2005 Fiscal Year Annual Research Report
縁辺海における深層流の力学-渦成深層循環の力学機構-
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17740315
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
吉川 裕 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (40346854)
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| Keywords | 深層循環 / 日本海 / 傾圧不安定 / 二次元乱流 |
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| Research Abstract |
初めに多層模型を用いた数値実験を行い、傾圧不安定に伴う渦形成と海底地形効果が、浅領域を右に見る平均流を形成する仕組み(渦成深層循環の力学機構)の詳細を調べた。単純な東西水路を模した数値実験(一層・二層)を行った結果、(1)傾圧不安定が順圧渦を形成すること、(2)順圧渦は二次元乱流の特性により空間波数が最小となる構造になるまでスケールアップすること、(3)海底地形変化がある場合には渦柱の伸縮が強制され、相対渦度と水深変化に強い正相関が生じ、その結果浅い領域を右に見る順圧的な流れが形成されること、等が明らかとなった。
一方、現実の日本海においては、深層では浅い領域を右に見る流れが卓越するが、表層では流入・流出流が卓越する。そこで日本海を模した数値実験(二層・三層)を行い、上述の機構が現実的かどうか調べた。その結果、海峡から流入する傾圧流が順圧流と同程度に大きいため、表層では傾圧流が卓越するが、深層では上述の東西水路実験と同様の力学機構により駆動される順圧流成分が卓越することが確認された。
次に流れの順圧成分と傾圧成分との力学的相互作用や渦度バランスについて整理し、それを元に数値実験結果を解析した結果、本実験結果はネプチューン効果を異なる観点から表現したものであることが分かり、不明瞭な部分が多かったネプチューン効果の再評価を行う結果となった。
最後に上述の力学機構の中で鍵を担う傾圧不安定に伴う順圧渦形成機構を、線形解析により詳しく調べた結果、順圧渦形成は傾圧流の移流効果によって線形発展段階から生じていることが分かった。さらに、層厚に大きく依存する二層榎型の傾圧不安定波の最大成長波長は、ロスビー波の位相速度と傾圧流の移流速度の和が上層・下層で等しくなる波長として、理解可能であることを明らかにした。
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Research Products
(1 results)
