北極域海氷運動の挙動解明とその予測法

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11450387
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山口 一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20166622)
• 研究分担者: 佐藤 徹 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30282677) ; 林 昌奎 東京大学, 生産技術研究所・付属海中工学研究センター, 助教授 (70272515) ; 加藤 洋治 東洋大学, 工学部, 教授 (00010695) ; 前田 正二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60219277) ; 小村 隆士 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10010894)
• キーワード: 北極海 / 海氷 / 地理情報システム / GIS / 数値予報 / 極地環境 / 氷海工学 / 流氷

研究概要

本年度は研究計画の2年度目かつ最終年度であるため、北極海海氷運動の挙動解明とその予測法に関して、以下の研究を行った。
1.前年度に引き続き、北極海海氷運動の機構解明に必要なデータ収集を行った。具体的には、SSM/Iリモートセンシング海氷分布データ,気象庁全球客観解析値(気象データ)であり、これらは、それぞれ、米国NSIDC,気象業務支援センターからダウンロード,購入した。
2.上記データを、昨年度収集したデータと共に全て、汎用GISソフトであるArcView用にデータ変換し、GISデータベース化した。これにより、データの閲覧・解析が容易になり、有効活用できるようになった。
3.この様にして作成されたシステムを用いて、北極海全域の海氷変動挙動を解析した。それにより、氷野全体は主に風と気温により変動するが、局所的には非常に複雑な変化をするところもあるなど、海域ごとの特徴を抽出することができた。
4.回転水槽により、北極海を模擬した実験を行った。北極海のような北半球の閉鎖型海域では、通常はコリオリカの影響により反時計回りの循環ができる。しかし、実際の北極海の海流(すなわち氷の動き)は、べーリング海峡側からグリーンランド側に抜ける貫北極海流とアラスカ沖のボーフォート還流(時計回り)が特徴的である。この原因が、シベリア,アラスカからの大量の河川流出によるものであろうと考え,回転水槽の回転数と直径方向の流れの強さを変化させた実験を行った。結果は見事に上記流れが再現され、その機構を考察することができた。
5.上記実験に対応する海流計算を、多層モデルを用いて行った。実験と同様の結果が得られ、このプログラムが、観測データの少ない海洋計算に適することが示された。

研究成果

• [文献書誌] 三木達至,形山竜之輔,山口一: "北極海航路における氷況の数値予測システムに関する研究"第15回寒地技術シンポジウム論文. 報告集. 353-360 (1999)
• [文献書誌] T.Matsuzawa,H.Yamaguchi,H.Kato, et al.: "Influence of Floe Rotation and Tangential Force between Floes on Local Floe Behavior : Investigation by Discrete Element Model Computations"Proc.18th Intern.Conf.Offshore Mechanics and Arctic Engineering - OMAE99.ASME,St.John's, Canada. OMAE99-1100. 1-7 (1999)
• [文献書誌] H.Yamaguchi,Y.Suzuki, et al.: "Influence of Bow Shape on Icebreaking Resistance in High Speed Range"Proc.18th Intern.Conf.Offshore Mechanics and Arctic Engineering - OMAE99.ASME,St.John's, Canada. OMAE99-1104. 1-9 (1999)
• [文献書誌] H.Yamaguchi,H.Nagaoka, et al.: "Numerical Prediction of Okhotsk Sea Ice Motion"Proc.International Symposium on Atmosphere-Ocean-Cryosphere interaction in the Sea of Okhotsk and the Sur-rounding Environment, Institute of Low Temperature Science (ILTS), Hokkaido University, Sapporo, Japan. (to be published). (2001)
• [文献書誌] C.Rheem,H.Yamaguchi, et al.: "Application of a New Sea Ice Dynamic Model, DMDF Model, for the Prediction of Pack Ice Motion in the Whole Okhotsk Sea"Proc.The 16th Internationl Symposium on Okhotsk Sea & Sea Ice, 2001, Monbetsu,Hokkaido,Japan. (to appear). (2001)
• [文献書誌] C.Rheem,H.Yamaguchi, et al.: "A Short Term Prediction of Ice Condition in the Arctic Ocean with Attention to the Northern Sea Route"Proc.20th Intern.Conf.Offshore Mechanics and Arctic Engineering - OMAE01, ASME, Rio de Janeiro, Brazil, 2001. (to appear). (2001)
• [文献書誌] H.Yamaguchi,T.Miki, et al.: "Prediction of Sea Ice Distribution Using GIS with DMDF Model"Proc.16th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (POAC01), Ottawa, Canada, 2001. (to appear). (2001)