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2019 年度 実績報告書

混相流体の特性を含む大気境界層パラメタリゼーションの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19J11255
研究機関北海道大学

研究代表者

岡地 寛季  北海道大学, 大学院工学研究院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
キーワード船舶レーダ観測 / 海面砕波飛沫
研究実績の概要

本研究の目的は気候変動に伴い台風の強大化が予測される中,それに伴う豪雨,高潮,強風による甚大な被害が予測される.そこで,台風の発達に関わる大気と海面間の運動量・熱交換の物理過程を解明し,台風へのそれぞれの影響を評価し,再現性を向上することである.そこで,暴風雨下での降雨と海面砕波飛沫の発生状況を船舶レーダやパーティクルカウンタ,ディスドトメータを用いた観測を行った.
ディスドロメータを用いた観測より,風速が10m/sを超えると風速10m/s以下の場合よりも1mm以下の粒子数が増加する傾向があることがわかった.船舶レーダを用いた観測より,風速に伴って受信電力が増加する傾向があることがわかった.反射電力が増加する理由は,海面からの反射電力であるシークラッターとして扱われる.しかし,海面付近から得られる受信電力は海面のみならず,海面から発生する飛沫粒子,泡,降雨からの受信電力が含まれる.そこで本研究ではそれぞれの要因を分類することで,観測結果より海面から発生する飛沫粒子の鉛直分布を推定することを試みた.海面,飛沫,泡,降雨からの受信電力が得られる原理は明らかであり,今後は理論式に基づく受信電力の鉛直分布を推定することで,観測結果から飛沫粒子の鉛直分布を推定する.
得られた結果は暴風時の接地境界層の乱流構造の解明や運動量・熱交換の物理過程解明に結びつくと考えらえれる.来年度以降は上述した受信電力の要因分類を行い,存在しうる粒子の鉛直分布が運動量や熱交換へどれだけ影響するのか検討し,気象現象への影響について検討していく予定である.

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

観測結果より接地境界層の特徴的な結果が得られ,そこから飛沫の鉛直分布推定を行うことが可能になりつつあることから,概ね順調な進展を見せている.

今後の研究の推進方策

接地境界層内における海面砕波飛沫の鉛直分布推定を行う.得られた知見を用いて,乱流を表現するパラメタを構築し,気象現象への影響を定量的に評価する.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] ディスロメータを用いた海上における2013年夏季の降雨観測2019

    • 著者名/発表者名
      岡地寛季,山田朋人,渡部靖憲,猿渡亜由未,大塚淳一,森信人,馬場康之,水谷英郎,久保輝広,二宮順一,内山雄介
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 75 ページ: 41-46

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Xバンドレーダを用いた暴風下での野外観測2019

    • 著者名/発表者名
      岡地寛季,馬場康之,久保輝広,藤吉康志,山田朋人
    • 雑誌名

      水文・水資源学会2019年度研究発表会要旨集

      巻: なし ページ: 140-141

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Dependence of drag coefficient on sea spray, raindrop and wave state2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Okachi, Tomohito Yamada
    • 学会等名
      Civil Engineering Conference in the Asian Region
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of windy and rainy conditions on the momentum and heat exchange at the lower atmospheric boundary layer2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Okachi, Tomohito Yamada
    • 学会等名
      Waves in sea environment
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of sea spray, rainfall and wave age on the air-sea flux interaction under severe windy condition2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Okachi, Tomohito Yamada
    • 学会等名
      International workshop on tropical cyclone ocean interaction in the north pacific
    • 国際学会
  • [学会発表] ディスドロメータを用いた海上における2013年夏季の降雨観測2019

    • 著者名/発表者名
      岡地寛季,山田朋人,渡部靖憲,猿渡亜由未,大塚淳一,森信人,馬場康之,水谷英郎,久保輝広,二宮順一,内山雄介
    • 学会等名
      第27回地球環境シンポジウム
  • [学会発表] Field observation of rainfall, ocean spray and wave with X-band radar in summer season of 20182019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Okachi, Tomohito Yamada
    • 学会等名
      AsiaPEX Kickoff Conference 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Xバンドレーダを用いた暴風下での野外観測2019

    • 著者名/発表者名
      岡地寛季,馬場康之,久保輝広,藤吉康志,山田朋人
    • 学会等名
      水文・水資源学会2019年度研究発表会
  • [学会発表] Influence of sea spray, randrop and wave age on momentum, latent and sensible heat exchange at the lower atmospheric boundary layer2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Okachi, Tomohito Yamada
    • 学会等名
      Typhoon semiar

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公開日: 2021-01-27  

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