2013 Fiscal Year Annual Research Report
ラングミュア循環に伴う運動量の乱流混合：現場観測と数値実験
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25287123
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉川 裕 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40346854)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 海洋物理 / ラングミュア循環 / ３次元流動構造観測 / ラージエディシミュレーション |
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| Research Abstract |
現場観測に関しては、初めに流速計（HADCPおよびADCP）と波浪計からなるブイシステムを製作し、作動試験を経て実海域で準３次元流速構造と波浪の計測を行った。７月に東シナ海でブイの追跡観測を試みたが、天候・海況不良のため、良好な計測値は得られなかった。８月に八代海にブイを２日間係留し、同時にブイ近傍で乱流微細構造の２４時間観測を行った。船舶で計測した日射データや水産研究所の気象・水質観測ブイのデータと合わせて、風、波浪、熱フラックスと準３次元流動構造、および乱流微細構造の時系列データを得た。
観測後、取得した時系列データの解析を行った。初めに直角に配置した二つのHADCPから約１８０度の方位に渡る水平流速場を算出したところ、数１０m規模の流速変動が見られた。また、水平流速の短周期（10分以内）変動強度を調べたところ、日変化に加えて空間異方性が見出された。これらのデータを風、波浪、熱フラックス、そして乱流微細構造の時系列データと比較したところ、短周期変動強度の日変化は主に日中の加熱・夜間の冷却に対応していること、空間異方性は風向と波向に関係していることが示唆された。また、波が高く異方性が高い時間には、乱流強度も大きく、ラングミュア循環が生じていたことが強く示唆された。
数値実験に関しては、熱フラックス（加熱）とラングミュア循環が共存する場合の流動構造をラージエディシミュレーションを行うことで調べた。加熱が強い場合には、混合層深度はラングミュア循環に大きく影響を受けないものの、流速は著しく鉛直に一様化されうることが明かになった。この結果は、現状の海洋大循環モデルに見られる混合層深度の誤差要因を考える上で重要であり、さらに調査を進める必要のあることが判明した。
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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
八代海で得られたデータの解析は予想以上に進んだものの、当初予定より時間を要したため、ラージエディシミュレーションによる現場観測の再現実験の進展が遅れた。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度と同様に現場観測、数値実験を進める。現場計測の事例を増やすため、既存の観測塔（和歌山県白浜沖や滋賀県琵琶湖）での現場観測も新たに行う予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
天候・海況が良ければ船を傭船し現場観測を行う予定であったが、天候・海況に恵まれないなどの理由で実施できなかったため。
次年度に実施する現場観測において、傭船費用などに用いる。
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Research Products
(7 results)
