Long term projection of storm surge inundation using upscaling and adaptive mesh refinement

使用放大和自适应网格细化对风暴潮淹没进行长期预测

基本信息

批准号：
19J22429
负责人：
福井信気
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

項目(1)で都市浸水に適した数値モデルの開発（項目(1-A) 解適合格子法を用いた高潮浸水モデルの開発，項目(1-B) 都市域の浸水現象の粗視化手法の開発）を行う．項目(2)では，最新の気候予測計算を外力として，様々な温暖化シナリオのもと長期積分を実施し，全国スケールでの高潮浸水被害の将来予測を行う．計算結果をもとに，我が国の高潮災害の脆弱域および適応策について評価する．今年度は，全体計画の中の項目(1-B)と(2-A)について研究を行った．項目(1-B) 都市域の浸水現象の粗視化手法の開発：1-2年次に開発した都市域を対象とした津波浸水モデル，平均化建物抗力モデル(iDFM: individual Drag Force Model; 現在英文ジャーナルに投稿し，査読後修正中)を高潮モデルSuWAT(Kim et al., 2015)に適用し，実イベント検証として，2013年台風Haiyanによるレイテ島都市域の再現計算を行った結果，浸水範囲と浸水深について痕跡調査結果との再現性が良好でiDFMの高潮への適用可能性も示された．項目(2) 高潮の全国評価：前述の高潮モデルSuWATとiDFMに解適合格子法（項目(1-A)にて検討）を用いた高潮モデルGeoClaw (Mandli et al., 2014)を単方向結合することにより，異なるスケールを持つ日本広域での高潮の発生から市街地の浸水までを効率的に計算する手法を確立し，全国スケールでの高潮浸水評価の基礎となるモデルを構築した．この手法に基づき，台風Hagibisの擬似温暖化実験による台風気象場(気圧・風速)を外力とし，日本の近海における高潮の発生から東京湾沿岸における高潮の浸水までの計算を行った．計算結果は，高解像度モデルを真値として比較検討を行い，大局的な浸水範囲の変化と最大値の再現性について概ね良好な結果が得られた．

项目（1）是开发适合城市洪水的数值模型（项目（1-A）是使用自适应网格方法开发风暴潮淹没模型，项目（1-B）是粗粒度方法城市洪水现象）。在第(2)项中，利用最新的气候预测计算作为外力，我们在各种全球变暖情景下进行长期积分，以预测未来全国范围内的风暴潮淹没损害。根据计算结果，我们将评估日本的风暴潮灾害脆弱地区和适应措施。今年，我们对总体规划中的（1-B）和（2-A）项进行了研究。项目（1-B）城市地区洪水现象粗粒度方法的开发：第一年和第二年开发的城市地区海啸洪水模型、个体阻力模型（iDFM）、风暴潮模型SuWAT（目前正在提交给一份英文期刊，经过同行评审后进行修订）（Kim 等人， 2015），并作为真实事件验证，我们对2013年台风海燕造成的莱特岛城区进行了模拟再现，淹没面积和淹没深度与追踪调查结果具有良好的再现性，使得将iDFM应用于风暴潮的可能性也得到了体现。项目 (2) 国家风暴潮评估：风暴潮模型 GeoClaw（Mandli 等人，通过单向组合方法（2014），我们建立了一种有效计算日本广大地区不同规模的风暴潮发生对城市地区淹没的方法。基于该方法，我们以台风海贝斯模拟全球变暖实验中的台风气象场（压力和风速）为外力，从日本附近海域风暴潮的发生到海岸被淹没进行计算东京湾受风暴潮影响。以高分辨率模型为真值对计算结果进行比较，总体上在全球淹没面积的变化和最大值的再现性方面得到了较好的结果。