マルチスケール統合型沿岸環境解析システム開発と変動環境下における広域海洋動態解析（国際共同研究強化）

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15KK0207
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 内山 雄介 神戸大学, 工学研究科, 教授 (80344315)
• 研究期間 (年度): 2016 – 2019
• キーワード: 領域海洋循環モデル / 波－流れ相互作用 / サブメソスケール乱流 / 物質分散 / ネスティング

研究実績の概要

本研究では，変動環境下に適用可能な，砕波帯・陸棚・外洋をシームレスに接続する海洋モデリング技術開発を行う．これらの技術に基づく統合型沿岸環境予測システムでは，地球規模環境シグナルを厳密に考慮しつつ，人間活動や海洋生態系にとって重要な役割を果たす沿岸域における精緻な解析，海流，波浪，河川，潮汐，風応力等の浅海物理学に求められる全ての要素を包含した流動環境，それに伴う栄養塩等の溶存物質，土砂や生物幼稚子等の懸濁質分散・循環の統一的な動態解析などが可能となる．さらに，海洋学において最先端の話題となっている海洋表層混合やそれに伴う気候変動モデルに対する波浪の影響について，サブメソスケール現象を取り上げ，それらの定量的性質や発生機構に踏み込んだ数値解析を行うことを目指している．
2017年9月までの長期渡航のあとも継続して国際共同研究を推進し，2018年度は開発中のマルチスケールモデルの完成に向けた要素技術開発を行い，波浪影響下の状況を含む複数の高解像度海洋再解析に取り組んだ．まず，和歌山田辺湾において台風期を含む夏季から秋季にADCP等の長期係留観測を行い，強風・高波浪下における海面での運動量および乱流エネルギー輸送などについて検討した．また，南カリフォルニア湾を対象に波－流れ相互作用を考慮したスペクトル波浪モデルによる長期再解析を行い，海流による波浪変調機構についての解析を行った．さらに，湧昇フロントに発生するSCSsに対する波浪の影響に関する解析，砕波帯に発生する3次元渦の発生発達過程に関する解析，サブメソスケール乱流拡散が福島第一原発を放出源とする放射性核種の海洋分散に及ぼす影響の解析，黒潮およびそれに伴う海洋渦がサンゴ礁生態系ネットワークの形成に及ぼす影響の解析，内湾域における下水道処理水の海洋分散と隣接するノリ養殖上への影響評価などを行った．

研究成果

• [国際共同研究] カリフォルニア大学ロサンゼルス校(米国) (2016)
  • 年月日: 2016-09-18 – 2017-09-17
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: カリフォルニア大学ロサンゼルス校
  • 主な海外共同研究者名: James C. McWilliams
  • 部局: 大気海洋科学科
  • 職名: 教授
• [雑誌論文] Development of a numerical marine weather routing system for coastal and marginal seas using regional oceanic and atmospheric simulations (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., Uchiyama, Y., and Kosako, T.
  • 雑誌名: Ocean Eng. 巻: 195 ページ: 106706
  • DOI: 10.1016/j.oceaneng.2019.106706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topographic and coastline influences on surf eddies (2020)
  • 著者名/発表者名: Akan, C., McWilliams, J.C. and Uchiyama,Y.
  • 雑誌名: Ocean Modell. 巻: 147 ページ: 101565
  • DOI: 10.1016/j.ocemod.2019.101565
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] On relaxation of the influences of treated sewage effluent on an adjacent seaweed farm in a tidal strait (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhang, X., Uchiyama, Y. and Nakayama, A.
  • 雑誌名: Mar. Pollut. Bull. 巻: 144 ページ: 265-274
  • DOI: 10.1016/j.marpolbul.2019.04.050
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of regional downscaling capability in STEAMER ocean prediction system based on multi-nested ROMS model (2019)
  • 著者名/発表者名: Kamidaira, Y., Kawamura, H., Kobayashi, T. and Uchiyama, Y.
  • 雑誌名: J. Nuclear Sci. Tech. 巻: 56 ページ: 752-763
  • DOI: 10.1080/00223131.2019.1613269
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Strong internal tides generated by the interaction of the Kuroshio Current and tides over a shallow ridge (2019)
  • 著者名/発表者名: Masunaga, E., Uchiyama, Y. and Yamazaki, H.
  • 雑誌名: J. Phys. Oceanogr. 巻: 49 ページ: 2917-2934
  • DOI: 10.1175/JPO-D-18-0238.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] ARMOR3Dを用いた黒潮と切離中規模渦の相互作用および海洋構造変化に関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡田信瑛・内山雄介
  • 雑誌名: 土木学会論文集B2（海岸工学） 巻: 75 ページ: I_199-I_204.
  • DOI: 10.2208/kaigan.75.I_199
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lagrange粒子追跡モデルを用いた伊豆諸島周辺海域の物質輸送及び拡散の評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 木村和久・増永英治・小硲大地・内山雄介
  • 雑誌名: 土木学会論文集B2（海岸工学） 巻: 75 ページ: I_211-I_216
  • DOI: 10.2208/kaigan.75.I_211
  • 査読あり
• [雑誌論文] 海中混入気泡による超音波後方散乱と熱輸送 (2019)
  • 著者名/発表者名: 猿渡亜由未・大塚淳一・馬場康之・久保輝広・水谷英朗・志村智也・二宮順一・山田朋人・内山雄介・森 信人・渡部靖憲
  • 雑誌名: 土木学会論文集B2（海岸工学） 巻: 75 ページ: I_67-I_72
  • DOI: 10.2208/kaigan.75.I_67
  • 査読あり
• [雑誌論文] ダウンスケーリング海洋モデルを用いた南シナ海の海洋構造物に作用する外力評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高浦 育・内山雄介・Nizamani, Z.・中山昭彦
  • 雑誌名: 土木学会論文集B2（海岸工学） 巻: 75 ページ: I_979-I_984
  • DOI: 10.2208/kaigan.75.I_979
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 砕波による海洋表層混合のパラメタリゼーションと台風に対する応答 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高木雅史・森 信人・二宮順一・志村智也・内山雄介・馬場康之・水谷英朗・久保輝広・渡部靖憲・大塚淳一・山田朋人・猿渡亜由未
  • 雑誌名: 土木学会論文集B2（海岸工学） 巻: 75 ページ: I_61-I_66
  • DOI: 10.2208/kaigan.75.I_61
  • 査読あり
• [雑誌論文] 福島沿岸域における台風通過時の出水イベントに伴う懸濁態放射性核種の輸送堆積過程に関する解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 徳永夏樹・内山雄介・津旨大輔・山田正俊・立田 穣・石丸 隆・伊藤友加里・渡邉 豊・池原 研・福田美保
  • 雑誌名: 土木学会論文集B2（海岸工学） 巻: 75 ページ: I_667-I_672
  • DOI: 10.2208/kaigan.75.I_667
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2018年夏期に観測された台風に伴う高波浪について (2019)
  • 著者名/発表者名: 馬場康之・久保輝広・森 信人・渡部靖憲・山田朋人・猿渡亜由未・大塚淳一・内山雄介・二宮順一
  • 雑誌名: 土木学会論文集B2（海岸工学） 巻: 75 ページ: I_271-I_276
  • DOI: 10.2208/kaigan.75.I_271 (pdf)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of hydrodynamic loads on offshore truss structure using large eddy simulation method (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, A., Nizamani, Z., Uchiyama, Y., Ng, C. Y. and Montasir, O.
  • 雑誌名: Proc. IAHR World Congress 2019 巻: - ページ: 2712-2716
  • DOI: 10.3850/38WC092019-1506
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Residual circulations and associated water mass transport in the South China Sea analyzed with a coupled HYCOM-ROMS downscaling ocean model (2019)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, Y., Takaura, N., Okada, N. and Nakayama, A.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 2157 ページ: 020029
  • DOI: 10.1063/1.5126564
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A post-disaster assessment on a storm-induced flood and associated coastal dispersal of the river-derived suspended radiocesium originated from the Fukushima nuclear accident (2019)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, Y. and Tokunaga, N.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 2157 ページ: 020030
  • DOI: 10.1063/1.5126565
  • 査読あり
• [雑誌論文] A review of ocean forces interaction model with offshore structures near the free surface (2019)
  • 著者名/発表者名: Nizamani, Z., Nakayama, A., Uchiyama, Y. and Hai, T. K.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 2157 ページ: 020038
  • DOI: 10.1063/1.5126573
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A three-dimensional numerical assessment on the influences of treated sewage effluent on an adjacent seaweed farm with different discharge operations (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhang, X., Uchiyama, Y. and Nakayama, A.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 2157 ページ: 020031
  • DOI: 10.1063/1.5126566
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Surface gravity and capillary wave (2019)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, Y.
  • 雑誌名: Encyclopedia of Ocean Sciences, 3rd Edition, Eds.: J.K. Cochran, H.J. Bokuniewicz and P.L. Yager, Vol. 3, Elsevier, ISBN: 978-0-12-813081-0 巻: 3 ページ: 672-681
  • DOI: 10.1016/B978-0-12-409548-9.11465-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] ラングミュア循環の物理 - 沿岸域への影響：砕波帯周辺で生じる3次元組織渦構造 (2019)
  • 著者名/発表者名: 内山雄介
  • 雑誌名: 月間海洋 巻: 51 ページ: 406-412
• [雑誌論文] 和歌山県田辺湾における海水交換特性の季節変化とその形成メカニズムに関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡田信瑛・内山雄介
  • 雑誌名: 瀬戸内海 巻: 77 ページ: 50-51
• [雑誌論文] Multiscale routes to supply nutrients through the Kuroshio nutrient stream (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagai, T., Clayton, S. and Uchiyama, Y.
  • 雑誌名: In: Kuroshio Current: Physical, Biogeochemical and Ecosystem Dynamics, Geophysical Monograph Series, Eds: Nagai, T., Saito, H., Suzuki, K. and Takahashi, M., John Wiley & Sons, NY, ISBN:1119428343 巻: - ページ: 105-126
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Biogeochemical responses to seasonal oceanic variability around a ridge area along the Kuroshio off Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Zhang, X., Uchiyama, Y., Suzue, Y. and Yamazaki, H.
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020, Feb. 16-21, 2020, San Diego, CA, USA.
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of Wave Streaming and Wave Variations on Nearshore Wave-driven Circulation (2020)
  • 著者名/発表者名: Wang, P., McWilliams, J.C., Uchiyama, Y. and Chekroun, M.
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020, Feb. 16-21, 2020, San Diego, CA, USA.
  • 国際学会
• [学会発表] A robust regional downscaling ocean modeling for the Kuroshio region off Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, Y.
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020, Feb. 16-21, 2020, San Diego, CA, USA.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Evolution of downscaling ocean modeling and its application to the metocean forcing evaluation for offshore structures around Malaysia (2019)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, Y.
  • 学会等名: Offshore Engineering Lecture Series at Civil and Environmental Engineering Department, Universiti Teknologi Petronas, Bandar Seri Iskandar, Perak, Malaysia, Apr. 24, 2019. (invited lecture)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Eddy-induced transports and meso- and submesoscale dynamics in coastal and shelf seas (2019)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, Y.
  • 学会等名: Gordon Research Conference - Coastal Ocean Dynamics, June 16-21, 2019, Southern New Hampshire University, NH, USA. (invited)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Nearshore transport of suspended radiocesium in the Fukushima coast derived from Niida River during Typhoon Wipha in fall 2013, (2019)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, Y.
  • 学会等名: Joint special seminar of CRIEPI and IER, Fukushima University, Fukushima, Japan. (invited)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A preliminary analysis of a newly-developed regional ocean data assimilation system: A case of Tokyo Bay in summer (2019)
  • 著者名/発表者名: Takatama, K., Kurosawa, K., Uchiyama, Y. and Miyoshi, T.
  • 学会等名: 7th International Symposium on Data Assimilation (ISDA2019), Jan. 21-24, 2019, Riken RCCS, Kobe, Japan.
  • 国際学会
• [学会発表] Multiple-scale variations of wind-generated wave in the Southern California Bight (2019)
  • 著者名/発表者名: Cao, Y., Dong, C., Uchiyama, Y., Wang, J. and Yin, X.
  • 学会等名: 20th Pacific Asian Marginal Seas (PAMS 2019), Mar. 19-22, 2019, Kaohsiung, Taiwan.
  • 国際学会
• [学会発表] A medium-term reanalysis of synoptic circulations in the South China Sea using a HYCOM-ROMS downscaling ocean model (2019)
  • 著者名/発表者名: Takaura, N., Uchiyama, Y., Nizamani, Z. and Nakayama, A.
  • 学会等名: 20th Pacific Asian Marginal Seas (PAMS 2019), Mar. 19-22, 2019, Kaohsiung, Taiwan.
  • 国際学会
• [学会発表] Interisland coral connectivity across the Nansei Archipelago, the East China Sea: Dynamical influences of the Kuroshio (2019)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, Y., Odani, S., Kashima, M., Kamidaira, Y. and Mitarai, S.
  • 学会等名: 20th Pacific Asian Marginal Seas (PAMS 2019), Mar. 19-22, 2019, Kaohsiung, Taiwan.
  • 国際学会
• [学会発表] Implementing regional downscaling capability in the STREAMER ocean prediction system based on multi-nested ROMS model（多段ネストROMSモデルに基づいたSTEAMERにおけるダウンスケーリング機能の実装） (2019)
  • 著者名/発表者名: Kamidaira, Y., Kawamura, H., Kobayashi, T., and Uchiyama, Y.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2019 (JpGU 2019), Chiba, Japan, May 26-30, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] Transport processes around the Izu-chain islands investigated with a Lagrangian particle tracking model（Lagrange粒子追跡モデルを用いた伊豆諸島周辺海域の物質輸送・拡散の評価） (2019)
  • 著者名/発表者名: Kimura, W., Masunaga, E., Kosako, T. and Uchiyama, Y.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2019 (JpGU 2019), Chiba, Japan, May 26-30, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] Multiscale routes to supply nutrients through the Kuroshio nutrient stream (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagai, T., Clayton, S. and Uchiyama, Y.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2019 (JpGU 2019), Chiba, Japan, May 26-30, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] A reanalysis of regional circulations in the Southern South China Sea using a HYCOM-ROMS downscaling ocean model（HYCOM-ROMSモデルを用いた南シナ海南部における海洋流動構造に関する研究） (2019)
  • 著者名/発表者名: Takaura, N., Uchiyama, Y., Nizamani, Z. and Nakayama, A.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2019 (JpGU 2019), Chiba, Japan, May 26-30, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] Neasrshore transport of suspended radiocesium In the Fuksima Coast derived from Niida River induced by Typhoon Wipha（新田川河口海域における台風Wilpaによる出水イベントに伴う懸濁態放射性セシウムの沿岸輸送について） (2019)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga, N., Uchiyama, Y., Tsumune, D., Yamada, M., Tateda, Y., Ito, Y., Ishimaru, T., Watanabe, Y., Ikehara, K. and Fukuda, M.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2019 (JpGU 2019), Chiba, Japan, May 26-30, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] Fates and dynamical roles of pinch-off mesoscale eddies originated from the Kuroshio Extension Jet（黒潮続流ジェットから放出される切離中規模渦の挙動と力学的効果について） (2019)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, Y., Okada, N. and Dong, C.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2019 (JpGU 2019), Chiba, Japan, May 26-30, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] Biogeochemical responses to seasonal oceanic variability along the Kuroshio (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhang, X., Uchiyama, Y., Suzue, Y. and Yamazaki, H.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2019 (JpGU 2019), Chiba, Japan, May 26-30, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] Mass and Heat Transport Generated by the Kuroshio and Tides Investigated with a High Resolution Downscaled Regional Oceanic Model (2019)
  • 著者名/発表者名: Masunaga, E., Kimura, W., Kosako, T. and Uchiyama, Y.
  • 学会等名: AOGS 16th Annual Meeting (AOGS 2019), Singapore, Jul. 28 - Aug. 2, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] Medium-term water mass exchange and associated regional circulations in the South China Sea (2019)
  • 著者名/発表者名: Takaura, N., Uchiyama, Y., Nizamani, Z. and Nakayama, A.
  • 学会等名: AOGS 16th Annual Meeting (AOGS 2019), Singapore, Jul. 28 - Aug. 2, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] A flood-induced sediment and suspended radiocesium transports in the Fukushima Coast due to Typhoon 201326 analyzed with a JCOPE2-ROMS downscaling model and in situ observations (2019)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga, N., Uchiyama, Y., Tsumune, D., Yamada, M., Tateda, Y., Ito, Y., Ishimaru, T., Watanabe, Y., Ikehara, K. and Fukuda, M.
  • 学会等名: AOGS 16th Annual Meeting (AOGS 2019), Singapore, Jul. 28 - Aug. 2, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] Kuroshio-derived pinch-off mesoscale eddies: Generation, propagation, and recollision with the Kuroshio (2019)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, Y., Okada, N. and Dong, C.
  • 学会等名: AOGS 16th Annual Meeting (AOGS 2019), Singapore, Jul. 28 - Aug. 2, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] Biogeochemical responses to seasonal oceanic variability along the Kuroshio (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhang, X., Uchiyama, Y., Suzue, Y. and Yamazaki, H.
  • 学会等名: AOGS 16th Annual Meeting (AOGS 2019), Singapore, Jul. 28 - Aug. 2, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] How the Kuroshio enriches the southern coast of Japan and its downstream regions? (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagai, T., Duran, S., Otero, D., Yoshie, N., Ohgi, K., Hasegawa, D., Clayton, S. and Uchiyama, Y.
  • 学会等名: PICES-2019 Connecting Science and Communities in a Changing North Pacific, Victoria, BC, Canada, Oct. 16-27, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of coral spawn supply source for restoration of the Sekisei Lagoon within the Kuroshio region (2019)
  • 著者名/発表者名: Kashima, M., Takeda, N., Odani, S., Uchiyama, Y., Kamidaira, Y. and Mitarai, S.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2019, San Francisco, CA, USA, Dec. 9-13, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] 海洋モデリング技術を用いた南シナ海の海洋構造物に作用する外力評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高浦 育・内山雄介
  • 学会等名: 2019年度土木学会関西支部年次学術講演会，大阪大学 吹田キャンパス，2019年5月25日．
• [学会発表] 新田川から放出された懸濁態放射性核種の沿岸域での輸送特性について (2019)
  • 著者名/発表者名: 徳永夏樹・内山雄介
  • 学会等名: 2019年度土木学会関西支部年次学術講演会，大阪大学 吹田キャンパス，2019年5月25日．
• [学会発表] 沖縄本島周辺海域におけるラグランジュ粒子追跡によるサンゴ浮遊幼生のコネクティビティ数値解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 内山雄介・小谷瑳千花・宮川 翼
  • 学会等名: 2019年度日本海洋学会秋季大会，富山国際会議場，2019年9月25日-29日．
• [図書] Encyclopedia of Ocean Sciences, 3rd Edition (2019)
  • 著者名/発表者名: Eds: J.K. Cochran, H.J. Bokuniewicz and P.L. Yager
  • 総ページ数: 4306
  • 出版者: Elsevier
  • ISBN: 978-0-12-813081-0
• [図書] Nagai, T., Clayton, S. and Uchiyama, Y. (2019): Multiscale routes to supply nutrients through the Kuroshio nutrient stream, In: Kuroshio Current: Physical, Biogeochemical and Ecosystem Dynamics, Geophysical Monograph Series (2019)
  • 著者名/発表者名: Eds: Nagai, T., Saito, H., Suzuki, K. and Takahashi, M.
  • 総ページ数: 336
  • 出版者: John Wiley & Sons
  • ISBN: 1119428343
• [備考] 神戸大学内山研究室
  • URL: http://coast.dce.kobe-u.ac.jp