2012 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanisms for the formation and variability of the Kuroshio Extension system and its influences on the atmosphere and the marine ecosystem
| Project Area | Multi-scale air-sea interaction under the East-Asian monsoon: A "hot spot" in the climate system |
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| Project/Area Number |
22106006
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
野中 正見 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, チームリーダー (90358771)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保川 厚 北海道大学, 地球環境科学研究科(研究院), 教授 (00178039)
佐々木 英治 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球シミュレータセンター, サブリーダー (50359220)
中野 英之 気象庁気象研究所, 海洋研究部, 主任研究官 (60370334)
細田 滋毅 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, チームリーダー代理 (60399582)
田口 文明 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球シミュレータセンター, 研究員 (80435841)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 中緯度大気海洋相互作用 / 黒潮・黒潮続流 / 海洋前線帯 / 海洋大循環モデル / Argoフロート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
黒潮続流の形成機構を考察するため、準地衡流２層モデルを用いて黒潮続流の東向きジェットの緯度と風の南北分布の関係に着目した実験を継続し（A）、更に高解像度海洋大循環モデルで検証を行った。また、高解像度海洋大循環モデルデータの解析から、長期平均場の黒潮続流の維持に海洋渦による運動量の輸送が大きく影響することを示唆した。
一方、黒潮続流等の経年変動に注目した研究では、これまでの海洋大循環モデルの経年変動実験では不完全であった黒潮続流の安定性の数十年スケール変動の再現を、同化再解析実験で成功した。その一方で、初期値が僅かに異なる2つの経年変動実験において黒潮続流流速の経年変動が顕著に異なり、その変動は外力だけで決まるのではなく、自励的に変動する不確定な成分も多く含むことが示された。この実験には海洋生態系モデルも組み込み、自励的な変動が生態系に及ぼす影響も示された。更に、海洋生態系モデルを組み込んだ水平解像度1/30度の北太平洋域海洋シミュレーションを開始した。
上のような海洋前線構造やその変動が大気場へ与える影響を考えるための大気海洋結合モデルを用いた研究では、海洋モデルの西岸境界部分付近を高解像度化し、その海域で海面水温分布の再現性を向上させたが、それは必ずしも大規模な風系に顕著な影響を示さなかった。長期積分データ解析からは、風系変動によって生じる亜寒帯前線の南北変位によって大きな貯熱量の変動が大部分は塩分と密度補償した形で生じることが示された（B）。これらの成果は今後海洋変動が大気へ及ぼす影響を考える上で重要である。
海洋前線帯に加え、海盆規模の海洋の熱的特性にも注目し、夏季に海面からの熱が混合層以深にも浸透することの重要性を示した（C）。またArgoデータに基づく従来より実質解像度が高いデータセットの作成を開始した。
上記（A, B, C）の成果は国際学術誌に投稿中である。
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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
本研究課題の目的は、黒潮・親潮続流循環系の形成・変動機構とその大気場や海洋生態系への影響を明らかにすることである。この目的達成のために、①黒潮・親潮続流循環系の形成・変動メカニズム、②海洋変動の海洋生態系への影響、③大気場への影響、④海盆規模の混合層分布とその変動、という４つの主要テーマをたて総合的に研究を推進している。研究実績の概要に示したように、各テーマに沿って着実に進行している。特に、黒潮続流の平均的な構造形成に関しては、風分布の重要性が明確に示されたと共に、その維持には海洋渦による運動量輸送が重要な役割を果たすことが、渦解像海洋大循環モデルデータの解析から直接的に示された。これらは黒潮続流の形成維持に関する理解を大きく進める成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
重要な成果が得られつつある、海洋渦と平均場との関係に関する研究について、大気及び海洋における当該分野の専門家を連携研究者として今年度から加えた。ポスドク研究員を中心にして議論を深めながら更に研究を推進するとともに、専門家との共同研究の中でポスドク研究員が更に豊富な経験を積むことを期している。
海洋生態系への影響については、渦解像シミュレーションの解析を更に進めると共に、計画通り開始した水平解像度1/30°の超高解像度シミュレーションを用いて、海洋のサブメソスケール現象が物理場・生態系に及ぼす影響を明らかにしていく予定である。
また黒潮続流や亜寒帯前線の経年変動に加え、海盆規模の混合層や上層の熱的性質についても経年変動に注目した解析を開始する。これらの解析では、従来のモデル・観測データに加え、新たに作成を開始した実質解像度の高い観測データプロダクトを活用することが有効となると思われる。
一方、大気との相互作用に関する研究を、観測的研究も含め、また他の計画研究班・公募研究との連携も強めながら推進することも重要と考えている。
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