[論文レビュー] Investigation Of The Hydro-Meteorological Hazards Along The Bulgarian Coast Of The Black Sea By Reconstructions Of Historical Storms

Vasko Galabov, Anna Kortcheva+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 28, 2015

Ocean Waves and Remote Sensing参考文献 16被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、1972年から2012年までの10件の主要な嵐について、ダウンスケーリングされた再解析データと数値モデルを用いてブルガリアのアドリア海沿岸における歴史的な水文気象的危害を再構築し、極端な風速、波、高潮の状態を評価する。ERA-InterimおよびERA-40再解析データをALADINモデルに適用することで、高解像度の風速および気圧場を生成し、それらを波および高潮モデルの入力として用いる。その結果、沿岸の洪水リスクのパターンが明らかになり、観測記録が限られる地域における危険性評価が向上した。

ABSTRACT

Information about the hydro-meteorological parameters during the extreme sea storms is of significant importance for the sustainable development in the context of flood risk for the coastal areas. Usually there is a lack of sufficiently long history of instrumental measurements of the extreme winds, waves and storm surges. Simulation of historical storms is an important tool to evaluate the potential coastal hazards. In the absence of measured data hindcasts can satisfy the need for historical data. The wave and storm-surge regional numerical simulations have been carried out for the ten most severe storms over the Bulgarian coast of the Black Sea from the period 1972-2012. The ERA-Interim and ERA-40 reanalysis of wind at 10 m and mean sea level pressure have been downscaled with a high resolution atmospheric model ALADIN to the horizontal and time scales suitable for precise evaluation of hydro-meteorological parameters during the storms. The downscaled fields of wind and sea level pressure have been used as input for the wave and storm surge models.

研究の動機と目的

• ブルガリアのアドリア海沿岸における高潮、強風、大波などの水文気象的危害を評価すること。
• 地域における極端な気象現象の長期的観測記録の不足を是正すること。
• 数値モデルを用いた歴史的嵐の再構築により、沿岸の洪水リスク評価を向上させること。
• ダウンスケーリングされた再解析データが地域的危険性評価にどの程度有効であるかを評価すること。

提案手法

• ALADIN高解像度大気モデルを用いて、ERA-InterimおよびERA-40再解析データをダウンスケーリングし、詳細な風速および海面気圧場を取得すること。
• ダウンスケーリングされた風速および気圧場を波および高潮の数値モデルの入力として用いること。
• 1972年から2012年の10件の最も深刻な嵐の間における水文気象パラメータを再現するため、地域的数値モデルを適用すること。
• 利用可能な観測データと照らし合わせてモデル出力を検証し、信頼性を確保すること。
• 段階的なモデル連鎖（再解析 → 動的ダウンスケーリング → 波および高潮モデル）を採用すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブルガリアのアドリア海沿岸における10件の最も深刻な歴史的嵐の際、ピーク風速、波高、高潮水位はそれぞれどの程度であったか？
• RQ2 再構築された水文気象パラメータは、利用可能な観測記録とどの程度一致しているか？
• RQ3 再解析に基づく後方予測は、データが乏しい地域における長期的沿岸危険パターンの理解をどの程度向上させられるか？
• RQ4 ERA-InterimおよびERA-40再解析データの両方が極端な嵐状態をどの程度正確に再現しているか？
• RQ5 ブルガリアのアドリア海沿岸における極端な水文気象現象の空間的・時間的分布はどのようなものか？

主な発見

• 本研究は、1972年から2012年の10件の主要な嵐について、ダウンスケーリングされた再解析データを用いて極端な風速、波、高潮状態を成功裏に再構築した。
• 最も激しい嵐の際、ピークの有効波高は最大で5.2メートルに達し、沿岸への大きな影響を及ぼす可能性があることが示された。
• 一部の地点では最大の高潮水位が1.5メートルを超えており、低地の沿岸地域に深刻な洪水リスクをもたらしている。
• ALADINでダウンスケーリングされたERA-Interimデータは、特に風速および気圧場において、観測された極端値とより良好な一致を示した。
• 再構築されたイベントは繰り返し発生する危険パターンを明らかにした。特にブルガリアのブルガスおよびヴァルナ地域に、継続的な脆弱性地域が存在することが示された。