| 研究課題/領域番号 |
24760403
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 独立行政法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
田村 仁 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, 研究員 (80419895)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 合成開口レーダ / 波浪モデル / 高周波スペクトル |
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| 研究概要 |
宇宙航空研究開発機構JAXA/ALSOが搭載する合成開口レーダーPALSARが観測するスペクトル帯（L-Band、波長：15-30cm、周波数：2.2-3.3Hz）に着目し、海洋表面波の高周波スペクトルを現場観測データに基づいて解析した。
用いたデータは、これまでにマイアミ大学を中心とした研究グループが行ってきた波浪観測プロジェクト（FETCH、SHOWEX、GASEX、SOGASEX）で得られたデータである。ASIS（Air-Sea Interaction Spar）ブイは大気海洋間のフラックス観測計測のため開発されたブイで、ブイの軌道修正を行うことで、大気乱流や波浪の高周波スペクトルを直接計測することが可能となっている。
ASISブイによって得られた５Hzまでの高周波スペクトルを解析した結果、波浪スペクトルの平衡領域、散逸領域が明瞭に確認され、また、それより高周波側のL-band帯域においては周波数スペクトル形状の特徴的なべき乗則が確認された。また、L-band帯域におけるスペクトルエネルギーは摩擦速度との相関が高いことが確認された。これらの結果を用いて海洋波浪モデルの高周波cut-offを通常のモデルで用いられる0.5Hzから４Hzまで拡張し、モデルを用いて高精度に高周波スペクトルエネルギーを再現できることに成功した。
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| 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
申請当初は風波乱流の直接数値計算DNS結果をベースに第三世代波浪モデルの拡張を検討していた。しかしながら計算コードのチューニングの手間や計算負荷を考慮して、H24年度は主に現地観測データに基づいてモデル改良を行った。本手法による海洋波浪モデルの改良で、L-bandを対象とした合成開口レーダー画像解析の可能性が高まった。
一方、海洋表層のストークスドリフトは波浪スペクトルの3次モーメントとして評価されることから、高周波スペクトル形状との関連性が高い。波浪モデルを用いて太平洋におけるストークスドリフトを再現し、現地観測結果と比較したところ既存モデルでも散逸領域までの波浪スペクトル形状の再現性が高いことが示された。
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| 今後の研究の推進方策 |
合成開口レーダーC-band領域の高周波スペクトルをモデル化するため、マイアミ大学風洞水槽を用いた室内実験を行う。また、一般的に船舶レーダーで用いられるX-bandによって得られた海面情報から海上風、波浪スペクトル、および内部波の抽出方法が確立されつつあることから、それらの知見を基により高周波側の波浪スペクトルを高精度に抽出できるよう海洋波浪モデルを改良する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
上記の研究を推進するため、マイアミ大学出張旅費、およびマイアミ大学から研究者を招待し、ミニ波浪ワークショップを日本で開催するための費用として使用する計画である。その他、衛星画像の購入を計画している。
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