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2021 Fiscal Year Annual Research Report

波浪を考慮した大気海面境界素過程の解明と沿岸災害への影響評価

Research Project

Project/Area Number 19H00782
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

森 信人  京都大学, 防災研究所, 教授 (90371476)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡部 靖憲  北海道大学, 工学研究院, 教授 (20292055)
竹見 哲也  京都大学, 防災研究所, 教授 (10314361)
内山 雄介  神戸大学, 工学研究科, 教授 (80344315)
馬場 康之  京都大学, 防災研究所, 准教授 (30283675)
金 洙列  熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 准教授 (60508696)
志村 智也  京都大学, 防災研究所, 准教授 (70789792)
二宮 順一  金沢大学, 地球社会基盤学系, 助教 (20748892)
豊田 将也  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70908558)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords大気海洋境界過程 / 波浪 / パラメタリゼーション / 沿岸災害
Outline of Annual Research Achievements

波浪境界層を考慮して大気海洋境界過程のパラメタリゼーションの定量化・汎用化とこれを用いた沿岸災害等の数値モデルへの影響評価を実施し,最大クラスの高潮・高波想定,大気や海洋の循環場へのモデル化と感度解析を行った.具体的な研究項目としては,(A) 大気海洋境界過程の現地観測,(B) 大気海洋境界面の素過程の解明と定量化,(C) 高潮・高波・台風の極端現象,大気・海洋の循環場への影響評価の3項目を実施した.
項目A 「大気海洋境界過程の現地観測」大気海洋境界過程定量化のための詳細な大気・海洋の観測を実施し,パラメータ空間をカバーするデータ解析を行った.項目Bにおける大気海洋境界面の素過程の解明・パラメタリゼーションのため,前年度に引き続き大気・海洋観測塔を用いた集中観測を継続し,低~高風速,風波・うねりの状態等をカバーする現地観測データセットの整備を行った.
項目B 「大気海洋境界面の素過程の解明と定量化」運動量交換係数,熱交換係数,海面粗度,砕波乱流の4つのパラメタリゼーションにつながる素過程のバルク式の見直しを行った.海面境界過程を波浪境界層理論をもとに風速と波浪の方向スペクトルを説明変数として考え,海面粗度高さについて枠組みの見直しを行った.波浪方向スペクトルをもとに運動量・熱交換過程,鉛直代表長さスケールをパラメタライズした.特に,砕波による海面表層での海洋の鉛直混合に着目し,パラメタリゼーションを行った.
項目C 「高潮・高波・台風の極端現象,大気・海洋の循環場への影響評価」項目Bで得られたパラメタリゼーションを用い,高潮・高波・台風の極端現象および大気・海洋の大循環場等への影響について定量的に検討した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

コロナの影響を考慮した計画に従い,順調に成果を得ている.

Strategy for Future Research Activity

最終年度に向かって,目標達成のために研究をまとめていく.

  • Research Products

    (18 results)

All 2022 2021

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Impacts of wave-induced ocean surface turbulent kinetic energy flux on typhoon characteristics2022

    • Author(s)
      Takagi Masashi、Ninomiya Junichi、Mori Nobuhito、Shimura Tomoya、Miyashita Takuya
    • Journal Title

      Coastal Engineering Journal

      Volume: 64 Pages: 151~168

    • DOI

      10.1080/21664250.2021.2017191

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optimization of empirical typhoon model considering the difference of radius between pressure gradient and wind speed distributions2022

    • Author(s)
      Toyoda Masaya、Mori Nobuhito、Yoshino Jun
    • Journal Title

      Coastal Engineering Journal

      Volume: 64 Pages: 376~386

    • DOI

      10.1080/21664250.2022.2035514

  • [Journal Article] Uncertainty of storm surge forecast using integrated atmospheric and storm surge model: a case study on Typhoon Haishen 20202022

    • Author(s)
      Toyoda, M., N. Fukui, T. Miyashita, T. Shimura, N. Mori
    • Journal Title

      Coastal Engineering Journal

      Volume: 64 Pages: 135-150

    • DOI

      10.1080/21664250.2021.1997506

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Freak wave in high-order weakly nonlinear wave evolution with bottom topography change2021

    • Author(s)
      Lyu, Z., N. Mori and H. Kashima
    • Journal Title

      Coastal Engineering

      Volume: 167 Pages: 11

    • DOI

      10.1080/21664250.2021.1929742

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Natural variability and warming signals in global ocean wave climates2021

    • Author(s)
      Oderiz, I., R. Silva, T. Mortlock, N. Mori, T. Shimura, A. Webb, R. Padilla, S. Villers
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 48 Pages: e2021GL093622

    • DOI

      10.1029/2021GL093622

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Tropical cyclone characteristics represented by the ocean wave coupled atmospheric global climate model incorporating wave-dependent momentum Flux2021

    • Author(s)
      Shimura, T., N. Mori, D. Urano, T. Takemi, R. Mizuta
    • Journal Title

      Journal of Climate

      Volume: 35 Pages: 499-515

    • DOI

      10.1175/JCLI-D-21-0362.1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A nearshore oceanic front induced by wave streaming2021

    • Author(s)
      Wang, P., McWilliams, J.C. and Uchiyama, Y.
    • Journal Title

      Journal of Physical Oceanography

      Volume: 51 Pages: 1967-1984

    • DOI

      10.1175/JPO-D-21-0004.1

  • [Journal Article] GMDH-based wave prediction model for one-week nearshore waves using one-week forecasted global wave data2021

    • Author(s)
      Kim, S., Takeda, M. and Mase, H.
    • Journal Title

      Applied Ocean Research

      Volume: 117 Pages: 102859

    • DOI

      10.1016/j.apor.2021.102859

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A framework for transformation to nearshore wave from global wave data using machine learning techniques: Validation at the Port of Hitachinaka, Japan2021

    • Author(s)
      Kim, S., Tom, T.H.A., Takeda, M. and Mase, H
    • Journal Title

      Ocean Engineering

      Volume: 221 Pages: 108516

    • DOI

      10.1016/j.oceaneng.2020.108516

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 日本沿岸のうねりの方向スペクトルの標準形に関する検討2021

    • Author(s)
      藤木 峻・森 信人・川口 浩二
    • Organizer
      土木学会海岸工学講演会
  • [Presentation] 高潮の河川遡上を考慮した波浪・高潮結合モデルの開発2021

    • Author(s)
      豊田 将也・森 信人・金 洙列・澁谷 容子
    • Organizer
      土木学会海岸工学講演会
  • [Presentation] 位相解像型波浪モデルを用いた強風時の風波発達モデルの開発2021

    • Author(s)
      佐藤 笙子・森 信人・志村 智也・宮下 卓也
    • Organizer
      土木学会海岸工学講演会
  • [Presentation] 大気海洋波浪結合モデルを用いた台風Haiyanの擬似温暖化実験2021

    • Author(s)
      二宮 順一・竹見 哲也・森 信人
    • Organizer
      土木学会海岸工学講演会
  • [Presentation] 風波砕波による海洋表層混合の台風への影響2021

    • Author(s)
      髙木 雅史・森 信人・二宮 順一・志村 智也・宮下 卓也
    • Organizer
      土木学会海岸工学講演会
  • [Presentation] アンサンブルカルマンフィルタ海洋データ同化システムの開発と瀬戸内海流動への応用2021

    • Author(s)
      王 鴻鑫・黒澤賢太・内山雄介
    • Organizer
      土木学会海岸工学講演会
  • [Presentation] 高解像度海洋モデルと海洋地質学の融合による東部瀬戸内海海底地形の長期形成過程の解析2021

    • Author(s)
      乳原 材・内山雄介 ・小硲大地
    • Organizer
      土木学会海岸工学講演会
  • [Presentation] 越波越流遷移モデルを用いた高潮浸水計算手法の精度検証2021

    • Author(s)
      冨永 侑歩, 伍井 稔, 加藤 憲一, 金 洙列, 間瀬 肇
    • Organizer
      土木学会海岸工学講演会
  • [Presentation] Development of a coupled coastal flood model of surge, wave, precipitation and sewer backflow for urban area2021

    • Author(s)
      JO, J., Kim, S., Mase, H., Mori, N. and Tsujimoto
    • Organizer
      土木学会海岸工学講演会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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