2023 Fiscal Year Research-status Report
Effects of double-diffusive interleaving on Antarctic Bottom Water flow
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21K20375
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
伊地知 敬 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30906128)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2025-03-31
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| Keywords | 二重拡散対流 / ソルトフィンガー / パラメタリゼーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、二重拡散貫入を数値計算で再現する上でパラメータ化する必要がある二重拡散対流に伴う渦フラックスがどのように規定されるのかを、二重拡散対流の一種であるソルトフィンガーが卓越する北大西洋中緯度の海面塩分極大域で海中グライダーと鉛直乱流プロファイラーによって取得された既存の乱流観測データを使って検証した。二重拡散対流に伴う水温・塩分フラックスは、いくつかの仮定の下で、観測で得られた水温分散散逸率と乱流運動エネルギー散逸率とから見積もることができる。浮力レイノルズ数が十分小さく乱流が活発でない場合、こうして見積もられた水温・塩分フラックスには、水温・塩分成層比Rρに対する顕著な依存性があり、特にソルトフィンガーが卓越すると考えられる1 < Rρ < 2でフラックスが強化される様子が見られた。この結果は、リチャードソン数が十分大きい場合に得られた先行研究の結果と整合的であり、十分な精度で観測することが通常困難なリチャードソン数の代わりに浮力レイノルズ数を使ってもソルトフィンガーに伴うフッラクスを定量化できることが明らかになった。また、上記のソルトフィンガーが卓越するパラメータの範囲で、水温勾配の波数スペクトルの傾きが、過去の限られた観測や理論で指摘された正の大きな値より十分に小さく、正負が逆転してしまう場合もあることが分かった。これは、ソルトフィンガーに関わるエネルギーカスケード過程に新たな示唆を与えるもので、興味深い結果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究開始時の予定では、観測された貫入層やその背景場の特徴を把握した上で、貫入再現実験に着手することになっていた。その一方で、限られた観測から貫入を説明するために不可欠な要素を絞り込むことができず、数値実験の着手に遅れが生じてしまっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に得られた観測データの解析結果をまとめて、国際誌に投稿する。その後、今回検証した二重拡散対流に伴う渦フラックスのパラメータ依存性を組み込んだ上で、貫入層が観測された顕著なフロント域を対象とした数値実験を行い、観測された貫入層を説明するのに不可欠な要素を絞り込んでいきたい。
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| Causes of Carryover |
当初の予定では、本研究課題の遂行に必要な大型計算機の使用料を本年度の予算に計上していたが、現在までの進捗状況で述べたとおり、数値計算の着手に遅れが生じ、大型計算機の使用料が発生しなかった。これまでの未使用分は、翌年度の大型計算機の使用料・国内外の学会現地参加旅費・論文投稿費等に予算を充てる予定である。
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