2003 Fiscal Year Annual Research Report

高波浪時の大気海洋相互作用の解明とそれに基づく気象海象統合モデルの構築

Research Project

Project/Area Number	15201039
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	植田洋匡京都大学, 防災研究所, 教授 (70026186)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	堀口光章京都大学, 防災研究所, 助手 (60190253) 石川裕彦京都大学, 防災研究所, 助教授 (60263159) 小森悟京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60127082) 余偉明東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60251716) 花崎秀史東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (60189579)
Keywords	大気海洋相互作用 / モデルカップリング / 気象モデル / 波浪モデル / 直接数値計算法 / 格子ボルツマン法 / 高潮 / 並列計算
Research Abstract	サブテーマ1:強風時の大気海洋相互作用に門する研究高波浪上の風波と砕波の問題は、大気海洋相互作用の研究で最大の障害であるが、近頃になって非接触な光学的測定法の開発により、流速と温度、濃度の同時測定、面的測定が可能になり、我々もこれに貢献してきた。これらを用いた室内実験、観測により、研究の急展開を図った。 DNS(直接数値シミュレーション)、LES(ラージエディシミュレーション)法による乱流、非線形波動の解明を図る。さらに、我々が行ってきたRDT(Rapid Distortion Theory)による安定成層流の理論研究やKdV方程式、fbrced KdV方程式による非線形波動の理論研究を発展させて、砕波の起こる直前までの波浪上の風波の理論を展開した。サブサブテーマ(a),(b)ではそれぞれ大気側、海洋側の挙動を調べる。サブサブテーマ(a)では気相側の運動量、熱、水蒸気の乱流輸送機構を、サブサブテーマ(b)では海洋波の発達機構を調べた。サブ・サブテーマ(a):高波浪時の大気側の運動量、熱、水蒸気の乱流輸送機構の研究高波浪(うねり)の上に形成される風波や砕波が海面抵抗に及ぼす影響、海面抵抗に占める圧力ドラッグ(圧力分布の非対称性に起因する抗力)と摩擦ドラッグ(摩擦による抗力)の割合を明らかにした。ここで、圧力ドラッグと摩擦ドラッグの総和である海面抵抗が、大気側の運動量輸送量であり、風の抵抗力である。また、これが高潮・高波の発達のエネルギーになる。また、海上風の熱や水蒸気の輸送量は摩擦ドラッグに比例する。これが、台風やそれに伴うメソ擾乱の原動力である。この概念は本研究の新しいところである。サブ・サブテーマ(b):高波浪時の海洋波の発達機構の研究大気側から海面に輸送される運動量に対応した海洋波の発達を明らかにした。2次元波、3次元波について砕波の起こる直前までの発達過程を追跡した。サブテーマ2:メンスケール気象海象総合モデルの研究「気象モデル」と「海象モデル」を「大気海洋相互作用インターフェース」を介して統合し、「メソスケール気象海象総合モデル」を構築し、モデルの妥当性を、室内実験、現地観測データおよび自然災害事例(科研費「突発災害」調査データ)のケーススタディにより検証して、モデルの予測精度を確定した。本年度は準備段階とし、来年度に本格的な研究を実施する。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 植田洋匡: "気象災害の研究の最前線"学術月報. Vol.56,No.7. 29-32 (2003)
[Publications] Hanazaki, H.: "Recirculation eddies generated by solitary in a rotating fluid"J.Phys.Soc.Japn. 72(3). 516-525 (2003)
[Publications] Hanazaki, H.: "Effects of initial conditions on the passive and active scalar fluxes in unsteady stably stratified turbulence"Phyys.Fluids. 15(4). 841-845 (2003)
[Publications] 花崎秀史: "成層乱流中の波動モードと渦モードの振舞いについて"日本機械学会論文集. B-69. 1349-1355 (2003)
[Publications] Hanazaki, H., Hunt, J.C.R.: "Structures of unsteady stably stratified turbulence with mean shear"J.Fluid Mech.. (in press). (2004)
[Publications] 植田洋匡: "水大循環と地域水代謝・第2章水の大循環サイクルと水資源"技報堂. (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

高波浪時の大気海洋相互作用の解明とそれに基づく気象海象統合モデルの構築

Principal Investigator

植田 洋匡 京都大学, 防災研究所, 教授 (70026186)

Research Products

[Publications] 植田 洋匡: "気象災害の研究の最前線"学術月報. Vol.56,No.7. 29-32 (2003)

[Publications] Hanazaki, H.: "Recirculation eddies generated by solitary in a rotating fluid"J.Phys.Soc.Japn. 72(3). 516-525 (2003)

[Publications] Hanazaki, H.: "Effects of initial conditions on the passive and active scalar fluxes in unsteady stably stratified turbulence"Phyys.Fluids. 15(4). 841-845 (2003)

[Publications] 花崎 秀史: "成層乱流中の波動モードと渦モードの振舞いについて"日本機械学会論文集. B-69. 1349-1355 (2003)

[Publications] Hanazaki, H., Hunt, J.C.R.: "Structures of unsteady stably stratified turbulence with mean shear"J.Fluid Mech.. (in press). (2004)

[Publications] 植田 洋匡: "水大循環と地域水代謝・第2章 水の大循環サイクルと水資源"技報堂. (2003)

植田洋匡京都大学, 防災研究所, 教授 (70026186)

[Publications] 植田洋匡: "気象災害の研究の最前線"学術月報. Vol.56,No.7. 29-32 (2003)

[Publications] 花崎秀史: "成層乱流中の波動モードと渦モードの振舞いについて"日本機械学会論文集. B-69. 1349-1355 (2003)

[Publications] 植田洋匡: "水大循環と地域水代謝・第2章水の大循環サイクルと水資源"技報堂. (2003)