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2019 年度 実施状況報告書

船舶設置GPSによる海面高度観測に基づく津波予測システム構築のための基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03965
研究機関東京大学

研究代表者

丹羽 淑博  東京大学, 大学院教育学研究科(教育学部), 特任准教授 (40345260)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード津波 / 気象津波 / GNSS / GPS / 海面高度観測
研究実績の概要

本研究は、沖合を航行する船舶を津波の観測プラットフォームとして利用する方法を検証するために、船舶に高精度GPS(GNSS)を設置して、沖合航行中に津波に伴う海面高度変動を捉えることを試みるものである。そのために、九州西岸で冬季から春季に毎年発生する気圧変動に起因する気象津波に着目し、九州西岸沖合を航行する民間定期フェリーにて長期連続観測を実施する。
2019年度前半は、九州西岸の気象津波の特性を明らかにするため、九州西岸の各地の験潮所、および東シナ海外洋域の韓国の海洋観測ステーションでこれまで得られてきた潮位データの解析を行った。各地点の年平均周波数スペクトルが地点ごとに年によらず形状・レベルが一定なスペクトル構造を有することを明らかにした。そして、沿岸域と外洋域のスペクトルを比較することにより、外洋域からの外力に対する沿岸各地点の潮位の応答関数を求めた。さらに、九州西岸海域の固有モード解析を沖合自由境界での放射減衰を考慮して行い、求めた固有周波数が潮位データから求めた応答関数のピークに対応することを確認した。
2019年度冬季に民間的フェリーを利用した気象津波の連続観測を実施する予定であったが、新型コロナウィルス感染拡大により中止せざる得なくなった。そこで、これまで蓄積してきたGPS観測データの再解析を行った。GPSデータ処理方法およびノイズ除去方法を見直すことによって、海面水位の測定誤差を10cm程度まで低減でき、大規模な気象津波であれば十分検知しうる精度を持つことが確認された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

研究進捗状況が遅れている理由は、2019年度冬季に予定していた民間定期フェリー(九州商船株式会社)を利用した気象津波の長期連続観測が、新型コロナウィルス感染拡大により中止せざる得なくなったためである。なお、本観測は2020年度に新型コロナウィルス感染が終息したタイミングで開始する予定である。

今後の研究の推進方策

2019年度冬季に予定していた船舶GPS観測が新型コロナウィルス感染拡大により実施できなかったため、'20年度は新型コロナウィルス感染が終息したタイミングで船舶GPS観測を開始し、できる限り長期間に渡って観測データを取得する。さらに、'20年度秋季には岩手県大槌湾においても同湾の固有振動を捉えることを目的に、船舶GPS観測を実施する。そして、得られたGPSデータを解析して船舶の鉛直変位データを求め、このデータから、'19年度前半に得られた気象津波の周波数特性の情報を活用して、気象津波のシグナルを抽出する。さらに、前年度と同じく、'20年度冬季からの船舶GPS観測を実施する。
'21年度は前年度からひき続き船舶GPS観測を続け、得られたGPSデータの解析を行う。それと並行して、仮想的な数値シミュレーションを実施することにより、世界各地の津波常襲国の沖合を航行する複数の船舶のGPSデータを利用することによって地震津波の予測精度がどの程度向上しうるかを調べる。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額が生じたのは理由は、本年度('19年度)冬季に予定していた船舶GPS観測が新型コロナウィルス感染拡大により実施できなかったためである。本観測については、次年度(’20年度)に新型コロナウィルス感染が終息したタイミングで実施する計画である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Advanced tsunami detection and forecasting by radar on unconventional airborne observing platforms2020

    • 著者名/発表者名
      Iyan E. Mulia, Tomoyuki Hirobe, Daisuke Inazu, Takahiro Endoh, Yoshihiro Niwa, Aditya Riadi Gusman, Hidee Tatehata, Takuji Waseda and Toshiyuki Hibiya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 2412

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-020-59239-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Observation of sea surface height using airborne radar altimetry: a new approach for large offshore tsunami detection2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Hirobe, Yoshihiro Niwa, Takahiro Endoh, Iyan E. Mulia, Daisuke Inazu, Takero Yoshida, Hidee Tatehata, Akitsugu Nadai, Takuji Waseda and Toshiyuki Hibiya
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 75 ページ: 541-558

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10872-019-00521-w

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of disturbance of seawater excited by internal wave on GNSS-acoustic positioning2019

    • 著者名/発表者名
      R. Matsui, M. Kido, Y. Niwa and C. Honsho
    • 雑誌名

      Marine Geophysical Research

      巻: 40 ページ: 541-555

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s11001-019-09394-6

    • 査読あり
  • [学会発表] 現実の航空機位置データに基づく津波波形インバージョン2019

    • 著者名/発表者名
      丹羽淑博、広部智之、早稲田卓爾、日比谷紀之
    • 学会等名
      日本海洋学会
  • [学会発表] 「三陸の海の豊かさのひみつを探る」宮城県気仙沼市の小学校における海洋教育の実践2019

    • 著者名/発表者名
      丹羽淑博、田口康大
    • 学会等名
      日本海洋学会
  • [図書] 温暖化に挑む海洋教育-呼応的かつ活動的にー2020

    • 著者名/発表者名
      丹羽淑博(共著)
    • 総ページ数
      258
    • 出版者
      東信堂
    • ISBN
      9784798916262

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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