2018 Fiscal Year Annual Research Report
Observations of ocean fine structures with scales between submeso-scale and turbulence using the three-dimensional current and turbidity observation system
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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。
期間内に上記観測システムを用いて、東北・北海道沖において渦やフロントに伴う微細流動構造の観測、ならびに津軽海峡太平洋側、アリューシャン列島域、ルソン海峡において潮汐による内部波の生成と砕波およびそれに伴う微細流動構造の観測を実施した。加えて最終年度には、観測システムを構成する流向流速計の故障とその修理のため予算が極めて少ない中、厚岸湖と厚岸湾の間の海峡で生成される渦の観測を行った。これらの観測により、内部波の生成と時間発展を捉えると共に、大振幅内部波や砕波の観測された時と場所において激しい流速擾乱と音響反射強度の顕著な空間分布が生じていることを３次元微細流動構造観測システムにより捉えることに成功した。これらは内部波とそれに伴う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している。こうした輸送・撹拌のメカニズム特定や定量的見積もりのため、得られた観測データを解析し濁度や乱流エネルギー生成・鉛直混合の3次元分布の推定を試みた。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および大気海洋間の熱フラックスについての研究も行った。
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