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

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04049
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 内山 雄介 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80344315)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 海域環境アセスメント / 海洋モデリング / 波－流れ相互作用 / サブメソスケール乱流 / ダウンスケーリング

Outline of Annual Research Achievements

1年目（H27年度）は，領域海洋循環モデルをベースにvortex force型の波-流れ相互作用の効果を組み込んだ数値モデル（ROMS-WECと呼称する）に対し，特に波-流れ相互作用に関する要素技術の高度化に取り組んだ．ROMS-WECでは（鉛直）乱流モデルとして地球流体分野で開発されたKPPモデル（Largeら，1994）を改良したものを用いているが，本研究では浅海域での乱流構造の再現性の向上を目指し，GLS乱流モデル（Umlauf & Burchard，2003）をベースにローカルなTKE生成に対するStokes drift鉛直分布に伴うシア生成や砕波（white cappingを含む）の影響を考慮した2方程式モデルを開発することを目標としている．1年目（H27年度）は，上記モデル開発のためのパラメータセット取得などのために，紀伊半島田辺湾沖において秋季～冬季風浪を対象とした長期連続観測を行った．現地観測では新たに購入した自記式超音波流速分布計ADCP（RDI製 Workhourse Centinel 600 kHz）を海底に設置し，層厚0.5m，サンプリング周波数2Hzで約75日間の連続観測を行い，位相平均された波浪の影響を取り込みつつ，潮流，吹送流，外洋影響などを包含した良質なデータセットの取得に成功した．これを用いて同湾湾口部における海面境界層内の力学構造，流動とその発生機構，海水交換特性になどに着目した詳細な解析を行った．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

H27年9月から約3ヶ月間のADCP＋CT連続観測により，海洋表層境界層内の流動・密度鉛直構造に関する良質なデータセットの取得に成功した．しかしながら，H27年秋季～冬季の気象海象条件は例年になく静穏であり，当初想定していた高波浪イベントを捉えることができなかった．ただし，成層期から成層崩壊期における混合層の遷移や，それに伴う内部潮汐波の伝播特性変化，また沖合の黒潮流路変動に対応した紀伊水道スケールで生じる中規模循環流による沖合水塊の波及イベントなどを捕捉することができ，現地観測結果を取りまとめて学術論文として投稿しているところである．

Strategy for Future Research Activity

H27年度は現地観測において台風や低気圧に伴う荒天イベントを捉えることができなかったので，H28年度にもう一度，紀伊半島田辺湾沖において秋季～冬季風浪を対象としたADCP＋CT長期連続観測を行い，研究計画推進のためのデータセット取得を目指す予定である．

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of California, Los Angelels(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: University of California, Los Angelels
  • # of Other Institutions: 3
• [Int'l Joint Research] LEGOS-IRD(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: LEGOS-IRD
• [Journal Article] 瀬戸内海および遠州灘沿岸域における陸域起源物質分散の季節変動特性について (2016)
  • Author(s): 内山雄介・鈴江洋太・小硲大地
  • Journal Title: 土木学会論文集B1（水工学） Volume: 72 (4) Pages: I_949-I_954
  • DOI: 10.2208/jscejhe.72.I_949
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Mid- to inner-shelf coupled ROMS-SWAN model-data comparison of currents, and temperature: Diurnal and semi-diurnal variability (2015)
  • Author(s): Kumar, N., Feddersen, F., Suanda, S., Uchiyama, Y., McWilliams, J. and O'Reilly, W.
  • Journal Title: Journal of Physical Oceanography Volume: 46 Pages: 841-862
  • DOI: 10.1175/JPO-D-15-0103.1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] On tridimensional rip current modeling (2015)
  • Author(s): Marchesiello, P., Benshila, R., Almar, R., Uchiyama, Y., McWilliams, J. and Shchepetkin, A.
  • Journal Title: Ocean Modelling Volume: 96 Pages: 36-48
  • DOI: 10.1016/j.ocemod.2015.07.003
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Mid-shelf to surf zone coupled ROMS-SWAN model-data comparison of waves, currents, and temperature: Diagnosis of subtidal forcings and response (2015)
  • Author(s): Kumar, N., Feddersen, F., Uchiyama, Y., McWilliams, J. and O'Reilly, W.
  • Journal Title: Journal of Physical Oceanography Volume: 45 Pages: 1464-1490
  • DOI: 10.1175/JPO-D-14-0151.1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Larval dispersal in the Seto Inland Sea analyzed with a 3-D Lagrangian particle tracking (2015)
  • Author(s): Kosako, T. and Uchiyama, Y.
  • Journal Title: Proc. of 34th JSST Annual Conference: International Conference on Simulation Technology Volume: 1 Pages: 310-313
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Seasonal variability of Eulerian tracer dispersal in an estuary and a continental shelf margin (2015)
  • Author(s): Suzue, Y. and Uchiyama, Y.
  • Journal Title: Proc. of 34th JSST Annual Conference: International Conference on Simulation Technology Volume: 1 Pages: 314-317
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Three-dimensional transient rip currents: Effects of topography on low-frequency motions (2015)
  • Author(s): Uchiyama, Y. and Kawakami, M.
  • Journal Title: Proc. of 34th JSST Annual Conference: International Conference on Simulation Technology Volume: 1 Pages: 318-320
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 海面高度計およびArgoデータに基づく3次元密度推定値を同化させた海洋流動モデルの再現精度について (2015)
  • Author(s): 内山雄介・神吉亮佑・高野祥子・山崎秀勝・宮澤泰正
  • Journal Title: 土木学会論文集B3（海洋開発） Volume: 71 Pages: I_365-I_370
  • DOI: http://doi.org/10.2208/jscejoe.71.I_365
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 瀬戸内海周辺海域を対象とした台風通過時の広域海洋熱収支解析 (2015)
  • Author(s): 内山雄介・西井達也
  • Journal Title: 土木学会論文集B3（海洋開発） Volume: 71 Pages: I_383-I_388
  • DOI: http://doi.org/10.2208/jscejoe.71.I_383
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 台風通過に伴う瀬戸内海および太平洋北西海域における海洋構造変化 (2015)
  • Author(s): 内山雄介・多田拓晃
  • Journal Title: 土木学会論文集B2（海岸工学） Volume: 71 Pages: I_211-I_216
  • DOI: http://doi.org/10.2208/kaigan.71.I_211
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 日本海におけるサブメソスケール乱流に伴う極前線および対馬暖流の季節変動について (2015)
  • Author(s): 内山雄介・宮崎 大・神吉亮佑・宮澤泰正
  • Journal Title: 土木学会論文集B2（海岸工学） Volume: 71 Pages: I_415-I_420
  • DOI: http://doi.org/10.2208/kaigan.71.I_415
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 琉球諸島周辺海域におけるeddy heat fluxを用いたサブメソスケール乱流混合強化メカニズムの解析 (2015)
  • Author(s): 上平雄基・内山雄介・御手洗哲司・仲田翔平
  • Journal Title: 土木学会論文集B2（海岸工学） Volume: 71 Pages: I_1219-I_1224
  • DOI: http://doi.org/10.2208/kaigan.71.I_1219
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 黒潮流路変動が瀬戸内海全域の幼稚仔分散過程に及ぼす影響 (2015)
  • Author(s): 小硲大地・内山雄介・御手洗哲司
  • Journal Title: 土木学会論文集B2（海岸工学） Volume: 71 Pages: I_1231-I_1236
  • DOI: http://doi.org/10.2208/kaigan.71.I_1231
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 統合型河川・浅海域土砂輸送モデルを用いた河川由来懸濁態放射性核種の海洋分散解析 (2015)
  • Author(s): 山西琢文・内山雄介・津旨大輔・三角和弘
  • Journal Title: 土木学会論文集B2（海岸工学） Volume: 71 Pages: I_565-I_570
  • DOI: http://doi.org/10.2208/kaigan.71.I_565
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] マルチクラス懸濁質輸送モデルによる福島沿岸域堆積物シミュレーション (2016)
  • Author(s): 内山雄介
  • Organizer: 2016年度沿岸海洋シンポジウム：震災復興に対する沿岸海洋学の貢献
  • Place of Presentation: 東京大学本郷キャンパス（東京都文京区）
  • Year and Date: 2016-03-21 – 2016-03-21
  • Invited
• [Presentation] Characterizing Stormwater Dispersion and Dilution from Small Coastal Streams (2016)
  • Author(s): Romero, L., Siegel, D.A., McWilliams, J.C., Uchiyama, Y., Jones, C.
  • Organizer: Ocean Sciences Meeting 2016
  • Place of Presentation: New Orleans, LA, USA
  • Year and Date: 2016-02-21 – 2016-02-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Biogeochamical responses to meso- and submesoscale oceanic variability in the Kuroshio region (2016)
  • Author(s): Suzue, Y., Uchiyama, Y. and Yamazaki, H.
  • Organizer: Ocean Sciences Meeting 2016
  • Place of Presentation: New Orleans, LA, USA
  • Year and Date: 2016-02-21 – 2016-02-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Near-inertial resonance, upper-ocean stirring and impacts on the Kuroshio path due to typhoons in the northwestern Pacific Ocean (2016)
  • Author(s): Tada, H. and Uchiyama, Y.
  • Organizer: Ocean Sciences Meeting 2016
  • Place of Presentation: New Orleans, LA, USA
  • Year and Date: 2016-02-21 – 2016-02-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Topographic effects on low-frequency variability in three-dimensional transient littoral currents (2016)
  • Author(s): Uchiyama, Y., McWilliams, J.C. and Akan, C.
  • Organizer: Ocean Sciences Meeting 2016
  • Place of Presentation: New Orleans, LA, USA
  • Year and Date: 2016-02-21 – 2016-02-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 津波・高潮による沿岸災害～発生・伝播・増幅メカニズムと防災対策 (2016)
  • Author(s): 内山雄介
  • Organizer: 第9回災害対策セミナー in Kobe，シンポジウム「神戸における自然災害の防止・減災を目指して」
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2016-01-21 – 2016-01-21
  • Invited
• [Presentation] Three-dimensional modeling of time-dependent wave-driven currents on a sandy beach (2015)
  • Author(s): Uchiyama, Y.
  • Organizer: Seminar on Simulation of Coastal Processes
  • Place of Presentation: 立命館大学（滋賀県草津市）
  • Year and Date: 2015-11-24 – 2015-11-24
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Near-inertial resonance and upper-ocean stirring due to typhoons in the northwestern Pacific margin (2015)
  • Author(s): Tada, H. and Uchiyama, Y.
  • Organizer: The 2nd Open Science Symposium on Western Pacific Ocean Circulation and Climate (2nd OSS-2015)
  • Place of Presentation: Busan, South Korea
  • Year and Date: 2015-10-26 – 2015-10-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Influences of submesoscale eddies on synoptic and mesoscale dynamics in the Japan Sea (2015)
  • Author(s): Uchiyama, Y., Miyazaki, D. and Kanki, R.
  • Organizer: The 2nd Open Science Symposium on Western Pacific Ocean Circulation and Climate (2nd OSS-2015)
  • Place of Presentation: Busan, South Korea
  • Year and Date: 2015-10-26 – 2015-10-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 黒潮離接岸に伴う瀬戸内海内部における幼稚仔分散の変動特性 (2015)
  • Author(s): 小硲大地・内山雄介・御手洗哲司
  • Organizer: 2015年度日本海洋学会秋季大会・講演要旨集
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2015-09-26 – 2015-09-30
• [Presentation] 伊予灘および遠州灘沿岸域における陸域起源物質海洋分散の季節変動特性 (2015)
  • Author(s): 鈴江洋太・内山雄介
  • Organizer: 2015年度日本海洋学会秋季大会・講演要旨集
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2015-09-26 – 2015-09-30
• [Presentation] 太平洋北西海域および黒潮域における台風通過に伴う海洋構造変化について (2015)
  • Author(s): 多田拓晃・内山雄介
  • Organizer: 2015年度日本海洋学会秋季大会・講演要旨集
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2015-09-26 – 2015-09-30
• [Presentation] 福島沿岸域における浅海域・河川由来懸濁態放射性核種の海洋分散 (2015)
  • Author(s): 山西琢文・内山雄介・津旨大輔・三角和弘
  • Organizer: 2015年度日本海洋学会秋季大会・講演要旨集
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2015-09-26 – 2015-09-30
• [Presentation] Submesoscale stirring of the Kuroshio in the East China Sea (2015)
  • Author(s): Uchiyama, Y.
  • Organizer: International symposium on Submesoscale Oceanography : Prospect for a new world, JOS Fall Meeting 2015
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2015-09-26 – 2015-09-26
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Modeling oceanic responses to typhoons in the northwestern Pacific margin (2015)
  • Author(s): Uchiyama, Y. and Tada, H.
  • Organizer: AOGS 12th Annual Meeting (AOGS 2015)
  • Place of Presentation: Singapore
  • Year and Date: 2015-08-02 – 2015-08-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Anisotropic Relative Dispersion near the Southern California Coast (2015)
  • Author(s): Romero, L., Uchiyama, Y., Ohlmann, C., McWilliams, J.C. and Siegel, D.A.
  • Organizer: Lagrangian Analysis and Prediction of Coastal and Ocean Dynamics (LAPCOD2015)
  • Place of Presentation: Winter Harbor, MA, USA
  • Year and Date: 2015-07-27 – 2015-07-31
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Offline passive tracerモデルの開発と瀬戸内海西部海域への適用 (2015)
  • Author(s): 鈴江洋太・内山雄介
  • Organizer: 平成27年度土木学会関西支部年次学術講演会・講演概要集
  • Place of Presentation: 摂南大学（大阪府寝屋川市）
  • Year and Date: 2015-05-30 – 2015-05-30
• [Presentation] 北太平洋西岸海域における台風通過に伴う海洋構造変化に関する研究 (2015)
  • Author(s): 多田拓晃・内山雄介
  • Organizer: 平成27年度土木学会関西支部年次学術講演会・講演概要集
  • Place of Presentation: 摂南大学（大阪府寝屋川市）
  • Year and Date: 2015-05-30 – 2015-05-30
• [Presentation] Coastal dispersal of the land-derived tracer in an estuary and a continental shelf margin (2015)
  • Author(s): Uchiyama, Y. and Suzue, Y.
  • Organizer: Japan Geosciences Union Meeting 2015
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-28
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Modeling dispersal of land-derived suspended radionuclides in the Fukushima coast (2015)
  • Author(s): Yamanishi, T.,Uchiyama, Y.,Onda, Y.,Tsumune, D, and Misumi, K.
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2015
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 原子力発電所からの放射性物質の漏洩を想定した海洋拡散シミュレーション手法の構築 (3) －瀬戸内海，関東・東海，東北沿岸モデルの比較－ (2015)
  • Author(s): 内山雄介
  • Organizer: 海洋放射能汚染緊急対応予測モデルに関するワークショップ
  • Place of Presentation: 福島大学（福島県福島市）
  • Year and Date: 2015-05-22 – 2015-05-22
• [Presentation] Effects of fluctuating Kuroshio path on larval dispersal in the Seto Inland Sea (2015)
  • Author(s): Kosako, T., Uchiyama, Y. and Mitarai, S.
  • Organizer: 18th Pacific-Asian Marginal Seas Meeting (PAMS 2015)
  • Place of Presentation: てんぶす那覇（沖縄県那覇市）
  • Year and Date: 2015-04-21 – 2015-04-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Coastal dispersal of Eulerian passive tracer: Comparative experiments in an estuary and a continental shelf margin (2015)
  • Author(s): Suzue, Y. and Uchiyama, Y.
  • Organizer: 18th Pacific-Asian Marginal Seas Meeting (PAMS 2015)
  • Place of Presentation: てんぶす那覇（沖縄県那覇市）
  • Year and Date: 2015-04-21 – 2015-04-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Oceanic and coastal responses to super typhoons in the northwestern Pacific marginal seas (2015)
  • Author(s): Tada, H. and Uchiyama, Y.
  • Organizer: 18th Pacific-Asian Marginal Seas Meeting (PAMS 2015)
  • Place of Presentation: てんぶす那覇（沖縄県那覇市）
  • Year and Date: 2015-04-21 – 2015-04-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Topographic effects on submesoscale eddy mixing around the Kuroshio off the Ryukyu Islands (2015)
  • Author(s): Uchiyama, Y. and Kamidaira, Y.
  • Organizer: 18th Pacific-Asian Marginal Seas Meeting (PAMS 2015)
  • Place of Presentation: てんぶす那覇（沖縄県那覇市）
  • Year and Date: 2015-04-21 – 2015-04-23
  • Int'l Joint Research