| Project/Area Number |
19H01970
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
Endoh Takahiro 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (10422362)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松村 義正 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (70631399)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
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| Keywords | 乱流混合 / 海底斜面 / Tidal straining / 乱流微細構造観測 / 三次元非静水圧モデル |
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| Outline of Research at the Start |
東シナ海陸棚斜面域の海底に超音波ドップラー多層流向流速計を設置し、その直上に乱流微細構造プロファイラーを投入することによって、乱流運動エネルギーの生成率と散逸率を同時に計測する。両者の差から乱流混合に使われたエネルギーを算出し、乱流運動がもたらす鉛直方向の密度フラックスを明らかにする。その収束・発散から、海底混合層内を斜面沿いに移動しつつ密度躍層へと湧昇し沖側へ戻る二次元循環の大きさを定量的に見積もる。観測結果をもとに、三次元非静水圧モデルを用いて数値シミュレーションを実施し、海底混合層内における懸濁粒子の斜面沿い方向の輸送量ならびに、海底混合層から密度躍層への懸濁粒子の輸送量を明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Using microstructure data obtained over the continental shelf of the East China Sea, we verified that vertical turbulent flux of buoyancy in the bottom boundary layer (BBL) can be estimated as a product of background density gradient and vertical eddy diffusivity calculated from (1) the dissipation rate of turbulent kinetic energy (TKE) measured with a microstructure profiler deployed from a ship and/or (2) the production rate of TKE measured with an acoustic Doppler current profiler deployed on the seabed. By coupling an online particle tracking framework with a three-dimensional non-hydrostatic model, “kinaco”, we demonstrated that the mixing asymmetry due to tidal straining generates the transport of sediment particles lifted from the seabed, which is directed towards the inner continental shelf regardless of the size of particles.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
陸棚斜面域の海底混合層上端を境として生じる、乱流運動がもたらす密度フラックスの収束・発散によって、深いところにある密度の大きい水塊が、海底混合層内を斜面沿いに陸棚上へと移動しながら密度躍層へと湧昇し、等密度面に沿って沖側へ戻るという二次元的な輸送過程が生じ得る。本研究で得られた成果を端緒として、海底斜面と海底混合層との組み合わせによる二次元循環の存在が明らかになれば、陸棚斜面域にとどまらず、全球的な深層海洋大循環まで含めた、新しい物質循環研究の展開に大きく貢献するものと期待される。
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