海水混合過程における二重拡散対流の役割

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07640569
• Research Institution: TOKYO UNIVERSITY OF FISHERIES
• Principal Investigator: 吉田 次郎 東京水産大学, 水産学部, 助教授 (30174931)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 千手 智晴 水産大学校, 漁業学科, 助手 ; 長島 秀樹 東京水産大学, 水産学部, 助教授 (10087570)
• Keywords: 親潮フロント / 水温逆転 / 二重拡散対流 / 二重拡散貫入 / 鉛直・水平拡散係数 / ソフトフィンガー / 三次元数値モデル

Research Abstract

1.三陸沖親潮フロント域で1マイル間隔のCTD,XBT観測資料を解析し以下の結果を得た。
(1)フロント域で頻繁な水温逆転層が見出されたが、塩分により補償され密度的には安定であった。
(2)水温逆転は鉛直に50〜80m、水平に7km程度のスケールを持ち、少なくとも数十時間にわたって維持されていた。現象の時空間スケールからこの逆転層は、異水魂の貫入現象、しかも二重拡散対流により駆動された現象であることがCTDの連続観測の解析より推定された。この海域で二重拡散貫入の存在が確認された始めての例である。
(3)更に、貫入現象に的を絞ったCTD観測資料解析と、貫入現象に関する室内実験結果から、貫入現象が複数層で進行する場合と、単一層で進行する場合の振る舞い(進行速度、層厚)に違いのあることが見出された。観測された貫入層は単一層で進行するものであり、現場の成層の強さと、層厚から貫入層の進行速度を見積もることが出来た。この進行速度を用い、移流拡散モデルから鉛直・水平拡散係数をそれぞれ10^<-4>m^2/s、10m^2/sと推定した。
2.ソフトフィンガー型対流を三次元数値モデルで再現する実験を行い、その結果
(1)不規則な形状を持つソルトフィンガーを再現することに成功した
(2)実験で得られたフィンガーの幅は、線形安定論から予想された傾向と一致し、また、室内実験の結果を支持するものとなった。
(3)鉛直方向への温度・塩分それぞれの輸送を密度に換算した場合の比率は室内実験から得られる値より若干低めの値となった。このことの原因は特定できないが、今後、より長時間にわたり、また、パラメーターレンジを拡げた計算を行い取り組んでいく。

Research Products

• [Publications] Nagasaka,M: "Double Diffusively Induced Intrusions into a Density Gradient" Double Diffusive Convection,Geophysical Monograph 94 AGU. 94. 81-88 (1995)
• [Publications] Yoshida,J.: "Numerical Experiment on Double Diffusive Current" Double Diffusive Convection,Geophysical Monograph 94 AGU. 94. 69-80 (1995)
• [Publications] 長島秀樹: "3次元数値モデルによるソフトフィンガー" ながれ. 15(1). 1-2 (1996)
• [Publications] 長島秀樹: "海洋中の二重拡散対流による物質輸送" ながれ. (印刷中). (1997)