放射性核種の海域移行評価に向けた懸濁態・溶存態セシウム同時輸送解析システムの開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Interdisciplinary Study on Environmental Transfer of Radionuclides from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident
• Project/Area Number: 15H00977
• 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 – 2017-03-31
• Keywords: 海洋科学 / 環境動態 / 放射性核種 / 海洋流動・分散モデリング

Outline of Annual Research Achievements

H27年度は，137-Cs（セシウム137）の懸濁物への静的吸脱着モデル（Misumi ら，2014）をベースに，懸濁態に吸着した137-Csの輸送と環境中（海水中および堆積物中）での溶存態・懸濁態間の移行過程を同時に解析し得る新しいダイナミック吸脱着（DAD：Dynamic Absorption and Desorption）モデルの開発に取り込んだ．さらに，H25-26公募研究において開発済みの溶存態137-Cs分散・土砂輸送広域分散モデルROMS-WCSにDADモデルを統合し，超高解像度河口・浅海域用統合型3次元懸濁態・溶存態137-Cs動態解析システム（ROMS-WCS-DAD）を構築した．このシステムを用いて，JCOPE2再解析データ（Miyazawaら，2008）からの4段ネスティングによるdownscaleを行い，水平空間解像度をJCOPE2の10kmから，3km，1km，250m，50mへと順次細密化させ，福島県新田川・富岡川河口を含む福島第一（1F）～福島第二原発（2F）間の浅海域を対象とした，溶存態・懸濁態を含む全137-Cs動態海洋再解析を実施した．モデル領域は新田川河口を中心とした約20 km四方の領域であり，これを水平解像度約50m，鉛直32層で表現し，再懸濁評価に必要な波浪推算モデル（GPV-CWMとSWANのカップリングシステム）により表現することにより，A02海洋・海洋生物班，A03河川班によって実施されたH24-26年度現地観測の再解析に取り組んだ．

Current Status of Research Progress

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

Reason

ダイナミック吸脱着（DAD：Dynamic Absorption and Desorption）モデルの開発は，①基礎方程式の導出，②モデルへの組み込み，③テスト計算，④本計算から構成される．基盤となるROMS-WCSに対してDADモデルは，（懸濁粒子クラスを3つとした場合）基礎方程式が3つ増加し，さらに海底地盤モデルが必要となるため，非常に大規模な改造を必要とする．その過程で，収束性が向上しない問題や，各要素間の収支構造が精緻に計算できないなど様々な問題が発生したので，①から③までのルーチンを綿密に繰り返した．そのため，DADモデルを組み込んだ④の実施が予定よりも若干遅れた．モデル開発上の主要な問題は概ね解決したので，H28年度は④の実施と解析を鋭意進めていく予定である．なお，H27年度は並行してDADモデルを組み込まない④の解析を重点的に進めており，その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

実施状況に記載したように，H27年度はDADモデルの開発に若干手間取ったため，本計算の実施と解析を十分に行うことができなかった．H28年度はこれらについて早急に取り組むとともに，当初計画で予定していた海浜流，掃流土砂輸送の効果を組み込み（これらのプロトタイプは開発済み），長期再解析を実施する．

Research Products

• [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: http://doi.org/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 / Open Access
• [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 / 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