研究成果

河川から海への水の動き、台風時のモデルを精緻化 -台風がもたらす海洋環境への影響を把握-


2017年12月05日


     山敷庸亮 総合生存学館教授、ヨシュコ・トロシェリ 防災研究所研究員、佐山敬洋 同准教授、佐々木俊明 同工学研究科修士課程学生(現・JR東海)、寶馨 総合生存学館長、黒木龍介 同修士課程学生、山形俊男 学際融合教育研究推進センター宇宙総合学研究ユニット特任教授、セルゲイ・ヴァーラモフ 海洋研究開発機構研究員、宮澤泰正 同主任研究員、マリー・ファニー・ラコー 英国プリマス海洋研究所博士らの研究グループは、大型台風通過時にどのように河川から淡水が沿岸部に拡散するのか、数値シミュレーションと衛星リモートセンシングの比較を通じて明らかにしました。

     本研究成果は、「Journal of Hydrology」誌(2017年12月号)に掲載されました。

    研究者からのコメント

    (上段)左から、山敷教授、トロシェリ研究員、佐山准教授、佐々木博士課程学生、寶学館長
    (下段)左から、黒木修士課程学生、山形特任教授、ヴァーラモフ研究員、宮澤主任研究員、ラコー博士

     本研究では、台風による海洋への極端淡水流出を初めて定量的かつ定性的に影響評価できるスキームを構築できたので、他の極端流出イベントにも適用できるようになりました。今後、気象予測データと連結すれば、海洋環境への影響を事前に把握できることになり、沿岸域の総合的管理に大きく貢献することになります。

    概要

     これまで、台風に伴い大量の淡水が川から海へ流れることは指摘されていましたが、どの程度の規模の台風でどの流域からどの規模の流出が起こりうるのか、またそれが沿岸域の淡水分布にどのような影響を与えうるのかの詳細を説明するモデルは構築されていませんでした。

     今回の研究では2002年の台風Chataanと2011年のRokeの分析・比較に加え、人工衛星から観測した海洋プランクトンの分布も加味し、既に構築されている二つの陸域・海洋モデルを統合しました。その結果、複数の台風出水の状況をよく再現し、かつ実際の沿岸域の分布状況をよく再現するモデルを構築することができました。

     台風に伴い淡水が移動する際には、水だけではなく土壌や栄養分も同時に海へ流れ込みます。また、過去の研究(Yamashiki et al. 2014)では、2011年の原発事故時に放出された放射性物質が移動したルートの一つとしても取り上げられています。海洋環境へ大きく影響するこの種の水の動きを正確にモデル化することで、台風到来前にあらかじめ環境への影響を評価することができるようになると考えられます。

    図:(左)モデルを用いて計算された塩分濃度(Roke台風通過前と通過後)、(右)衛星リモートセンシングを用いて観測された海洋のクロロフィルa濃度(Roke台風通過前と通過後)。淡水が広がっている領域に、植物プランクトンの顕著な増加が確認できる。

    詳しい研究内容について

    書誌情報

    【DOI】
    https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2017.10.042

    Josko Troselj, Takahiro Sayama, Sergey M.Varlamov, Toshiharu Sasaki, Marie-Fanny Racault, Kaoru Takara, Yasumasa Miyazawa, Ryusuke Kuroki, Toshio Yamagata, Yosuke Yamashiki(2017). Modeling of extreme freshwater outflow from the north-eastern Japanese river basins to western Pacific Ocean. Journal of Hydrology, 555, 956-970.


    河川から海への水の動き、台風時のモデルを精緻化 -台風がもたらす海洋環境への影響を把握-
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