密度拡散を考慮した鉛直モ-ド展開に基づく深層循環の研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02640314
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 増田 章 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (60091401)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上原 克人 九州大学, 応用力学研究所, 助手 (80223494)
• Keywords: 深層循環 / 密度拡散 / 鉛直モ-ド展開 / 深層西岸境界層 / 粘性型・拡散型 / 湧昇流・沈降流 / 海底地形

Research Abstract

前年度は、平坦な海底を持つ海洋における深層循環という基礎を研究し渦位拡散概念の有効性を示した。これに対し、本年度は海底地形の深層循環に及ぼす影響を主として調べた。
海山や海谷のような典型的孤立地形がある場合の深層循環は、従来から研究されており、平坦な場合のストムメル型循環と異なることが指摘されている。緩やかな海底地形の場合を摂動法により調べたところ、海山・海谷に限らず低圧性循環を山谷地形付近に生み出す力学を明らかにすることができた。また、等地衡線が閉じるような急峻な山・谷の場合、従来の特性曲線法で解くことができない臨界等地衡線の内部でも、鉛直・水平の密度拡散を考慮することにより、圧力および流れの分布を決めることが出来た。更に単純化した局所模型(∂面近似)を用いて解析解を得、これが数値実験の結果を良く説明することが分かった。
平坦な海底では西北端に最も古い深層解水が現れる筈にも拘らず、なぜ太平洋北東側に最も古い深層解水が存在するのかという問題に関連して、大洋規模の海底斜面の効果も考えた。指数型の東西斜面と南北斜面及びその複合型に対して得た解析解によれば深層流が東西向きになり、しかも最も古い深層水が海の東側に出現するようになることが明らかになった。この結果は、現実の太平洋の深層水の循環に及ぼす海底地形の大きな影響を強く示唆するものである。
その他、緯度圏を一巡する南太洋で拡散・粘性に依存する境界層が西向きに発達すること、赤道域で拡散・粘性の効果により松野・ギル型流れの南北幅が広くなること、赤道付近に鉛直構造が現れやすいことなど、様々な現象を調べた.

Research Products

• [Publications] Uehara,K.and K.Taira: "Hydrographic Structure along 12°Nand 13°N in the Philippine Sea" J.Oceanogr.Soc.Japan. 46. 167-176 (1991)
• [Publications] 増田 章: "海洋学と数学" 海と空. 67. 51-63 (1991)
• [Publications] Masuda,A.and K.Uehara: "A reducedーgravity model of the abyssal circulation with Newtonian cooling and horizontal diffusion" DeepーSea Research. (1992)
• [Publications] Masuda,A.: "The completeness theorem for Rossby normal modes of a stably stratified flat ocean with an arbitrary form of side bourday" Quarterly of Applied Mathematics. (1992)
• [Publications] Uehara,K.,K.Taira and A.Masuda: "Density Field along 12°N and 13°N in the Philippine sea" The Deep Western North.Pacific.(Elsevier). (1992)