用することで，遠州灘の温度塩分構造を変え，湾口断面の外洋側にある水塊の出入り(湾口断面フラックス)に影響していることを示唆する．湾口断面フラックスがどのように決まるかは，近傍の海底地形と流れの相互作用と考えられるので，今後は，湾口断面近傍の解析を進めたい． 駿河湾内での係留海洋観測について継続する。また、JCOPE数値モデルのシミュレーシ ョン結果を用いて、黒潮大蛇行期における、黒潮と沿岸循環の相互作用力学過程についての検討も進める。
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