日本海内部の傾圧流量と海峡間の水位差に伴う通過流量の不一致に起因した流動場

• Project/Area Number: 07740377
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 磯田 豊 北海道大学, 水産学部, 助教授 (10193393)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1995: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 対馬暖流 / 通過流量 / 傾圧流量 / 動循環

Research Abstract

対馬海峡から流入し津軽・宗谷海峡から流出する対馬暖流の通過流量uηは両海峡間の水位差△η=ηs-ηn、すなわち太平洋側の外部条件に依存している。一方、日本海内部の対馬暖流は冷たい日本海固有水の上を密度流として東流し、その傾圧流量uρは南北方向の密度差△ρ=ρn-ρs、すなわち日本海の内部条件に依存している。私は△ηと△ρに依存したそれぞれの流量は、必ずしも一致する必要はないと考えた。実際に、対馬・津軽両海峡内における最近のADCP観測は通過流量の季節変化が小さいことを示しているが、日本海内部の傾圧流量は夏季の暖水流入と冬季の海面冷却による△ρの変化から、明らかに大きな季節変化をしている。
上述の両流量の不一致に起因した物理現象は、両流れ場の接点である対馬海峡付近において、夏季の成層の発達と同時に傾圧流が強まり、底層に日本海から冷水が侵入する現象として現れている。この冷水侵入の力学を理解する物理モデルとしてy方向の流れが消える、すなわちy方向の地衡流が存在しない(f=0)韓国沿岸に沿ったx-z断面Aを考えた。△ηによるuηは外部強制流Uoとして与え、△ρによる密度流はモデル内で表現される。その結果、4月観測と同程度の冷水侵入状態を再現するためには、鉛直粘性をko=200cm^2s^<-1>のオーダまで上げる必要があること、このケースで再現された日本海内部の約10℃以下の水は、日本海の底層水(0℃)と流入暖水(11℃)が海峡内で混合した結果、形成されていることがわかった。次に、このケースから10月を想定し流入水温をTo=21℃まで上げると、再び重力循環が強まり底部冷水の侵入が強まることもわかった。ただし、このモデルでは水平または鉛直拡散が大きいため、その様子は水温場には顕著に現れない。