Development of an integrated multi-scale coastal environmental modeling system for oceanic and climatic studies

开发用于海洋和气候研究的综合多尺度沿海环境模拟系统

• 批准号: 18H03798
• 负责人: 内山 雄介
• 金额: $ 21.38万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H03798/
• 关键词: 領域海洋流動モデル; 海洋環境; 数値シミュレーション; 領域海洋循環モデル; 波－流れ相互作用; サブメソスケール乱流; 物質分散; ネスティング; 波-流れ相互作用; 海洋循環モデル; 沿岸海洋環境; ダウンスケーリング; 波ー流れ相互作用; 海洋流動モデリング; 地球環境; 気候変動

本研究では，変動環境下に適用可能な，砕波帯・陸棚・外洋をシームレスに接続するマルチスケール統合型沿岸環境解析システムの決定版とも呼ぶべき海洋モデリング技術開発を行う．本システムは，地球規模環境シグナルを厳密に考慮しつつ，人間活動や海洋生態系にとって重要な役割を果たす沿岸域における精緻な解析，海流，波浪，河川，潮汐，風応力等の浅海物理学に求められる全ての要素を包含した流動環境，それに伴う栄養塩等の溶存物質，土砂や生物幼稚子等の懸濁質分散・循環の統一的な動態解析などが可能な画期的なシステムとなる．さらに，海洋学において最先端の話題となっている海洋表層混合やそれに伴う気候変動モデルに対する波浪の影響について，中規模現象およびサブメソスケール現象を取り上げ，それらの定量的性質や発生機構に踏み込んだ数値解析を行うことを目指している．4年目（2021年度）は，砕波帯・浅海域モデリング技術の向上を目指し，沖縄科技院大(OIST)が運用している沖縄県本部村地先のケーブル観測システム等を用いた現地実験を実施し，データをもとに開発中のEulerian/Lagrangian物質分散スキームの改良と検証を行う予定であった．しかしながら，新型コロナウイルス禍などのため昨年度に続いて現地調査が実施できなかった．そこで研究計画を見直し，アメリカ大気海洋局NOAAによるGlobal Drifter Program（GDP）による漂流ブイデータを収集して研究に利用するとともに，モデル開発を鋭意進展させ，波流れ相互作用，Euler-Lagrange物質分散，相変化汚染物質輸送モデリング技術の開発や運用を行い，計10編の査読論文（うち4編はSCI論文）と4編の査読付き国際会議プロシーディングス論文を発表した．

This study aims to develop a new technology for the analysis of coastal environment, which is applicable to dynamic environment, such as wave band, shelf and ocean. This paper discusses the global scale of environmental factors, human activities, marine ecosystem, coastal areas, coastal areas and other factors in shallow water physics, including the flow environment, and other dissolved substances such as nutrients. Dynamic analysis of dispersion and circulation of suspended matter in soil, sand, biological seed, etc. The most advanced topic in oceanography is ocean surface mixing, which is accompanied by climate change, and the influence of waves on medium-scale phenomena. The quantitative properties of these phenomena and the development mechanism are discussed. The numerical analysis of these phenomena is carried out in the fourth year (2021). The upward direction of wave zone and shallow sea area is pointed out. OIST has implemented the Eulerian/Lagrangian material dispersion model in the process of development. The new type of computer has been investigated in the field for the past year. The research program is currently underway, and the development and application of technologies for the study of drift and concentration under the NOAA Global Drifter Program (GDP) is underway. A total of 10 series of research papers (4 series of SCI papers) and 4 series of research papers for international conferences were presented.

项目成果

Identification of coral spawn supply source for restoration of the Sekisei Lagoon within the Kuroshio region

确定黑潮地区积石泻湖恢复的珊瑚卵供应源

• 发表时间: 2019
• 作者: Motohiko Kashima;Naoya Takeda;Sachika Odani;Yusuke Uchiyama;Yuki Kamidaira;Satoshi Mitarai
• 通讯作者: Satoshi Mitarai

マルチクラス3次元懸濁質輸送モデルを用いた福島沿岸域における陸域起源懸濁態放射性核種動態の解析

利用多类三维悬浮固体输运模型分析福岛沿海地区陆源悬浮放射性核素的动态

• 发表时间: 2021
• 作者: 山田晃一郎;設樂翔一;宮崎康行;内山雄介・東 晃平・徳永夏樹
• 通讯作者: 内山雄介・東 晃平・徳永夏樹

Tidally-driven submesoscale coherent eddies at Naruto Strait in the Seto Inland Sea, Japan

日本濑户内海鸣门海峡潮汐驱动的亚中尺度相干涡流

• 发表时间: 2020
• 作者: Uchiyama;Y.;Yanase;S. and Zhang;X.
• 通讯作者: X.

Medium-term water mass exchange and associated regional circulations in the South China Sea

南海中期水团交换及相关区域环流

• 发表时间: 2019
• 作者: Takaura;N.;Uchiyama;Y.;Nizamani;Z. and Nakayama;A.
• 通讯作者: A.

A flood-induced sediment and suspended radiocesium transports in the Fukushima Coast due to Typhoon 201326 analyzed with a JCOPE2-ROMS downscaling model and in situ observations

使用 JCOPE2-ROMS 降尺度模型和现场观测分析了台风 201326 在福岛海岸引起的洪水引起的沉积物和悬浮放射性铯输送

• 发表时间: 2019
• 作者: Tokunaga;N.;Uchiyama;Y.;Tsumune;D.;Yamada;M.;Tateda;Y.;Ito;Y.;Ishimaru;T.;Watanabe;Y.;Ikehara;K. and Fukuda;M.
• 通讯作者: M.