九州大学-研究者情報 [山口創一 (助教) 総合理工学研究院環境理工学部門]

山口創一（やまぐちそういち）

データ更新日：2023.10.06

助教　／　総合理工学研究院環境理工学部門地球環境理工学

原著論文

1.	Naoya Minamiura, Soichi Yamaguchi, Takayuki Mine, Takuya Iwanaga, Winter bloom initiation with water column stabilization and improvement of light environment in a turbid shallow coastal water, Journal of Oceanography, https://doi.org/10.1007/s10872-023-00698-1, 2023.08, We conducted continuous mooring observation from autumn to winter of fiscal year 2020 to elucidate the mechanism of red tide development in the inner Ariake Sea, a very turbid shallow coastal water in Japan. The red tide dominated by Skeletonema spp. (mainly Skeletonema dohnii) developed at first neap tide after the annual minimum water temperature. Red tides at similar times of the year have been frequently observed here. Formation of two physical environments favorable for phytoplankton proliferation played a trigger role. One was stabilization of water column due to net heat flux transition through the sea surface from cooling to heating in mid-winter. Another was deepening of euphotic layer up to or exceeding water depth at the neap tide. Since the inner Ariake Sea has the small heat capacity due to its shallowness, the air and water temperature fluctuated almost in tandem, and reached their respective lowest values with a short time lag. The sea-surface heat flux, a main factor governing water temperature fluctuations, was dominated by latent heat and showed the highest correlation with the difference between atmospheric and sea-surface specific humidity. After mid-January, the atmosphere stabilized as the air temperature exceeded the water temperature, and the sea-surface cooling due to the latent heat weakened. With the heat flux change from negative to positive, the water column was stabilized. Then, winter bloom occurred during the neap tide when the compensation depth became deep with the decrease in suspended sediment concentration..
2.	南浦修也，山口創一, 冬季有明海奥部におけるノリ色落ち原因藻Skeletonema spp., Eucampia zodiacus, Astero-planus karianusの増殖と物理環境特性, 土木学会論文集B２（海岸工学）, 66, 75, 2019.10, 秋冬季の有明海奥部ではノリの養殖が活発に行われ，赤潮に起因する色落ち被害が問題となっており，特に奥西部海域で深刻である．本研究では，現地観測データと数値シミュレーションによりノリ色落ち原因藻類Skeletonema spp., Eucampia zodiacus, Asteroplanus karianusの増殖と物理環境特性について検討を行った．赤潮指数RI（細胞密度×経過日数）は奥西部を中心に高い傾向を示した．養殖施設を考慮した数値シミュレーションにより求めた滞留時間の空間分布と比較すると，RIと滞留時間は強い相関関係にあり，海水交換の強弱がRIの空間分布に大きく寄与していることが分かった．海水交換の強弱は残差流の強弱と関係しており，空間的な淡水流入量の違いが密度流の強弱を決定していた．海苔養殖は滞留傾向を強める方向に働いており，RI値を増加させていた．.
3.	Soichi Yamaguchi, Yuichi Hayami, Impact of Isahaya dike construction on DO concentration in the Ariake Sea, Journal of Oceanography, 10.1007/s10872-017-0454-9, 74, 6, 565-586, 2018.12, [URL], In the Ariake Sea, dike construction in Isahaya Bay in 1997 for reclamation and disaster prevention was thought to cause big anthropogenic impacts on the marine ecosystem. Currently, hypoxia or anoxia occurs every summer in Isahaya Bay and the inner Ariake Sea. However, the effects of the dike construction on the DO concentration are unclarified. The present study evaluated the impact of the dike construction on the DO concentration by applying a numerical ecosystem model. The present calculation showed that the dike construction could affect the DO concentration in summer in a wider area than reported before in the steady state with a neap-spring tidal cycle. In Isahaya Bay, the dike construction caused a decrease of DO concentration greater than 2.0 mg l⁻¹ , due to the decrease in DO supply from the vertical diffusion process with reduction of tidal current and the intensification of the density stratification. The dike construction also affected the DO concentration in the inner Ariake Sea by decreasing the DO concentration of the water transported by the estuarine circulation and the reduction of the diffusive supply of oxygen vertically with stratification enhanced by the dike construction. For the first time, this study showed with numerical simulation that the dike construction could affect the DO concentration in a wide area of the Ariake Sea..
4.	＠山口創一,速水祐一, 有限体積法沿岸海洋モデルFVCOMに基づく数値生態系モデルの高精度化, 土木学会論文集, 2018.09, 本論文は，鉛直にσ座標，水平に三角形の非構造格子を採用した有限体積法沿岸海洋モデルFVCOMと数値生態系モデルを結合し，有明海において特に問題となっている貧酸素水塊の効果的な抑制手法について検討した著者らの一連の研究成果を解説したものである．著者らが開発した数値生態系モデルは，溶存酸素濃度を高精度に再現することに成功しており，貧酸素化の抑制対策としてカキ礁を利用した場合，大きな抑制効果を得られることが示されている．また生態系モデルのベースとなる物理環境の再現精度向上に向けて提案された，σ座標に由来する誤差の改善手法，特に極浅海域に適した手法についても説明する．σ座標のまま評価する従来の方法では，非構造格子を用いた高解像度沿岸海洋モデルにおいても圧力勾配項に由来する奇異な流れが駆動されるが，極浅海域用に改良を施したz座標変換後に評価する著者らの手法を適用した場合，誤差は大きく修正されることが確認されている． .
5.	Simon Waldman, Soichi Yamaguchi, R. O’Hara Murray, D. Woolf, Tidal resource and interactions between multiple channels in the Goto Islands, Japan., International Journal of Marine Energy, https://doi.org/10.1016/j.ijome.2017.09.002, 19, 332-344, 2017.09, The Goto Islands in Nagasaki Prefecture, Japan, contain three parallel channels that are suitable for tidal energy development and are the planned location for a tidal energy test centre. Energy extraction is added to a 3D numerical hydrodynamic model of the region, using a sub-grid momentum sink approach, to predict the effects of tidal development. The available resource with first-generation turbines is estimated at 50–107 MW peak output. Spreading turbine thrust across the whole cross-section to prevent bypass flow results in a 64% increase in peak power in one channel, highlighting the importance of 3D over 2D modelling. The energy available for extraction in each strait appears to be independent of the level of extraction in other straits. This contrasts with theoretical and numerical studies of other multi-channel systems. The weak interactions found in this study can be traced to the hydraulic effects of energy extraction not extending to neighbouring channels due to their geometry..
6.	Soichi Yamaguchi, Yuichi Hayami, Impact of Isahaya dike construction on DO concentration in the Ariake Sea, Journal of Oceanography, https://doi.org/10.1007/s10872-017-0454-9, 74, 6, 565-586, 2017.11, In the Ariake Sea, dike construction in Isahaya Bay in 1997 for reclamation and disaster prevention was thought to cause big anthropogenic impacts on the marine ecosystem. Currently, hypoxia or anoxia occurs every summer in Isahaya Bay and the inner Ariake Sea. However, the effects of the dike construction on the DO concentration are unclarified. The present study evaluated the impact of the dike construction on the DO concentration by applying a numerical ecosystem model. The present calculation showed that the dike construction could affect the DO concentration in summer in wider area than reported before in the steady state with neap-spring tidal cycle. In Isahaya Bay, the DO concentration decreased by greater than 2.0 mg l-1 caused by the dike construction. It was generated by the decrease in DO supply due to the vertical diffusion process with the reduction of tidal current and the intensification of the density stratification. The dike construction also affected the DO concentration in the inner Ariake Sea by decreasing the DO concentration of the water transported by the estuarine circulation and the reduction of the diffusive supply of oxygen vertically with enhanced stratification by the dike construction. This study showed for the first time that the dike construction could affect the DO concentration in wide area of the Ariake Sea with the numerical simulation..
7.	山口創一, 速水祐一, 濱田孝治, 有明海における冷水ドームのDO 濃度変動要因, 土木学会論文集B2(海岸工学), 73, 2, 1189-1194, 2017.10, 有明海奥部および諫早湾では貧酸素水塊が毎年夏に発生している．発生には有明海中央部に形成される周囲より低水温のドーム状水塊(冷水ドーム)の奥部および諫早湾底層への貫入が関係し，貫入した水塊が貧酸素化する．したがって冷水ドームのDO濃度は貧酸素化する水塊の初期濃度であり，貧酸素化の期間や程度に影響する．本研究では現地観測と数値生態系シミュレーションを用いて冷水ドームのDO濃度変動およびその要因を調べた．冷水ドームのDO濃度は小潮ないし長潮から大潮時に低下し，有明海奥部や諫早湾の底層DO濃度とは異なる変動を示した．生態系モデルによる収支解析の結果，水平移流による酸素供給量減少がその要因であり，エスチュアリ－循環の大潮小潮変動に伴う供給量変動と諫早湾の低DO水塊の移流が寄与したと考えられた．.
8.	山口創一, 杉原裕司, 圧力勾配項の評価法の違いが沿岸域モデルの再現精度に与える影響, 土木学会論文集B2(海岸工学), 73, 2, 1177-1182, 2017.10, σ座標を採用した数値モデルにおいては圧力勾配項に起因する誤差が生じる．これまで多くの誤差低減方法が開発・適用されてきたが，沿岸域対象のモデルに対しては少なく、近年使用されるようになった水平方向に非構造格子を採用したモデルに対してはほとんど行われていない．本研究では鉛直にσ座標,水平に非構造格子を採用したモデルにおける圧力勾配項の評価法の違いが再現精度に与える影響について検討した．圧力勾配項の評価方法としてσ座標のまま評価する従来の方法とz座標変換後に評価する方法を適用した．前者では圧力勾配項由来の誤った流れが駆動されたが，後者では現れず，観測値の再現精度も後者を用いることで大きく改善した．沿岸域を対象とした数値モデルにおいても適切な圧力勾配項の評価方法を適用することが重要である．.
9.	津田宗男, 倉原義之介, 山口創一, 経塚雄策, 清瀬弘光, 高島尚吾, 栗原明夫, 五島海域における潮流特性と潮流発電エネルギー賦存量, 60, 216-220, 2015.10, 潮流発電はエネルギー密度が高い高効率な再生可能エネルギーである．昨年，五島周辺海域には潮流発電の実証実験フィールドが長崎県の提案を受け内閣官房海洋政策本部によって選定された．この海域において，国内初の定格出力1MW 級の潮流発電実証事業の計画が進められている．本論文では，発電装置実証機の設計条件や設置地点の選定を目的として，数値シミュレーションによって得られた潮流の流速分布や潮流エネルギー密度の賦存量を示し，潮流発電の事業性を検証する基礎検討を行った．.
10.	山口創一, 速水祐一, 木元克則, カキ礁による有明海貧酸素水塊の抑制効果．沿岸海洋研究，53(1)，25-38．, 沿岸海洋研究, 53, 1, 25-38, 2015.08, 有明海では夏季に貧酸素水塊が形成され,二枚貝をはじめとした海洋生物に重大な被害を与えている.その軽減・解消は今後の環境再生にとって必須の課題となっている.本研究ではその手段として干潟上に形成されるカキ礁に注目した.カキ礁を組み込んだ生態系モデルを開発し,その貧酸素化抑制効果について検討した.その結果、カキ礁はその濾水能力によって植物プランクトンおよび懸濁態有機物濃度を下げ,カキ礁周辺のみではなくより広い範囲で底層溶存酸素濃度が上昇することが分かった。.
11.	平田剛之, 山口創一, 経塚雄策, 五島におけるデバイス設置を考慮した潮流発電のフィージビリティスタディ, 日本船舶海洋工学会講演会論文集, 20, 315-318, 2015.05, 2011年3月11日に発生した東日本大震災以降,安心・安全のエネルギーを求める声が高まり，再生可能エネルギーが注目されるようになった．2013年4月，政府は海洋基本政策1)において海洋の持つエネルギーの利用促進を明記し，また，2014年7月および2015年4月には海洋エネルギーを利用した発電装置(以降，デバイスと呼ぶ)の実験海域である「実証フィールド」の選定を行うなど(http://www.kantei.go.jp/jp/singi/kaiyou/energy/renewableenergy.html)，今後，海洋エネルギー（波力，海流，潮流，海洋温度差など）を用いた発電技術の開発を国策として推進していくことを明確化した．その中で本研究では潮流エネルギーを用いた発電に注目している．長澤・経塚(2012）2)は実証フィールドである長崎県五島の瀬戸を対象として数値モデルにより潮流を再現し，その発電の実現可能性について検討している(フィージビリティスタディ)．その結果，経済的にも潮流発電は実現可能であると結論している．また，Sun et al.(2014)3)は同じく長崎県五島を対象として数値モデルによる潮流エネルギーの推算を行っているが，超音波式多層流速計(ADCP)による観測値と比較してその妥当性を検証した．ただし，実際の潮流発電では大型の発電装置を海域に設置する必要があり，十分な電力を確保するにはFig.1に示すように流れに対して複数の装置の設置が必要となることが考えられる．したがって，デバイスを設置することにより流れに大きな変化が生じ，それに伴い発電量も変動することが考えられるが，これまでのフィージビリティスタディにおいては，上記の報告を含めて，デバイス設置による影響を考慮されていない．本研究では長崎県五島列島の二つの瀬戸(奈留瀬戸および田ノ浦瀬戸，共に実証フィールドに選定されている)を対象として，デバイス設置による流れへの抵抗を考慮したモデルを開発し，その影響を評価するとともに，設置の有無によってどの程度発電量の推算値に違いが生じるのかについて検討した．.
12.	山口創一, 経塚雄策, TIDAL CURRENT ENERGY MAP AROUND KYUSHU-OKINAWA REGION, JAPAN, Grand renewable energy 2014 2nd Asian Wave and Tidal Energy conference, 181-186, CDに監修, 2014.07, Numerical simulation is conducted for obtaining tidal current energy map around Kyushu- Okinawa region, Japan, using finite volume coastal ocean model:FVCOM. Calculation domain covers whole area of Kyushu-Okinawa region and consists of unstructured triangular meshes which can have high resolution near coasts with complicated geometry and low resolution in offshore sea area, so that the present model continuously can calculate the detail distribution of tidal current from offshore area to near coasts with computational efficiency. Simulation results are validated with tide-gauge data observed at coasts over the Kyushu-Okinawa region. The present model shows good agreement with the observed. High tidal current was detected in narrow channels such as those in Goto islands, Kanmon strait and Ariake Sea, exceeding 3.0 m sec-1. Based on the calculated current field, tidal energy map is also obtained. This map can be used for estimating electric power gain and selecting the location best suited to tidal energy plant..
13.	Toshiya Katano,Makoto Yoshida,Souichi Yamaguchi,Kenji Yoshino,Takaharu Hamada,Masumi Koriyama Yuichi Hayami, Effect of nutrient concentration and salinity on diel vertical migration of Chattonella marina (Raphidophyceae), 10, 10, 1007-1018, 2014.05, Vertical migration plays an important role in the development of Chattonella populations in the natural environment;however, this behaviour has remained largely undescribed. In the present study, the diel vertical migration of Chattonella marina in the Ariake Sea was examined along with nutrient concentrations and salinity at four sampling sites during the bloom in the summers of 2008, 2009 and 2010. Cells of Chattonella were abundant at the surface (0 m depth) in the daytime in most cases. However, when surface salinity was 9, which is the lower limit for growth, the population accumulated at a depth of 2 m, where salinity was 15, suggesting that Chattonella moves to avoid water with low salinity. Chattonella cells actively migrated, even under nutrient-replete conditions (mean DIN concentration, 12.73 μM). The present study demonstrates that Chattonella cell migration is independent of nutrient availability. In addition, Chattonella cells stop upward migration when the surface salinity is low (
14.	濱田孝治, 速水祐一, Adi Nugraha, 山口創一, 郡山益実, 諫早湾干拓潮受堤防排水門の開門の影響予測及び開門方法への提言, 89, 3, 29-38, 2014.01, 諫早湾干拓潮受堤防排水門の開門の影響予測を数値シミュレーションによって行った。.
15.	山口創一, 経塚雄策, 九州・沖縄海域の潮流エネルギーマップの作成, 第24回海洋工学シンポジウム, CD-ROMに監修, 2014.03, ＦＶＣＯＭ(Chen et al., 2006)を用いて九州・沖縄海域の潮流エネルギーマップ作成のため数値計算を実行した。非構造格子の特性を活かすことにより、沖合から沿岸域までを連続して解くことが可能となり、広範囲における潮流マップおよび潮流エネルギーマップを得ることができた。求められたマップを元に、特定の発電装置の設置を想定した場合の発電量を推定することが可能となった。.
16.	Masumi Koriyama, Yuichi Hayami, Akane Koga, Koichi Yamamoto, Alim Isnasetyo, Takaharu Hamada, Kenji Yoshino, Toshiya Katano, Soichi Yamaguchi, Seasonal variations of water column nutrients in the inner　area of Ariake Bay, Japan: the role of muddy sediments, 10.1007/s10661-013-3068-8, 2013.01, To investigate seasonal variations of nutrient　distribution in the mudflat–shallow water system, we　conducted field surveys once a month from August　2007 to July 2008 in the inner area of Ariake Bay　(IAB), Japan. The NH4–N　concentration of the water　column increased in autumn because of the high NH4+　release from the sediments, ranging from 850 to　3,001 μmolm−2day−1. The NO3 −–N concentration　was maximal in January, which was thought to be　caused by NO3　− release from the oxic sediments and　by NO3　− regeneration due to water column nitrification.　The PO4 concentration of the water column　was high in summer–autumn due to the high PO4　release from the reduced sediments, ranging from 22 to　164 μmolm−2day−1.We estimated the total amounts of　DIN and PO4 release (RDIN and RPO4 , respectively)　from the muddy sediment area of the IAB. In summer–autumn, RDIN and RPO4 corresponded to about 47.7 %　of DIN input and about 116.6% of PO4　3−–P input from　the river, respectively. Thus, we concluded that the　muddy sediments were an important source of nutrients　for the water column of the IAB during summer–autumn.　In addition, we found that phosphorus necessary　for the growth of Porphyra (Porphyra yezoensis, Rhodophyceae)　would be insufficient in the water column　when phosphorus during the Porphyra aquaculture　period is supplied only from the river. Therefore, the　phosphorus release from the muddy sediments was　thought to play an important role in the sustainable　production of Porphyra in Ariake Bay..
17.	濱田孝治, 山口創一, 山本浩一, 速水祐一, 吉野健児, 大串浩一郎, 片野俊也, 吉田誠, 平川隆一, 有明海の懸濁物質輸送シミュレーション, 土木学会論文集B２(海岸工学), 67, 2, 511-515, 2011.11.
18.	山口創一,速水祐一,前谷寛,経塚雄策, 2008年夏に発生した有明海における青潮を伴う湧昇の再現とそのメカニズム, 土木学会論文集B2(海岸工学), 67, 2, 836-840, 2011.11.
19.	Toshiya Katano, Makoto Yoshida, Souichi Yamaguchi, Takaharu Hamada, Kenji Yoshino, and Yuichi Hayami, Diel vertical migration and cell division of bloom-forming dinoflagellate Akashiwo sanguinea in the Ariake Sea, Japan , Plankton and Benthos Research, in press, 2011.01.
20.	速水祐一,山本浩一,濱田孝治,郡山益美,古賀あかね,吉野健児,吉田誠,片野俊也,山口創一, 有明海奥部における栄養塩濃度分布の季節変化, 海岸工学論文集, 56, 991-995, 2010.05.
21.	濱田孝治,山本浩一,速水祐一,吉野健児,大串浩一郎,山口創一,片野俊也,吉田誠, 再懸濁特性マッピングに基づく有明海の懸濁物シミュレーション, 海岸工学論文集, 56, 986-990, 2009.10.
22.	吉野健児,山本浩一,速水祐一,濱田孝治,山口創一,大串浩一郎, 有明海湾奥部干潟域のマクロベントス相, 日本ベントス学会誌, 64, 15-24, 2009.08.
23.	山口創一,濱田孝治,速水祐一,瀬口昌洋,大串浩一郎, 有明海奥部筑後川河口沖における流れの季節および経年変動, 海岸工学論文集, 56, 436-439, 2009.10.
24.	山口創一,経塚雄策, 諌早湾における貧酸素水塊形成機構, 海の研究, 15, 37-51, 2006.01.
25.	山口創一,速水祐一, 有明海湾奥における出水後の低塩分水塊の挙動およびその水質への影響, 沿岸海洋研究, 46, 161-173, 2009.02.
26.	Soichi Yamaguchi and Yusaku Kyozuka, A NUMERICAL SIMULATION OF PHYSICAL ENVIRONMENTS IN THE ARIAKE SEA INCLUDING THE EFFECTS OF THE TIDAL FLAT, 22nd International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, 2003.06.

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