神戸大学工学部市民工学科 創造思考ゼミナールII 提出論文 (2015年1月20日) ©神戸大学2015 All rights reserved.

1997 年ナホトカ号重油流出事故に伴う日本海沿岸海洋汚染に関する研究
1254207t	  伊藤	  真司担当教員：内山	  雄介1.は じ め に 	 1997 年 1 月 2 日，島根県隠岐島から北東に約 106km

2.海 洋 モ デ ル 	 2-a.解 析 方 法 	 の地点でロシア船籍のタンカー「ナホトカ号」が沈

対馬海流を含む日本海域を対象とした ROMS-L1没した．この事故により重油が流出し福井をはじめ，モデル（解像度 10km）を用いた海洋再解析を行っ日本海沿岸の 10 府県におよぶ海岸を汚染した．流出た．ROMS による計算領域は図 —2 のようであり，した大量の重油と船首は当初，日本海中央を対馬海

また海底地形・海上風当の各種初期・境界条件は表 —流に乗り北東方向に流れると予想されていたが，実1 のようである．再解析対象期間は，1996 年 10 月 1

際は福井県三国付近へ漂着した．この重油流出事故日から 1997 年 2 月 28 日までである．また，外力にでは行政の対応が遅れたことなどが指摘されるが，は、隠岐の島の西郷（ケース 1）・佐渡島の相川（ケこれは予測漂流ルートと実際の漂流ルートとのずれース 2）の 2 つの風速・風力データを用い，その値が原因の一つではないかと考えられる．したがってを計算領域の全グリッドに与え，計算をおこなった．

今後このような惨事を起こさないために，そのずれの原因を調査する必要があると考えられる．	 	  本研究では，対馬海流を含む日本海域の解析を目的として，JCOPE2 データを境界条件とした領域海洋循環モデル ROMS を用いた海洋モデルによる海洋再解析の結果を用いて，Lagrange 中立粒子追跡を行う．

図- 2	  各地点の位置（カラー；水深分布、黒枠；ROMS-L1）
表- 1	 

ROMS-L1 の計算条件

計算期間	 

1996 年 10 月１日～1997 年 2 月 28 日

格子数	 182×402×32 層、水平解像度：10km外力（海上風）	  ケース 1 西郷 （JMA)
ケース 2 相川 （JMA)
図- 1	  流出油の漂流漂着（1	 月 2	 日‐7	 日）出典：	 
海洋工学研究所編『重油汚染』28	 頁	 海面フラックス	  COADS
海表面温度	 AVHRR Pathfinder

海底地形	 JEGG500+SRTM30

図 —3	  西郷における風時系列（線の長さ；風速、線の向き；風の進行方向）

図—4	  相川における風時系列（線の長さ；風速、線の向き；風の進行方向）

2-b.外 力 条 件 	 で あ る ． 空 気 の 密 度 は 0 ℃ １ atm の と き の 密 度	  ナホトカ号沈没地点，西郷，相川の位置はそれぞ(ρ = 1.293kg/𝑚 ! )を用いる．したがって単位面積当たれ図 —2 のようである．また西郷・相川のそれぞれのりの風エネルギーは次のようになる．

風時系列は図 —3、図 —4 のようである．	  現在，事故海域での風速は 10~12m/s であり，図 —𝑃 1= ∙ 1.293 ∙ 𝑣 ! = 0.6465𝑣 !
𝐴 2

3 より西郷で観測された風速は全体的に小さいので，流れ場の再解析ではこの風速の 2 倍の値を計算領域の全グリッドに与えた．

3.風 の 頻 度 特 性 の 解 析 	 
日本海の流れは海上風に大きな影響を受けていると考えられるので，1 月 1 日から 31 日までの相川における風向・風速の頻度特性を解析した．図 —6 は風向分布，単位面積あたりの風エネルギー分布，図 —5は各風エネルギーの全体に対する比率を示している．
ただし、風エネルギーは次のように定義される．
11
1
P = 𝑚𝑣 ! = 𝜌𝐴𝑣 ∙ 𝑣 ! = 𝜌𝐴𝑣 !
222
P は風エネルギー(J)，𝑚は空気の質量(kg)，𝑣は風速(m/s)，𝐴は受風面積(𝑚 ! )，𝜌は空気の密度(kg/𝑚 ! )図— ５	  単位面積あたりの風エネルギーの比率（相川、1996 年 1 月 1 日～31 日）

N	  NNW	  200000	  180000	  NW	  	 NNE	  	 NE	  160000	  140000	  	 120000	  100000	  WNW	  ENE	  80000	  60000	  	 40000	  	 20000	  W	  E	  0	  	 WSW	  ESE	  SW	  	 SE	  SSW	  S	  	 SSE	  	 	 図— 6	  風向・風エネルギー分布（相川、1997 年 1 月 1 日～31 日）	  図 —5，図 —6 では 1996 年 1 月 1 日から 1 月 31 日	 の期間において風向は NW，NNW，WNW の順で卓	 越し，風速 10m/s 以上のエネルギーが全体の約 75％	 を占めていることが示されている．	 	 
4． モ デ ル 計 算 結 果 	 	 	  図 —7 はケース１(風速２倍)を外力条件とした場合	 のモデル計算結果であり，また図 —8 はケース 2 を外	 力条件とした場合のモデル計算結果である．ただし	 ぞれぞれの図は，沈没した日である 1997 年 1 月 2	 日の日平均の計算結果となっている．	 	 

5.重 油 流 出 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 	 	 5-a.シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 方 法 	 

図 —８	  モデル計算結果（ケース 2）	 

再解析された流れ場において，ケース１の海洋モ	 デルでは沈没地点から，ケース 2 の海洋モデルでは	 沈没地点と船首の座礁地点（図 −２ 参照）のそれぞれ	 から粒子を放出し，Lagrange 的に追跡した．船首が	 座礁してからも大量の重油が流出したので，粒子の	 放出地点に船首の座礁地点も加えた．沈没地点から	 放出する場合，計算期間は 1997 年１月 2 日 3 時か	 ら１月 31 日であり，また船首の座礁地点から放出す	  	  	 	  	  図 —７	  モデル計算結果（ケース 1：風速 2 倍）る場合，計算期間は 1997 年 1 月 7 日 13 時から 1 月	 31 日である．1 月 7 日 13 時は船首が座礁した時刻	 である．	 

	 
5-b.シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 結 果 	 	  ケース 1(風速 2 倍)，ケース 2 の海洋モデルにおける沈没地点からの粒子追跡結果はそれぞれ図 -9 ，
図 -10 のようであり，またケース 2 の海洋モデルにおける座礁地点からの粒子追跡結果は図 -11 のようである．図 —9，図 —10 では粒子は初め，まとまって漂流し，東に拡散する粒子はあまり見受けられなかった．図 —11 は粒子の放出範囲が他の場所と比べて広いため，拡散が広範囲にわたって観察できたと考えられる．	 	  当時の新聞によると重油は，１月 24 日には山形県
図 —11	  座礁地点からの粒子追跡結果(ケース 2)にも漂着し，計 8 府県に漂着していた．一方このシミュレーションでは，図 —11 より 1 月 31 日時点で重油は本来，海表面上を漂流しているが，本実験新潟付近の海域までにしか粒子は到達していない．

では海表面から海底に向かって 32 層に分割したグ	 リッドのうち第 1 層目の中心の位置で粒子を流していた．故にこのシミュレーションでは海表面付近で吹く海上風の応答が悪く，拡散が弱かったのだと考えられる．	 

6． 結 論 	 	  風の頻度特性より，南東方向付近への風が卓越していた．重油は海表面上に漂流する故に，この風の影響を多大に受けたことが考えられる．よって重油は流出し，すぐには対馬海流に乗らず，南東方向に	  	 図— 9	  沈没地点からの粒子追跡結果（ケース 1：風速 2 倍）漂流したのだと考えられる．	 	 
参 考 文 献 	 1)犬飼直之，早川典生，福島祐介，細山田得三：数値計算による吹送流を考慮した海表面浮遊粒子追跡に関する研究	 	 	 	 	 	 	 図—10	  沈没地点からの粒子追跡結果(ケース 2)