[論文レビュー] Managing large oil Spills in the Mediterranean

J. A. Jiménez Madrid, Antonio Garcı́a-Olivares+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 1, 2015

Oil Spill Detection and Mitigation参考文献 15被引用数 3

ひとこと要約

本論文では、地中海全域の大型油漏れに対して、後方予測海洋循環モデルで駆動されるラグランジュ粒子シミュレーションを用いて、確率的ブリーチングマップを提案する。185の発生源ポイント（主にタンカー航路およびオフショアのプラットフォーム）から油漏れの軌道をシミュレートすることで、特定の沿岸セグメントに油が到達する可能性と時期を推定し、短期的な漏れ予報を補完する長期的リスク評価を提供し、緊急対応意思決定を改善する。

ABSTRACT

For the first time a statistical analysis of oil spill beaching is applied to the whole Mediterranean Sea. A series of probability maps of beaching in case of an oil spill incident are proposed as a complementary tool to vulnerability analysis and risk assessment in the whole basin. As a first approach a set of spill source points are selected along the main paths of tankers and a few points of special interest related with hot spot areas or oil platforms. Probability of beaching on coastal segments are obtained for 3 types of oil characterised by medium to highly persistence in water. The approach is based on Lagrangian simulations using particles as a proxy of oil spills evolving according the environmental conditions provided by a hincast model of the Mediterranean circulation.

研究の動機と目的

• 地中海における大型油漏れのブリーチングに関する長期的確率的評価を構築し、短期的予報システムを補完すること。
• 歴史的海洋循環パターンに基づいて、最も脆弱な沿岸セグメントを特定すること。
• 特定の沿岸地帯に油が到達する統計的確率を提供することで、油漏れ緊急事態における意思決定を支援すること。
• 感受性の高い沿岸地域への油膜の長期的輸送経路および到着時刻を評価すること。
• 地中海地域の海洋安全および環境保護当局の意思決定支援ツールを構築すること。

提案手法

• ラグランジュ粒子シミュレーションを用いて、油膜を代理とする粒子の軌道をモデル化する。
• 地中海を対象とした高分解能の後方予測海洋循環モデル（NEMO-MED12）によってシミュレーションを駆動する。
• 主要なタンカー航路およびオフショアの石油プラットフォーム・ターミナル周辺に、185の発生源ポイントを設定する。
• 水中に中程度から高い残留性を示す3種類の油種をシミュレートし、ブリーチング確率を評価する。
• ブリーチング確率は、時間経過とともに各沿岸セグメントに到達した粒子の割合として計算する。
• 結果を統合し、各沿岸セグメントに予想される油の割合（パーセンテージ）および到着タイミングを示す確率マップを作成する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 特定の発生源から発生した油漏れが、地中海のどの沿岸セグメントに到達する長期的確率は何か？
• RQ2 大規模な漏れ発生後、油膜が異なる沿岸地域に到着するまでの時間はどのように変動するか？
• RQ3 歴史的海洋循環パターンに基づいて、どの沿岸地域が油漏れブリーチングに対して最も脆弱か？
• RQ4 残留性が異なる油種（異なる持続性を有する）は、ブリーチングの確率および到着タイミングにどのように影響するか？
• RQ5 統計的ブリーチング確率マップは、油漏れ緊急事態における意思決定をどの程度改善できるか？

主な発見

• 本手法は、185の発生源ポイントにおける740回のシミュレーションをカバーし、地中海全域を網羅する確率的ブリーチングマップを成功裏に生成した。
• 30,000トンの漏れ発生時、ブリーチング確率が5％の場合、沿岸セグメントには最大で1kmあたり30トンの油が堆積すると予想される。
• 異なる海岸線への油膜の到着時間は、漏れ発生後3日から16日までの範囲で変動する。
• マップは、地中海循環に影響を与える主要な輸送障壁および恒常的経路を特定した。
• 結果は、MEDESS-4MS意思決定支援システムへの統合を想定しており、オンラインで公開される予定である。
• 本手法はモデルの限界に強く、将来の改善された後方予測（例：Copernicus再解析）に容易に更新可能であり、精度向上が見込まれる。