自由表面・非静水圧・海洋大循環モデルによる北太平洋中層水の形成と循環の解明

• Project/Area Number: 01J02782
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中村 知裕 京都大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2001 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000); Fiscal Year 2003: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2002: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2001: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 北太平洋 / 中層水 / オホーツク海 / クリル列島 / 潮汐混合 / 潮汐・潮流 / Boundary Mixing / 非静力学モデル / 内部波 / ventilated thermocline

Research Abstract

前年度に行ったクリル列島域の潮汐混合効果を組み入れたシミュレーション実験の結果を、潮汐混合が北太平洋中層水(NPIW)起源水の形成とその後の輸送過程に与える影響に注目して解析し、さらに輸送過程について理論モデルを構築した。
シミュレーション実験の結果、先ずクリル列島域での潮汐混合によって起源水は生成量が10倍以上増加し、かつ低塩化されることが明らかになった。この変化を引き起こすのは、潮汐混合による、列島域での下への淡水フラックス(下層からの湧昇を伴う)およびオホーツク海奥における冬季沈み込みの強化であった。次に北太平洋中層での輸送については、(1)クリル列島域から北太平洋に流入した低塩分水は、亜寒帯および亜熱帯そして赤道西岸域にまで広がり、NPIWを低塩化すること、(2)クリル列島での湧昇およびオホーツク海での沈み込みは中層で収束して北太平洋中層へ流入し、ケルビン波と東向ロスビー長波による応答を引き起こし、北太平洋亜寒帯・亜熱帯中層循環に影響することが明らかになった。
この応答過程を考慮した理論モデルを構築した結果、(1)ケルビン波によって西岸境界流が循環境界を越え、その結果"intergyre communication"が引き起こされ、その効果が東向ロスビー波によっていわゆるプール領域へ広がること、(2)結果として亜寒帯西岸の海水が循環の境界を越えて亜熱帯へ流入し、プール領域に広がり、一部はさらに西岸境界域を通って赤道へ流出することが示された。この海水経路は観測から推測されているNPIWの流構造と良く似ており、したがってこの理論解は北太平洋shallow overturnの力学過程の解明と定量的評価に向けた基盤となるであろう。
上記の結果は裏面の通り国際学会で発表し、一部は国際誌で印刷中であり、残りも現在投稿中である。

Research Products

• [Publications] Nakamura et al.: "Tidal mixing in the Kuril Straits and its impact on ventilation in the North Pacific Ocean."J.Oceanogr. (in press).
• [Publications] Nakamura et al.: "Tidally-induced diapycnal mixing in the Kuril Straits and its role in water transformation and transport : A three dimensional nonhydrostatic model experiment."J.Geophys.Res.. (accepted).
• [Publications] Awaji et al.: "State estimation of the North Pacific ocean by a four-dimensional variational data assimilation experiment."J.Oceanogr. 59. 931-943 (2003)
• [Publications] Nakamura et al.: "A Theory of Thermohaline Circulation/Adjustment of the Intermediate Layer in the North Pacific."Eos.Trans.AGU, Ocean Sci.Meet.Suppl., Abstract. 84(52). OS52L-10 (2003)
• [Publications] Nakamura et al.: "The Enhancement of Ventilation in the North Pacific Intermediate Layer due to Tidal Mixing at the Kuril Straits."Eos.Trans.AGU, Ocean Sci.Meet.Suppl., Abstract. 84(52). OS41F-14 (2003)
• [Publications] Nakamura et al.: "Diapycnal Mixing Caused by the K1 Tide in the Kuril Straits and the Offshore Transport of the Resulting Mixed Water by Baroclinic Eddies"Abst.IUGG2003. P03/30P/B19-002 (2003)
• [Publications] 中村知裕, 他: "クリル列島域における水塊形成/交換流のモデリング"月刊海洋. 号外32. 168-182 (2003)
• [Publications] 中村知裕, 他: "海洋大循環モデルに見られた沿岸親潮"沿岸海洋研究. (第41巻第1号に受理). (2003)
• [Publications] 淡路敏之, 他: "四次元変分法データ同化モデルによる北太平洋循環構造の再現"月刊海洋. 号外32. 147-160 (2003)
• [Publications] Nakamura et al.: "The propagation features of tidally generated internal waves in the intermediate regime of unsteady lee waves and internal tide"Eos.Trans.AGU, Fall Meet.Suppl., Abstract. 83(47). OS11C-0243 (2002)
• [Publications] Ishikawa et al.: "Effects of Tidal Mixing at the Kuril Straits on the North Pacific Circulatio"Eos.Trans.AGU, West.Pac.Geophys.Meet.Suppl., Abstract. 83(22). OS52A-07 (2002)
• [Publications] Nakamura et al.: "Diapycnal Mixing Caused by the K1 Tide in the Kuril Straits and the Offshore Transport of the Resulting Mixed Water by Baroclinic Eddies"Eos.Trans.AGU, West.Pac.Geophys.Meet.Suppl., Abstract. 83(22). OS41A-15 (2002)