2018 Fiscal Year Annual Research Report
Pacific Ocean state estimation and clarification of mechanism of ocean circulation by data synthesis of global observations
| Project Area | Ocean Mixing Processes: Impact on Biogeochemistry, Climate and Ecosystem |
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| Project/Area Number |
15H05819
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
増田 周平 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, グループリーダー (30358767)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長船 哲史 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 技術研究員 (50638723)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 海洋 / 鉛直混合 / データ同化 / 気候変動 / マルチフラクタル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目標の一つは入手可能な海洋観測データを有効に活用することで、鉛直混合を含む様々な物理観測と矛盾しないような鉛直混合強度の未知パラメタ最適値を得、それが実現する海洋環境場を四次元変分法データ同化手法を用いて求めることである。
本年度は、地熱の効果等を組み込んだ最新のモデルを用いて、線形推定法を用いた物理パラメタの最適化実験を行った。さらに、この結果を元に初期推定場を作成し、水温・塩分等の従来用いてきた観測データを与えた四次元変分法によるデータ統合実験を開始した。データ作成の途中ではあるが、北太平洋における深層昇温の例にデータ同化システムのパフォーマンスを検証し、本研究で作成したシステムが良好に機能していることを確認した。また、乱流エネルギー散逸率εの観測データを効率的に同化するために、最適化コードの改良を進めた。また、マルチフラクタルシミュレーションモデルを構築し、εの観測データの算術平均と幾何平均の比率を見積もることでデータ同化の精度向上に資する結果を得た。
この他に、同新学術課題他研究班との共同研究として、線形推定法を用いた最適化実験による中深層まで含めた全球海洋鉄分布の推定、風の短周期成分に関連した近慣性流に伴う鉛直混合の影響の調査を進めており、ベースとなるシステムの改変を実施した。
本研究課題で得られた成果は論文や、学会発表、公開データセットの更新などを通じて発信している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
乱流エネルギー散逸率εも統合することができる四次元変分法データ同化システムを精緻化し、より高精度の統合データセットを作成した。具体的には、物理パラメタの最適化を通じた初期推定場の改善、地熱導入によるベースモデルの精緻化を完了し、εの観測値を同化する際の統計処理方法を新たに提案した。一部気候変動解析を開始し、当初の年次計画に沿って、概ね順調に進展している。また、最終年に向け、他研究計画班との連携による研究も成果が出始めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの知見や技術を活かしながら、εの観測データを含めた最終的なデータセットを用い、科学的知見を獲得する。具体的には、完成したデータ統合システム、データセットの解析を進め、過去の知見と比較し科学的検証をさらに推進しつつ、海面高度変化、循環場の変化、深層昇温への影響などに注目し、「海洋混合学」の大きな目的の一つである、混合と循環の関係を解き明かしていく。
また、新学術領域として、他計画研究班との連携による、生物地球科学研究への貢献にも資する。
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