2008 Fiscal Year Annual Research Report
開放散逸系としての海洋・気候システムの熱力学的研究
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17540419
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| Research Institution | National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention |
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Principal Investigator |
下川 信也 National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, 水土砂防災研究部, 主任研究員 (40360367)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
納口 恭明 防災科学技術研究所, 防災システム研究センター, 総括主任研究員 (50360368)
小澤 久 広島大学, 大学院・総合科学研究科, 准教授 (30371743)
松浦 知徳 富山大, 大学院・理工学研究部, 教授 (10414400)
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| Keywords | 非平衡熱力学 / 非線形力学 / エントロピー生成 / 熱塩循環 / 台風 / 確率降雨 / 風成循環 / 粉粒体 |
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| Research Abstract |
本年度は、これまで行ってきた深層循環の熱力学的研究の成果の気候変動や自然災害に関わるそのほかの現象、具体的には、粉粒体流動、台風、風成循環への応用についての研究を行うと共に、これまでの研究のとりまとめを行った。
微粒子を用いた室内実験により、雪崩等の粉粒体流動の粒径依存性について調べた。雪崩の先端には粒径が小さいと波状パターンが形成され、そのパターンの差異は速度境界層の厚さと渦の大きさのバランスから決まることがわかった。また、その理論的考察から、波状パターンの形成メカニズムはエントロピー生成率最大説と整合的であることがわかった。
大気大循環モデルによる数値実験(第4次IPCCの6機関の気候モデルより予測された将来の海面水温を利用したタイムスライス実験)と台風の最大可能強度理論を用いて、地球温暖化時に台風の活動度がどのように変化するかについて調べた。その結果、地球温暖化時における台風の発生数の地域的変化と台風の強度の増加傾向が示された。
ダブルジャイヤー海洋に対して、その固有振動と季節変化する風応力外力との非線形相互作用を1.5層準地衡流渦位方程式及びエネルギー収支に関する力学系モデルを用いて調べた。レイノルズ数を慣性サブジャイヤーの切離が周期的に発生する39に固定し、外力の振輻を変化させていくと、非線形現象特有の引き込み現象や間欠的な不規則変動が現れることがわかった。これらは、ダブルジャイヤー海洋における時間変化風応力のある場合における長周期変動(数年から数十年)の発生と関連すると考えられる。
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