| 研究概要 |
本研究は海域施設の信頼性設計・性能設計に必須となる波浪情報を高精度・高解像度で提供できる開境界適応型大気・海洋結合波浪推算手法の開発を目的として行ったものであり,これによって得られた主要な成果は以下の通りである.
1.Adjoint法によるデータ同化を用いた任意開境界条件の推定法の開発
目的変数を開境界上の方向スペクトルとするAdjoint法を波浪推算モデルWAMに組み込むことにより,推算精度が格段に向上し,計算領域も大幅に縮小できることを明らかにした.
2.風から波へのエネルギー伝達過程の解明とエネルギー流入項と損失項の定式化
風波下の水粒子速度場の計測結果に基き,白波砕波がエネルギー散逸率の増大と風から波へのエネルギー伝達量の増大に密接にかかわっていることを明らかにするとともに,白波砕波の影響を反映させたエネルギー流入および損失項の定式化を行った.
3.局地気象モデルによる海上風算出
局地気象モデルとしてMM5を用いて鉛直20層の水平解像度1km格子で2001年度1年間の伊勢湾海上風の再現計算を行い,その結果を海洋観測塔の風速・風向データと比較し,このモデルによって外洋海上風だけでなく陸地の影響を強く受ける内湾海上風の算出が実用レベルで十分に可能となることを実証した.
4.海上風と風波を結合させた波浪推算手法
海上風を気象モデルMM5,波浪をWAM及びSWANでそれぞれ計算する結合モデルを開発して伊勢湾及び東京湾の波浪追算を行い,格子間隔を200m程度まで細密化することによって,空港島や海底地形の影響も含めて多様な気象場での内湾波浪の実用レベルの高精度推算が可能となることを実証した.
5.日本周辺全域での波浪追算精度の検証
日本周辺任意地点での波浪追算精度の向上のため,各地点での観測データに同化させるAdjoint WAMの開発を行った.方向スペクトルの第1推定値を同化変数とし,評価関数に観測誤差項と背景誤差項の両方を考慮することにより,日本周辺全域において推算精度が向上することが示された.
|
