2017 Fiscal Year Research-status Report
北極海の海洋乱流エネルギー時空間変動の復元 ー海氷減少と大循環流強化の影響評価ー
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16K21700
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
川口 悠介 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (00554114)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 北極海 / 慣性振動 / 内部重力波 / 海氷 / 乱流混合 / エネルギー散逸 / ウェーブレット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、北極海ノースウィンド深海平原における海洋乱流と内部重力波について、主に係留観測のデータを解析した。解析に用いた係留系（NAP13t）は、系の上端にIPS (Ice Profiling Sonar）という音響装置を装備し、水深110 mに多層型流速計（ADCP）を搭載したモニタリングシステムである。このシステムによって、海氷の厚さ、海氷の漂流速度、および各深度の流速が取得可能となり、多種変数のモニタリングと相互比較が初めて可能となった。データ解析から、1年を通した氷厚変動が明らかとなった。また、本研究では、計測された海氷の漂流速度を強制力として海洋混合層の力学的な診断モデル（Pollard & Millard, 1970）を用いる実験を行なった。実験の結果、海氷の移動速度の解析からは主に地形に沿った北西向の動きが卓越的であったが、海洋内部重力波の形成という見地からは、半日周期で回転する氷の慣性振動こそ重要であることが示された。さらに、海氷慣性振動の季節性を明らかにすべく、ウェーブレット解析を実施した。その結果、海氷が熱的に成長する初期段階（10月から11月）において、氷の慣性振動の振幅はピークを迎えることがわかった。結果的に、海洋混合層が１年間に獲得する慣性エネルギー総量の約60%を、海氷成長期の２ヶ月間で獲得していたという計算になる。ここでの成果は、現在、査読付きの国際誌に投稿準備中である（Kawaguchi et al. in prep.）。
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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
本年度は、過去の係留観測のデータ解析と船舶による新規データの取得を実施した。データ解析の結果については「研究実績の概要」に詳述した通りで、IPS-ADCPシステムによるモニタリングデータを解析し、その中で新しい知見を得ることができた。また、船舶観測（「みらい」北極航海MR1705C）では、当該海域において、深層の内部波に焦点を当てた現場調査を遂行できた点が一定の評価に値すると考えている。MR17-05Cのデータは未だ解析途中であるが、北極海の深層まで内部波エネルギーが到達しえるという知見は新しく、今後の研究を進める上で試金石となりえる重要な資料である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、海洋研究開発機構の地球海洋研究船「みらい」を用いた北極海航海（MR1705C）に参加し、海洋の内部重力波と乱流混合に関する調査を実施した。新たに取得した知見は今後の展開に変化を与えうる可能性を秘めている。言い換えると、これまで深海に到達する前（数100 m）に消散すると考えられてきた風に由来する近慣性の内部重力波が、海底直上において検出された点は新しい。この調査の結果、内部波の鉛直波長が約200-300 m、振幅が10 cm/s程度であった。ここでの知見は、北極海の内部波の振る舞いとして広範的かつ普遍的な現象であるのか？、また地球温暖化や海氷減少に関係した新しい状態への遷移を意味しているのか？といった新たな疑問が生じた。今後のさらなる調査を必要とする。地球温暖化の進行により、大気・海氷・海洋間の運動エネルギーの新しい循環像を探る必要性を課題として感じている。今後、これらの疑問に答えるべく北極海深層における海流・乱流の現場調査の機会を探り、また、その真相究明すべく理論的な手法を用いた研究にも尽力してまいりたい。
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| Causes of Carryover |
本研究課題に関連した論文などの出版費用を拠出する可能性があり、次年度に必要最低限の費用を割り当てた。
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Research Products
(2 results)
