2016 Fiscal Year Annual Research Report
地球温暖化の影響評価に用いる極浅海域まで拡張可能な大気・海洋・波浪結合モデル構築
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16J09791
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
今井 優樹 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | 海洋・波浪結合モデル / Stokes drift / ネスティング / 沿岸流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本特別研究員の博士課程における研究の最終目的は，(A)地球温暖化の沿岸域への影響評価に用い極浅海域まで拡張した大気・海洋・波浪結合モデルの構築し，これを用いて(B)沿岸部における波浪や流れ（沿岸外力）や塩熱環境場（環境場）の長期的変化を予測することである．
当該年度における(A)について，波による流れ（Stokes drift）に対する不規則波浪の影響を考慮した海洋・波浪結合モデルの開発を行った．不規則波浪場に対する波浪による流れの生成の定式化を行いモデルに実装することで，風波やうねりの卓越した沿岸域の表現を可能にした．開発したモデルを用いて数100mスケール解像度の沿岸流の再現計算を行い，モデル精度検証を行った．さらに，ネスティンググリッドを導入した外洋から岸近傍までの統一的な再現計算を行うことで，沿岸流動に対する外洋の影響評価を行った．計算対象エリアは和歌山県田辺湾，対象期間は2009年9月23日～10月10日とした．沿岸流について得られた結果と白浜海象観測所における同期間の観測データの比較を行うことで，モデルの有意性を示した．
(B)については，既存の数値モデルによるシミュレーション結果との比較に向けて，北西太平洋海洋長期再解析データセット（FORA-WNP30：Usui et al., 2017）の解析を行っている．得られた解析結果は，(A)において開発したモデルのシミュレーション結果を比較し，開発したモデルの評価を行う．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
博士課程における最終目的は，(A)地球温暖化の沿岸域への影響評価に用い極浅海域まで拡張した大気・海洋・波浪結合モデルの構築し，これを用いて(B)沿岸部における波浪や流れ（沿岸外力）や塩熱環境場（環境場）の長期的変化を予測することである．
(A)波による流れ（Stokes drift）に対する不規則波浪の影響を考慮した海洋・波浪結合モデルの開発を行った．不規則波浪場に対する波浪による流れの生成の定式化を行いモデルに実装することで，風波やうねりの卓越した沿岸域の表現を可能にした．開発したモデルを用いて数100mスケール解像度の沿岸流の再現計算を行い，モデル精度検証を行った．さらに，ネスティンググリッドを導入した外洋から岸近傍までの統一的な再現計算を行うことで，沿岸流動に対する外洋の影響評価を行った．計算対象エリアは和歌山県田辺湾，対象期間は2009年9月23日～10月10日とした．沿岸流について得られた結果と白浜海象観測所における同期間の観測データの比較を行うことで，モデルの再現性の向上が示された．
(B)(A)で開発したモデルを用いた将来予測計算は，既存の数値モデルによるシミュレーション結果と比較を行う．モデルの開発と同時並行して北西太平洋海洋長期再解析データセット（FORA-WNP30：Usui et al., 2017）の解析を行い，モデル間比較の準備を行っている．
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| Strategy for Future Research Activity |
博士課程における最終目的は，(A)地球温暖化の沿岸域への影響評価に用い極浅海域まで拡張した大気・海洋・波浪結合モデルの構築し，これを用いて(B)沿岸部における波浪や流れ（沿岸外力）や塩熱環境場（環境場）の長期的変化を予測することである．
(A)今後は，これまで開発してきた海洋・波浪結合モデルに大気モデルをさらに結合させることで，これまで外力として与えていた大気物理量の表現を行う．具体的には，潮汐や 地衡流等の領域スケールの現象に加え，大水深域から極浅海までの風応力（波浪⇔大気・海洋）を表現可能なモデル開発を行う．
(B)(A)の進捗に伴い，JRA-55，海洋再解析 JCOPE2やFORA-WNP30をもとに，過去の日本周辺におけるダウンスケーリ ングを実施する．水平数百 m 解像度で 30～55 年間の時間積分を行い，非結合計算結果や従来の外洋モデルの 結果と比較し，得られた結合モデルの有効性を検証する．
開発された結合モデル用いて，最新の地球温暖化予測結果をもとに日本周 辺へダウンスケーリングすることにより，数百 km スケールに留まっている沿岸部の外力や環境場を数 m ス ケールにまで拡大することが可能となる．これにより，これまで難しかった地球温暖化の湾スケールの海浜 変形，防波堤の設計および生物環境の影響評価を可能とする．
得られた温暖化に伴う将来変化予測結果は，他の影響評価研究者へ積極的に提供する予定であり，本研究は， 日本沿岸部の温暖化に伴う将来変化を示すだけでなく，高潮・高波災害，沿岸環境等のコミュニティーに重 要な知見をもたらすと期待される．
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Research Products
(4 results)
