2016 Fiscal Year Annual Research Report
南大洋における乱流ホットスポットの定量化とその深層海洋大循環モデルへの組み込み
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15H02131
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
日比谷 紀之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (80192714)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽角 博康 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (40311641)
北出 裕二郎 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (50281001)
田中 祐希 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80632380)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 南大洋 / 乱流パラメタリゼーション / 南極周極流 / 風下波 / 投下式乱流計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
南大洋では、表層では上空の偏西風の変動に伴って励起される近慣性波が、深層では海底まで達する南極周極流と急峻な海底地形との相互作用に伴って励起される風下波が、ともに砕波することで強い乱流混合が生じていると推察される。この南大洋における乱流散逸率の定量化は、深層海洋大循環の解明に必要不可欠である。
今年度は、2017年12月31日～2018年１月22日の間、東京海洋大学の練習船「海鷹丸」による南大洋航海に参加し、最新の投下式乱流計VMP-Xを用いて、南極周極流域での深度約4000mの深海底にまで達する乱流観測を世界で初めて実施し、貴重なFull-Depthの乱流データを多数収集することに成功した。いくつかの観測点では、海底直上で乱流が強くなっている様子を確認することができた。また、これと同時に、吊下式流速計 (LADCP) を電気伝導度・温度・水深計 (CTD) に取り付け、海底地形上での各物理量も把握することにも成功した。
これらのデータと昨年度の観測で得られたデータを、「海底直上における乱流混合過程」や「乱流混合強度と地衡流との関係」に注目して解析を進めている。さらに、高解像度の非静力モデルに既存の「各海域での海底地形の凹凸の情報」や「密度成層構造の情報」を組み込むことで、海底地形上で励起された様々な波数をもつ風下波が砕波するまでの物理過程を再現し、海底境界層における粘性散逸や、風下波の励起に伴い深層で生じる近慣性流シアーによるドップラーシフトなどの物理過程が、どの程度寄与しているかを調べている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当研究室が保有しているVMP-5500では、海底直上の微細構造まで観測することが不可能であったため、南大洋での観測には、海底直上までの乱流強度分布の観測が可能な最新の投下式乱流計VMP-Xを用いることにした。しかし、VMP-Xの開発の遅延や不具合の調整のため導入が遅れてしまい、H27年度の「海鷹丸」による南大洋航海では使用できず、VMP-5500による観測となってしまった。さらに、H28年度の同航海では、海洋物理関連の観測は予定されておらず、H29年度まで待たざるを得なかった。このH29年度の航海では、ようやく南大洋において初めてとなるVMP-Xによる海底直上までの観測に成功することができたが、当初計画と比べれば研究の進捗状況はやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の「海鷹丸」による南大洋航海時に、最新の投下式乱流計VMP-Xによる海面から海底直上までの乱流強度分布の観測を実施した。この観測で得られたデータを詳細に解析し、従来のVMP-5500を用いた乱流観測の結果との比較を通じて、乱流空間分布のパラメータ依存性の検証を行うとともに、南大洋での乱流パラメタリゼーションの定式化を行う。
さらに、こうして定式化されたパラメタリゼーションを用いて南大洋での乱流強度分布を明らかにするとともに、その情報を組み込んだ深層海洋大循環モデルの結果を従来のモデル結果と比較することにより、現段階で最も高精度な深層海洋大循環像の確立を目指していく。
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