2015 Fiscal Year Annual Research Report
超深海乱流の高精度パラメタリゼーションとその組込みによる新たな深層循環像の提示
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24340109
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
日比谷 紀之 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80192714)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 乱流混合 / パラメタリゼーション / 深層海洋大循環 / 内部波 / 非線形相互干渉 / 潮汐流 / 海底地形 / 超深海 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度までに実施した伊豆-小笠原海域での乱流観測結果と鉛直２次元面内での数値実験結果との比較から、深海底の凹凸上での乱流強度が海底地形や潮汐流などの水平２次元分布に大きく依存することが明らかになってきた。このため、これらを考慮に入れた上で多数のケーススタディを行える唯一の方法であるアイコナル計算を行った。その結果、２つの無次元パラメータ N'=N/ω (ω: 潮汐周波数、N: 浮力周波数), Te=kU/ω (k: 海底地形の波数、U: 潮汐流の振幅) に依存して、発生する内部波が内部潮汐波、準定常風下波、海底捕捉波に分類されることが確認された。さらに、深海底の凹凸上から発生した内部波が背景の深海内部波場との相互作用を通じて減衰するのに要する時間は常にkに反比例するが、発生した内部波の鉛直群速度の方は、内部潮汐波の場合にはkに反比例、準定常風下波の場合はUの2乗とkの積に比例することがわかった。このため、深海底の凹凸上から発生した内部波が減衰するまでの鉛直スケールは、内部潮汐波の場合にはkの2乗に反比例するのに対し、準定常風下波の場合にはkに依存せず、Uの2乗に比例することが明らかになった。最後に、このアイコナル計算を繰り返すことで得られた「深海底の凹凸から鉛直上方に広がる乱流のパラメタリゼーションの式」に含まれる各物理量、すなわち、深海底の凹凸の卓越波数、海底地形の高さ、潮流の強さなどを、世界大洋の海域ごとにおさえることで、各大洋の海底上に広がる乱流拡散強度のグローバルマッピングを行った。
こうして得られた「深度2000メートル以深での乱流拡散強度の分布」を、すでに明らかにされている「深度2000メートル以浅での乱流拡散強度の分布」と合わせることで、「鉛直乱流強度のグローバルな３次元分布」を完成させることができた。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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