洪水被害の確率的評価に基づく新たな洪水防御計画策定の枠組みの提案

提出基于洪水损害概率评估的防洪规划新框架

• 批准号: 21J14210
• 负责人: 竹島 滉
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14210/
• 关键词: 内挿; モデル結合; CaMa-Flood; 河川防災; 河道データ; グリッド変換

申請者は本年度、任意の球面格子系のための内挿ツール、及び大気海洋陸域結合における陸面格子の作成手法の開発を行った。陸面及び河川の長期シミュレーションを行うには、大気海洋モデルとの相互作用は無視できない。大気モデル、海洋モデル、陸面モデル及び河川モデルはそれぞれ異なる格子系を持っており、それらの間で物理量の交換を行うには内挿計算が必要となる。本研究では、陸面の標高分布や単位集水域の形状を反映し河川のシミュレーションを適切に行うことのできる河川モデルとしてCaMa-Floodを採用しているが、その格子系が特殊で、既存の内挿ツールを適用するのが難しかったこと、また海洋モデルの海陸分布と不整合が生じてしまうことから、新たな内挿ツール及び整合的な陸面の生成手法を構築することとした。内挿ツールに関しては、CaMa-Floodの格子系を含む任意の格子系間での内挿計算を行うことのできる新たなアルゴリズムを考案し、汎用パッケージとして整備した。その計算精度を「MIRA」（内挿アルゴリズムの相互比較指標）プロトコルに基づいて評価し、通常の格子系についても既存の内挿ツールと同等の性能を持つことを確認した。また、海洋モデルと整合的な陸面を生成する手法を開発した。CaMa-Floodの格子系は高解像度の緯度経度格子の集合で各格子の形状を定義しており、そのため一般直交座標系等の格子系を用いる海洋モデルと海陸分布を一致させることが不可能である。そこで、通常の陸面と異なる仮想陸面を導入し、大気モデルから見た陸面率を海洋モデルと陸域モデルとで一致させる手法を構築した。これにより、モデル間の物理量の交換時に水やエネルギーが領域内で保存され、大気海洋陸域を整合性を以て結合させることが可能となった。

今年，申请人开发了一种用于任意球形网格系统的插值工具和一种在大气-海洋-陆地耦合中创建陆地表面网格的方法。为了对陆地表面和河流进行长期模拟，与大气-海洋模型的相互作用不容忽视。大气模型、海洋模型、地表模型、河流模型各自具有不同的网格系统，它们之间需要进行插值计算来交换物理量。本研究采用CaMa-Flood作为河流模型，能够通过反映地表高程分布和单位流域形状来适当模拟河流，但其网格系统比较特殊，且现有的插值法很难应用。由于该工具与海洋模型的海陆分布不一致，我们决定创建一种新的插值工具和方法来生成一致的陆地表面。关于插值工具，我们设计了一种新算法，可以在任意网格系统（包括CaMa-Flood网格系统）之间进行插值计算，并将其开发为通用包。基于“MIRA”（插值算法相互比较指数）协议评估计算精度，并确认即使对于普通网格系统，其性能也与现有插值工具相当。我们还开发了一种生成与海洋模型一致的陆地表面的方法。 CaMa-Flood网格系统将每个网格的形状定义为一组高分辨率的经纬度网格，这使得无法将陆地和海洋分布与使用通用正交坐标系等网格系统的海洋模型相匹配。因此，我们引入了与正常陆地表面不同的虚拟陆地表面，并开发了一种在海洋模型和陆地模型之间匹配从大气模型看到的陆地表面比率的方法。当模型之间交换物理量时，这使得水和能源能够在该区域内得以保存，从而可以一致地连接大气、海洋和陆地区域。

项目成果

Warming and Earlier Spring Increase Western U.S. Forest Wildfire Activity

• DOI: 10.1126/science.1128834
• 发表时间: 2006-08-18
• 期刊: Science
• 影响因子: 56.9
• 作者: A. Westerling;A. Westerling;H. Hidalgo;D. Cayan;D. Cayan;T. Swetnam
• 通讯作者: T. Swetnam

SPRING

春天