大気海洋セミナー
第334回横須賀大気海洋セミナー
- 日時
- 6月17日(火)10:30～11:30
- 場所
- 海洋研究棟3F会議室＋オンライン
- 発表者
- 佐藤 佳奈子（GOORC）
- タイトル
- 新青丸KS-25-4次航海の概要紹介
- 要旨
- 北太平洋亜熱帯モード水上端での生物過程をターゲットとして今年5月2日から12日まで実施された新青丸KS-25-4次航海が実施された。当該航海の概要および当該航海で投入したUVP6搭載フロートによる観測について紹介する。
第333回横須賀大気海洋セミナー
- 日時
- 6月10日(火)10:30～11:30
- 場所
- 海洋研究棟3F会議室＋オンライン
- 発表者
- 赤松 澪（GOORC）
- タイトル
- 気象庁での業務紹介
- 要旨
- 4月に気象庁からの出向職員として着任した。これまで気象庁で経験してきた南鳥島や南極での環境観測業務について紹介する。また、MR25-02のGoShip航海に乗船したことをふまえて気象庁のGoShip航海について紹介する。
第332回横須賀大気海洋セミナー
- 日時
- 6月3日(火)10:30～11:30
- 場所
- 海洋研究棟3F会議室＋オンライン
- 発表者
- Jonathan Derot（WPI-AIMEC）
- タイトル
- Development of an alternative method for forecasting chlorophyll a profile based on coupling hydrographic models, satellite data and Machine Learning
- 要旨
- The phytoplankton plays a key role in aquatic environments and can have a direct impact on human health and the economy. These microalgae, which are at the base of the food web, recursively create pollution phenomena in this type of ecosystem, known as HABs (Harmful Algal Bloom). Moreover, numerous studies are beginning to suggest a strong link between global warming and an increase in this type of biological pollution. In this context, it is essential to be able to accurately forecast the dynamics of phytoplankton and to understand more precisely what triggers this type of phenomenon.
Satellite data and hydrographic models have the advantage of being able to cover a very large geographical area, with a substantial amount of data. However, as satellite data is highly dependent on transparency, it is generally impossible to obtain data beyond the first 5 meters. As for hydrodynamic models, they are currently very effective in modeling physical phenomena. However, there are still a few shortcomings when it involves biological compartments, especially in the case of extreme phenomena such as blooms. In parallel, over the last few decades, automated systems have begun to develop more and more and are able to provide information on the entire water column in the form of profiles, with proxies such as fluorescence. However, even if these types of systems can provide a large amount of data, the information remains highly localized geographically.
On the other hand, Machine Learning (ML) models have already demonstrated their ability to forecast phytoplankton blooms on numerous occasions. They also offer the advantage of having no prior assumptions and can easily handle images. It is also important to note that these types of models are too often erroneously considered as black boxes. In fact, the recent development of new methodologies enables us to partially understand the interactions created during their learning phases.
In this context, the working hypothesis is as follows: coupling hydrodynamic models, satellite data and ML models could allow blooms to be forecast based on profiles from automated systems. In a second phase, extracting information from ML models could also help us better understand the link that seems to exist between HABs and global warming.
In order to develop this type of innovative methodology, an initial international partnership has been created with INRAE (French acronym for “National Research Institute for Agriculture, Food and Environment”) in France. Preliminary tests were carried out with a Random Forest (RF) model. The LéXPLORE platform installed in Geneva Lake records a chlorophyll a profile every 2 hours. These profiles are used as the target signal in the RF model. Outputs from the Delft3D hydrographic model and satellite data are used as predictors.
Firstly, predictions are based on qualitative data. In addition, the PDP (Partial Dependence Plot) method is used to extract information on physicochemical forcings. A second partnership with the University of Lorraine and the University of Paris-Saclay is currently being built. The aim of this collaboration is to adapt this methodology to oceanographic data. Above all, it will enable us to take interaction analysis even further, using complex methods such as SHAP (SHapley Additive exPlanations) or causality analysis.
For now, the results obtained with categorical data are very encouraging, with an accuracy of over 0.8. In addition, the incorporation of satellite data further increases this accuracy. The PDP method can also be used to extract temperature thresholds that impact bloom dynamics. This accuracy decreases slightly when continuous data is used as the target signal. In view of the problems inherent in automated systems, some profiles are degraded. We can suppose that this type of problem creates a bias in the learning phase of the ML model, which could explain this drop in accuracy.
To accelerate the achievement of additional results, discussions are in progress with the University of Paris-Saclay, to create an internship on this topic. In addition, interviews have already been conducted at INRAE, and 2 people have been selected. In this context, a Master 2 internship and a postdoc will begin work on this subject very shortly.
第331回横須賀大気海洋セミナー
- 日時
- 5月20日(火)10:30～11:30
- 場所
- オンライン
- 発表者
- 植木 巌（CCOAR）
- タイトル
- 洋上観測プラットフォームを用いた熱フラックス計測
- 要旨
- 熱帯域における大気海洋相互作用の理解に向けて、我々は新たな現場観測ツールの導入と評価を進めているが、今回はフラックス漂流ブイの進捗について紹介する。フラックス漂流ブイでは渦相関法による乱流熱フラックス計測を目指しており、観測項目としては3軸の風向風速計による3成分の風速（20Hz）、気温、相対湿度、気圧、海面水温（それぞれ1Hz）の計測を行う仕様となっている。また、GNSSジャイロに基づく高精度の姿勢計測を行うことで、ブイの移動や動揺による見かけの風速発生に関する補正を行うこととしている。これまでに3度、数日程度の現場試験を行ったが、今回はそれらの結果について報告する。また、海面フラックスの現場データの拡充に向けて議論が進んでいる全球海洋観測システム（GOOS）における自立型洋上プラットフォームによるネットワーク構築に向けた取り組みの進捗についても紹介する。
第330回横須賀大気海洋セミナー
- 日時
- 5月13日(火)10:30～11:30
- 場所
- オンライン
- 発表者
- 金子 仁（MIO）
- タイトル
- 下北半島北岸における伝播性擾乱について
- 要旨
- むつ研究所では、「津軽海峡周辺域を試験海域とした海況変動の把握・予測と情報発信」のための研究として、海洋短波レーダーや水温計測ブイ、船舶観測によるデータや数値モデルを用いた物理・化学動態の理解に取り組んでいる。これまでの観測を中心とした研究により、津軽海峡東部では夏季から秋季にかけて成層が発達し、津軽暖流が沖合にシフトするとともに、流軸と海岸の間に直径 20km 程度の時計回りの渦状循環が生じることが明らかになってきた。さらに下北半島北岸では、大間埼付近から、むつ研究所周辺にかけて、岸を右手に向かって伝播する日周期の変動シグナルが存在すること、このシグナルがむつ研究所の東方、上記の渦状循環周辺では急激に弱まることも明らかになりつつある。本発表では、海洋短波レーダーや水温係留ブイなどによる観測と、海洋データ同化モデル JCOPE-T 1ks 出力との比較を行った結果等について紹介する。
第329回横須賀大気海洋セミナー
- 日時
- 4月15日(火)10:30～11:30
- 場所
- オンライン＋海洋研究棟3F会議室
- 発表者
- 茂木 耕作（CCOAR）
- タイトル
- 異なるMJO位相における赤道越え北風サージが降水・循環に及ぼす影響
- 要旨
- インドネシア海大陸域の降水は、MJOと冬季モンスーンに伴う赤道越え北風サージ（CENS）が重なることで大きく変調する。本研究では JRA‑55 再解析（1974/75–2021/22 の 48冬季）から抽出した 89 事例を、MJO位相ごとに合成解析した。
共通結果：位相 4–7 ではジャワ島上の降水が増大し、西風バーストが10S付近へシフト
位相 4–5：海大陸全域で対流が活発化
位相 6–7：豪州北部とフィリピン海で降水が増大
ジャワ海での CENS による局所収束が、MJO後面／前面の背景循環に位相依存で作用していると考えられる。
第328回横須賀大気海洋セミナー
- 日時
- 4月8日(火)10:30～11:30
- 場所
- オンライン＋海洋研究棟304セミナー室
- 発表者
- 赤澤 文彦（GOORC）
- タイトル
- 海洋モデリングの基盤
- 要旨
- フォーシングデータ作成とChl-a補正ルーチン解析データセットの作成とifremer提供のRファイルコード解析を通じて海洋データ基盤の精度向上を目指す取り組みの紹介をする。