Oil spill simulation in the Japan Sea

日本海における重油流出事故の数値実験

川村 英之  ; 小林 卓也 ; 広瀬 直毅*; 伊藤 集通 ; 外川 織彦 

Kawamura, Hideyuki; Kobayashi, Takuya; Hirose, Naoki*; Ito, Toshimichi; Togawa, Orihiko

日本原子力研究開発機構では、原子力関連施設の事故等によって海洋に放出される環境負荷物質の挙動を再現・予測するための海洋環境評価システムの開発を行っている。このシステムは、海水循環モデル・海洋中物質移行モデル・被ばく線量評価モデルの三つの数値モデルにより構成されている。研究の目的は、1997年1月に日本海で起こった船舶事故により流出した重油の挙動を再現することによって、本システムの有効性を確認することである。特に現実的な海況場を再現するため、データ同化手法の一つである近似カルマンフィルターを適用した。ロシア船「ナホトカ号」の事故は1997年1月2日に島根県隠岐諸島の北100kmの海域で起こった。流出した重油はその後、兵庫県・京都府・福井県・石川県沖に広がったが、一部は21日頃までに能登半島を越えて新潟県の沿岸に漂着した。この海域には、対馬暖流が卓越しており、対馬暖流の変動・中規模渦・海上風等によって、兵庫県から石川県西部における海域に重油が広く分布したものと考えられる。一方で、日本沿岸を強く流れる対馬暖流の本流により、流出重油の一部は能登半島を越えて新潟県沿岸にまで運ばれたものと思われる。数値実験の結果、データ同化を適用して計算した海流場を用いると流出重油の分布をより現実的に再現することが可能であることが確認された。

An assessment system of marine environment in the Japan Sea is being constructed in the Japan Atomic Energy Agency. It is composed of an ocean general circulation model (RIAMOM), a particle random-walk model (SEA-GEARN) and a radiation dose assessment model (COLDOS). This study aims to confirm a validity of the assessment system by reproducing a movement of spilled oil at an incident of Russian tanker Nakhodka, in January 1997. Realistic reproduction of ocean conditions is a significant factor for accurate simulations of the movement of spilled oil. In this study, one of data assimilation techniques, an approximate Kalman filter, was introduced by combining RIAMOM with sea level measurements of satellite data. The assimilated results were in good agreement with observed oceanic phenomena both qualitatively and quantitatively. Using the calculated ocean currents, simulations of behaviour of spilled oil was performed with SEA-GEARN. The tanker was ruptured in a storm about 100 km north of the Oki Islands in Shimane Prefecture, Japan, on January 2, 1997. Most of oil spread over off Hyogo, Kyoto, Fukui and Ishikawa Prefecture, meanwhile a part of it reached a coast of Niigata Prefecture detouring around Noto Peninsula by January 21, 1997. The most important feature in these regions is considered to be a branch of the Tsushima Warm Current (TWC). Owing to a variability of TWC, ocean eddy activities and a sea surface wind, the spilled oil dispersed widely in space. On the other hand, the strong northeastward component of TWC was likely to drive the spilled oil to Niigata Prefecture. A number of experiments with different parameters and situations showed that the assimilated daily ocean currents with wind drift gave the best effect on simulation for the movement of spilled oil.