2022 Fiscal Year Final Research Report
Development of a high-resolution particle tracking system around Japan
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20K04059
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒木 聖夫 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(地球情報基盤センター), 准研究副主任 (40512843)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 粒子追跡実験 / 数値海洋モデル / 北西太平洋 / サブメソスケール / 水平渦拡散係数 |
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| Outline of Final Research Achievements |
A high-resolution numerical ocean model of 1/180 degree horizontal-grid spacing covering the entire sea near the Japanese archipelago was developed. Comprehensive particle-tracking experiments were carried out using the simulated high-resolution flow field to record the trajectories and exposed environments of all particles for one year integration period.
The obtained Lagrangian data of a huge number of particles enable us to qualitatively and quantitatively analyze the effects of micro-scale flow structure on the transport and diffusion of water mass and dissolved/suspended materials. For various applied research, we have also developed a postprocessing system that can immediately present and visualize the trajectory and experience history of the corresponding particles by specifying an arbitrary time and space.
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| Free Research Field |
環境動態解析
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
海水中の溶存・浮遊物質の輸送・拡散過程の研究では粒子追跡実験が広く用いられているが、その精度は流動場の格子解像度に依存し、対象領域の広さとトレードオフの関係にある。
本研究では日本近海全域を対象としながら約500m格子間隔という従来にない高い解像度での海洋流動場シミュレーションを実現し、10億を超える膨大な数の粒子の軌跡・経験環境を記録することに成功した。
本研究で開発したモデリングシステム及びラグランジアン粒子データセットは、日本沿岸及び北西太平洋域での水産資源（卵や幼生・仔稚魚）や人為起源物質（プラスチック粒子や漂流ゴミ等）の輸送・拡散過程の解明に大きく貢献することが期待できる。
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