2009 Fiscal Year Annual Research Report
大気・海洋間の運動量輸送過程の帰納的推定と沿岸防災技術の高度化に関する研究
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20360222
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
橋本 典明 Kyushu University, 大学院・工学研究院, 教授 (90371749)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山城 賢 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (70336014)
横田 雅紀 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (60432861)
河合 弘泰 (独)港湾空港技術研究所, 海洋・水工部, 海象情報研究チームリーダー (40371752)
川口 浩二 (独)港湾空港技術研究所, 海洋・水工部, 主任研究官 (50371753)
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| Keywords | 波浪推算モデル / 非線形相互作用 / 大気・海洋間の運動量輸送過程 / データ同化 |
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| Research Abstract |
1. 大気・海洋間の運動量輸送過程の検討と波浪モデルの改良
前年度に検討した非線形エネルギー輸送項および風から波へのエネルギー輸送項とエネルギー消散項を波浪モデルに組み込みこんだ。ここでは,エネルギー輸送項,消散項とも複数の関数形を組み込み,オプションとしての設定で,任意の組み合わせで計算ができるように改良した。また,浅海域で重要な地形性砕波によるエネルギー消散項として,Battjesら(1978)のBoreモデルを導入し改良した。
2. 波浪予報モデルのAdjointコードの開発と適用性に関する検討
暴風時の大気・海洋間の運動量輸送過程で重要な海面抵抗係数CDに着目し,波浪観測データから波浪推算モデルWAMを介してCDを逆推定可能なAdjoint法(4次元変分法)を利用した方法を開発した。一般にCDはHonda & Mitsuyasu(1982)の式のように10m高度の風速U10に関する1次式で与えられるが,近年,風速30m/sを超える超強風下では,逆にCDが減少するというPowell et al.(2003)などの報告があることから,U10に関する2次式および離散的一定値関数の2つの場合を検討した。ただし,CDを離散的一定値関数とする場合にはU10の分割数が未知パラメータ数となり,パラメータ数を増せば解の分解能は向上するが推定値が不安定になりやすい。そこでCDがU1Oに関する連続関数と仮定し,離散化したCDの値が局所的には滑らかな連続関数である先験条件を付加した。合理的かつ最適なパラメータは,モデルによる推定値と観測値の観測誤差項と先験条件の満足度を表す背景誤差項の和で表されるコスト関数を最小化することにより推定した。作成したAdjointコードの妥当性は,数値シミュレーションによる双子実験により,目標値に近い海面抵抗係数の値が適切に推定されることで確認した。
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