理想的な状況下での中高緯度海洋循環の3次元構造に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640416
• Research Institution: HOKKAIDO UNVERSITY
• Principal Investigator: 久保川 厚 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 教授 (00178039)
• Keywords: 海洋大循環 / 通気水温躍層 / 東岸境界 / 鉛直密度拡散 / 惑星波 / 海洋の応答

Research Abstract

中高緯度海洋循環の構造と変動特性を理解するために、理想的な状況下での理論的・数値的研究を行った。研究実績の概要は以下の通りである。
1.東岸境界近傍での構造とその躍層構造に対する影響:海面密度の南北傾度に伴い海洋上層に生じる東向流がどの様にして海洋内部に戻り、どの様に海洋内部の循環構造に影響するかを明らかにするために、海洋大循環モデルを用いて、準定常状態に至るまでの長時間積分を数ケース行った。その結果、混合層内の東向流は東岸の混合層下部で西に向かい、南下し、海洋内部領域に入っていくことが明らかになった。このときの渦位バランスを等密度面座標上で調べた結果、東岸近くでの南下流の生成には密度拡散に伴う鉛直流による渦柱の収縮が重要らしいことが示された。さらに、線形理論モデルを構築し、それと比較した。現実には非線形効果も重要であるため定量的には一致しなかったが、南下流の強さや東西分布の拡散係数依存性は定性的には一致した。また、この研究は、海面からのベンチレーションと底近くまで達する深層水以外に、それらの中間的な密度を持つ水が東岸から中層に直接入ってくることを示唆するものになっている。
2.通気水温躍層の大気変動に対する応答:大気変動に対する海洋循環の応答を明らかにするために、2.5層通気水温躍層中の線形惑星波動の性質に関する研究を、波動の性質の波長依存性も含て、進めた。その結果、東岸近くの影領域で長波が不安定であるだけではなく、通気領域でも有限波長の波は不安定となることが示された。さらに、球面上での波動の伝播特性と局所長波理論との比較を行い、局所長波によりその伝播特性のかなりの部分が説明可能であることが示された。また、以前より研究を進めていた多層通気水温躍層モデルの風に対する定常応答問題において、混合層フロント幅に対する水温アノマリの振幅依存性を調べた。

Research Products

• [Publications] Sumata H., A. Kubokawa: "Numerical study of eastern boundary ventilation and its effects on the thermocline structure"Journal of Physical Oceanography. 31. 3002-3019 (2001)
• [Publications] Kubokawa A., S.P. Xie: "Steady response of a ventilated thermocline to enhanced Ekman pumping"Journal of Oceanography. 58(印刷中). (2002)
• [Publications] Kubokawa A., M. Nagakura: "Linear planetary wave dynamics in a 2.5-layer ventilated thermocline model"Journal of Marine Research. 60(印刷中). (2002)