データ同化

演繹法的な数値モデリングと帰納法的な観測データ解析の長所を組み合わせるデータ同化手法により、海況予測・再解析・最適化などの研究を行っています。つまり、データ同化とは、海洋物理学だけでなく、統計科学や制御理論なども含めた総合的な学問分野といえます。我々は基礎理論だけでなく、実際に海況予測システムを構築し、ホームページで公開・実演しています。さらに、水産研究所や海上保安庁の研究や業務に利用される(例:日本海区水産研究所JADE予測システム)など、海洋データ同化は幅広い利用可能性を秘めています。

RIAM Ocean Modelの開発と改良

当研究所独自の3次元海洋循環モデルです。外洋から沿岸スケールまで多様な海洋変動を正確にシミュレーションすることができます。日本近海の海況予測(DREAMS)もこのモデルをベースとしています。下図では、4段階の異なる分解能でモデル化した流速分布を玄界灘で例示しています。

生態系モデルの開発

海洋生態系ピラミッドの基部をなすプランクトンの増減を予測する生態系モデル(図1)の開発と改良をしています。
水温や流速の変化を予測する海洋循環モデルと生態系モデルを連結させることで、気候変動予測に対するプランクトンの応答を調べ(図2)、水産資源や生物生産性の変動予測や環境管理に貢献します。


生態系モデル(NPZDタイプ+DO)の模式図。


日本周辺のクロロフィルa濃度[mg/m3]の季節変化(気候値)。クロロフィルa濃度は植物プランクトンの濃度を意味している。

海洋エネルギーのポテンシャル調査

高分解能かつ高精度な局所的海洋モデルを作成し、海流エネルギーや温度差発電の賦存量を推定、現場での実証実験へと繋げています。


高分解能モデルによって再現されたトカラ列島の海流変化。潮流の影響によって、短期間でも黒潮が大きく変化する。

対馬暖流のモニタリング

東アジア域の様々な海洋変動が東シナ海と日本海を接続する海峡部に集約されています。フェリー会社(カメリアライン株式会社)の全面的な協力により、我々は対馬海峡において15年を超える記録的な長期監視を継続しています。本研究室のメンバーは何度も対馬海峡を往復して海洋観測を体験します。


定期フェリーに設置したADCPで観測した2006年4月の対馬海峡の通過流速構造。
東西水道に対馬暖流が分岐し、中間(対馬下流)には反流が見られる。