確率的海象シミュレーション手法の確立

随机海洋模拟方法的建立

基本信息

批准号：
18760618
负责人：
箕浦宗彦
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

北太平洋の30海域の5年間分の海象頻度分布サンプルを基にして、海象の時間相関と空間相関(海域間相関)を取り入れた海象確率モデルを構築した。海象は、うねり3成分(波高、平均波周期、卓越波向)、風浪3成分(波高、平均波周期、卓越波向)、風2成分(平均風速、卓越風向)の合計8性分である。海象頻度分布サンプルは波浪推算により得られた海象時系列を統計処理して得られたものである。そのため、時間相関と空間相関が欠如しているので、もとの時系列サンプルから、時間と空間の相関推定式を求め、確率モデルに導入した。これらの相関は、うねり成分と風浪・風成分について、独立に与えられる。相関の導出には主成分分析を利用した。うねり成分は風浪成分よりも時間相関は長く続き、空間相関は広範囲におよぶ。この確立モデルを用いた海象シミュレーションの結果、荒天海象が時間の経過とともに北太平洋を西から東に伝播していく様子を再現することができた。これは、実際の北太平洋の海象伝播の様子と一致する。ただし、正確な伝播速度についてはデータの不足により検証ができなかった。海象シミュレーションの統計量については、元の海象頻度分布サンプルと比較した結果、十分に再現できていることがわかった。この成果は、船舶の運航性能推定のために海象情報を提供する手法として極めて実用性が高い。そのため、この研究で作成されたプログラムコードを本手法のプロトタイプコードとしてまとめた。

基于北太平洋30个海洋地区的五年海洋频率分布样本，建立了一个海洋概率模型，该模型结合了时间和空间相关性（海间相关性）。海洋大象总共有8个组件：三个膨胀组件（波高，平均波频率，盛行方向），三个波浪组件（波高，平均波频率，盛行的方向）和两个微风组件（平均风速，平均风速，盛行方向）。通过通过波估计获得的海样时间序列的统计处理获得海洋样频率分布样本。因此，由于缺乏时间和空间相关性，因此从原始时间序列样本中计算出时间和空间的相关估计方程，并引入概率模型。这些相关性是针对起伏的组件以及徘徊和风组件独立给出的。主成分分析用于得出相关性。摇摆的组件的时间相关性比摇晃的组件具有更长的时间相关性，并且空间相关性范围很广。由于使用这种既定模型的海洋学模拟，我们能够复制暴风雨的海洋通过北太平洋从西向东传播的方式随着时间的流逝。这与北太平洋的实际海洋传播相吻合。但是，由于数据不足，无法验证准确的传播速度。将海洋学模拟的统计数据与原始的海洋学分布样品进行了比较，发现它们能够很好地再现。这项成就非常实用，作为提供海洋图像信息以估算船舶运营性能的方法。因此，本研究中创建的程序代码被编译为该方法的原型代码。