2014 Fiscal Year Annual Research Report
黒潮前線が励起する近慣性内部波の発生・散逸と乱流混合メカニズムの解明
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24684036
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
長井 健容 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 助教 (90452044)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 近慣性内部波 / 黒潮 / フロント / 渦 / 蛇行 / 二重拡散対流 / 乱流混合 / 拡散 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２６年度は、黒潮フロントを疑似した数値モデルを用いた黒潮が励起する近慣性内部波に関する論文の二度の査読に対応した改訂をそれぞれ実施し、現在3度目の査読中である。この改訂時に実施した数値実験の結果を解析したところ、モデルの黒潮が励起した近慣性内部波の多くが、散逸せず再び黒潮の平均流へそのエネルギーが吸収される事が明らかとなった。しかしながら、モデルでは一定の渦拡散係数しか与えておらず、現場には他の要因で発生した内部波と合わさってモデルより大きなエネルギー散逸が発生している可能性は否めない。
また同年度には、平成２５年７月１６ー２９日にJAMSTEC「かいよう」を用いて実施した黒潮続流フロントおよび房総沖の黒潮フロントの観測データのさらなる解析を行った。 観測では、絶対流速を観測することができる自律型プロファイリングフロート(EM-APEX Float)と、水温、塩分を観測できるNavis-Floatに微細構造観測センサー(MicroRider： シアープローブ2本、Fp07 2本)を搭載した乱流計フロートを用いた。加えて５台の混合層ドリフターを用いて、これを追跡しながら、3種類の微細構造観測装置(TurboMAP-LおよびVMP500、XMP)を用いて、 黒潮を横断しながら乱流と微細構造を測定した。「かいよう」には38kHzのADCPが装備されており、これを用いて船舶観測時における流速場のデータを取得した。観測の結果、黒潮の蛇行と近慣性内部波に伴う水平方向の移流によって二重拡散対流に好適な水温、塩分鉛直分布がつくられていることが判り、また乱流は比較的弱いにもかかわらず、著しく大きな水温の散逸率が150 m以深の黒潮流軸直下で300 kmに渡って観測された。現在、これらの結果について論文を執筆中である。
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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
平成２６年度は、本研究で対象としている黒潮が励起する近慣性内部波の定量と、その散逸に関する論文内容が、二度の査読を経て海洋物理学的に意義の大きいものとなったと考える。また、平成２５年７月１６ー２９日にJAMSTEC「かいよう」を用いて実施した黒潮続流フロントおよび房総沖の黒潮フロントの観測データのさらなる解析を行った結果、黒潮続流の蛇行と、近慣性内部波によって等密度面上に輸送が発生し、この輸送が水温と塩分の鉛直的な楔構造を形成する事が明らかとなった。また、この時の水温と塩分の鉛直分布は、二重拡散対流に好適なものとなっていた。同時に行った乱流運動エネルギー散逸率および水温の散逸率の観測では、比較的乱流の弱い層で著しく大きな水温の散逸率を観測した。したがって、自励的に発生する近慣性内部波が乱流を引き起こさない場合でも、フロントの蛇行に伴う等密度面上の移流と相乗して二重拡散対流に好適な状況を生成しうる事になる。この事は、黒潮続流流軸付近直下で二重拡散対流が、トレーサーの鉛直混合に非常に重要な役割を果たしていることを暗示しており、非常に重要な結果であると考える。このため、達成度を「おおむね順調に進展している」とさせて頂いた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２５年７月１６ー２９日にJAMSTEC「かいよう」を用いて実施した黒潮続流フロントでの観測データのさらなる解析を行った結果、黒潮続流の蛇行と、近慣性内部波によって等密度面上に輸送が発生し、この輸送が水温と塩分の楔構造を形成する事が明らかとなった。このときの水温と塩分の鉛直分布は、二重拡散対流に好適なものとなっていおり、同時に行った水温の散逸率の観測では、比較的乱流の弱い層で著しく大きな水温の散逸率を300 kmに渡って水深150 m以深で継続して観測した。また、観測では近慣性内部波の位相伝播がフロント特有の時空間的遷移を呈しており、現在これらの近慣性内部波がフロントが生成した自励的な近慣性内部波であるかどうかを精査中である。したがって、これらの近慣性内部波が黒潮が生成したものであるとすると、自励的に発生する近慣性内部波が乱流として砕波を引き起こさない場合でも、フロントの蛇行に伴う等密度面上の移流と相乗して二重拡散対流に好適な状況を生成しうる事になる。今後は、この点について更なる解析を行い、論文を執筆していく予定である。
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| Remarks |
現在関連した二本の論文が査読中であり、２０１５年度には出版の見込みである。
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Research Products
(3 results)
