沿岸海域における大気海洋結合モデルの構築

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1997年に諌早湾干拓事業によって湾奥部が締め切られて以降, 有明海の環境悪化と干拓事業との関係が大きな社会問題となっている. 諫早湾では夏季において低酸素水塊が頻繁に形成されており, 湾内の生態系や水産資源への影響が懸念されているが, 低酸素水塊の形成要因や経年変化を総合的に調査, 研究した例は少ない. そこで, 今年度では, 九州農政局が諌早湾内で測得した2004年から2012年の水質および風況データを解析し, 低酸素水塊の経年変化を調べるとともに, 重回帰分析を行うことで底層の溶存酸素(DO)濃度の変動要因について明らかにした. また, 主成分分析を行うことで底層DOの空間変動特性を調べた. さらに, 大気・海洋結合モデルを完成させるとともに, 有明海を対象に計算を行い, 計算結果と観測結果を比較することで大気・海洋結合モデルのパラメータチューニングを行った. 得られた結果は以下のとおりである. D低酸素水塊の発生割合は諫早湾中央部と湾口北側で大きい値をとる, 大規模な低酸素水塊の形成割合は2006年が最も大きく, 2009年に最も小さい値をとった. 2)重回帰分析によって, 底層DO濃度の長期変動をよく再現することができた. また, 底層DO濃度の低減には密度成層が, 底層DO濃度の増加には底層のChl. a濃度が支配的であることがわかった. 3)スペクトル解析により, 湾奥部の底層DO濃度の変動は風の影響を強く受けることがわかった. 4)主成分分析の結果, 湾全域が一様に高酸素水塊, あるいは一様に低酸素水塊に覆われるモードが第1モードとして卓越し, 第2モードは湾奥部と湾口部のDO濃度が逆転するモードで, 湾口部は低酸素域となり, 湾奥部は高酸素域となるモードであることが示された. 第3モードは, 諌早湾軸に対して非対象となるモードで, 卓越風に起因していると推測される. 5)大気流動モデルWRFの解析で得られた有明海上の風応力分布を構築した海洋流動モデルに組み込むことで, 九州農政局が諌早湾内の6地点で測得した水質観測結果を精度よく再現し, 構築した大気・海洋結合モデルの妥当性を確認した.