2017 Fiscal Year Research-status Report
３次元流速濁度観測システムによりサブメソスケール～乱流間の観測空白域を測る
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16K05549
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
中村 知裕 北海道大学, 低温科学研究所, 講師 (60400008)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 海洋物理 / 海洋科学 / 自然現象観測 / 乱流混合 / 内部波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海洋中の熱や溶存物質はすべて、海水混合から海洋循環を介して海全体に輸送される。この海洋学における最も基本となる混合を引き起こす、海洋内部の３次元微細構造（水平スケール＜O(1km)）は、これまで観測方法がなく実態が不明であった。本研究は、研究代表者が考案・構築した「３次元微細流動構造 観測システム」を用いて「内部波の大規模砕波」や「サブメソスケール渦」から乱流に至る遷移過程の３次元構造を観測し、混合を引き起こす微細構造の実態解明を目指す。
本年度は、北海道大学水産学部練習船おしょろ丸60日航海(C040)レグ2および海洋研究開発機構東京大学大気海洋研究所学術研究船白鳳丸KH17-5航海レグ2に乗船させて戴き、前者ではアリューシャン列島域、後者ではルソン海峡において潮汐による内部波の生成とそれに伴う微細流動構造の観測を行った。両海域共に、大振幅の内部波が潮流により生成されることで知られており、本研究にとって望ましい観測海域である。前者の観測航海では海峡近くの水深が急変する所で内部波の生成と時間発展を投棄式水温計による観測で捉えると同時に、直接観測できなかったものの大規模な砕波を示唆する密度構造の観測、ならびに激しい流速と音響反射強度の擾乱を３次元微細流動構造観測システムにより捉えることができた。これらは内部波とそれに起因する微細な流速擾乱に伴って懸濁物質が輸送・撹拌されていることを示唆している。後者の航海では生憎の悪天候のため観測期間が大幅に縮小され潮汐周期の各位相を捉えることができなかった。こうして観測された微細構造の特徴とその力学の解明を目指し、得られた観測データを流速構造および濁度に注目して解析を行った。加えて、内部波や渦から乱流に至る過程の力学や潮汐起源の内部波による鉛直混合が海洋の物質循環に与える影響について等の研究も行った。
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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
計画していたアリューシャン列島域での観測に加え、ルソン海峡においても潮汐により生成された内部波とそれに伴う微細構造の観測を実施できた。また、得られた観測データの解析も進めていることから、（２）おおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初は平成30年度には北海道区水産研究所・北光丸または東北区水産研究所・若鷹丸の協力を仰ぎ、津軽海峡または混合水域で観測を行う予定であった。しかし、その代わりに平成29年度にルソン海峡での観測を実施しそのための費用を前倒し支払により賄った。加えてルソン海峡観測時に「３次元微細流動構造 観測システム」を構成する音響ドップラー式流向流速計(ADCP)１台が故障したため、平成30年度はその修理費（の一部）も負担することになった。これらのため本研究に残された予算は非常に少ない。そこで、平成30年度は少なくとも現時点では観測を実施せずこれまでに得られた観測データの解析を行う予定である。また、得られた成果について国内外の学会で発表する。また、成果を査読付国際誌に投稿すると共に、ウェブサイトまたは低温科学研究所の一般公開などを利用して広く紹介する。
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| Causes of Carryover |
「今後の研究の推進方策」に記載したように、平成29年度に実施した白鳳丸ルソン海峡観測において「３次元微細流動構造 観測システム」を構成する音響ドップラー式流向流速計(ADCP)１台が故障したため、その修理費用の一部にあてるため、平成29年度に交付された助成金の一部を次年度に繰り越す。
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