Interannual to decadal variations of oceanic submesoscale motions in the Kuroshio Extension region
Project/Area Number |
20K04075
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
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Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
Principal Investigator |
佐々木 英治 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(アプリケーションラボ), 主任研究員 (50359220)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹井 義一 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 主任研究員 (40419130)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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Keywords | 海洋微細循環 / 経年変動 / 高解像度海洋シミュレーション / サブメソスケール / 微細循環 / 高解像度海洋モデル / 海洋のサブメソスケール微細循環 / 黒潮続流域 / 海洋微細構造 / 経年から十年規模変動 / スケール間相互作用 / 海洋生態系 |
Outline of Research at the Start |
日本南岸に沿う黒潮から離岸して東方に流れる黒潮続流の海域では、多くの中規模渦により高塩高温の南と低温低塩の北との海水交換が行われている。また、黒潮続流は流路変動と中規模渦が少ない安定期と、その反対の不安定期が数年毎に入れ替わる。一方、衛星観測などでサブメソスケールの渦や筋状の微細循環が観測されている。その微細循環は冬季に活発で、中規模渦、海流、物質循環に影響を及ぼすが、その長期変動は観測データがなく不明である。そこで、高解像度海洋モデルで、黒潮続流の海域で冬季に活発な微細循環の経年から十年規模の変動とそのメカニズムを明らかにし、さらにその変動と黒潮続流の変動、気候変動との関連を調べる。
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Outline of Annual Research Achievements |
本研究では海洋の大規模循環,中規模渦,サブメソスケールの微細循環を同時に再現しうる水平解像度約3キロメートルの高解像度で実施した北太平洋海洋モデルの1990年から2018年までの過去再現実験の出力を用いて,冬季に活発な微細循環の経年から10年規模変動を調べている。 冬季に活発な微細循環は、混合層が深く南北の密度勾配が大きくなることで蓄積された混合層内の大きな有効位置エネルギーが混合層不安定で放出されて運動エネルギーに遷移することで活発になるが、亜熱帯東部北太平洋域では、有効位置エネルギーが大きくなる年に微細循環がより活発になることで経年変動が生じていることが明らかになった。また、その経年変動はエルニーニョ年に微細循環が活発になることが明らかなり、気候変動との関係も解明された。さらに、解像度が粗い1度のアルゴフロートの月平均観測データを用いて、混合層深と表層の密度分布から有効位置エネルギーを算出することで、亜熱帯東部北太平洋域の冬季の微細循環の経年変動を診断しうることを提案した。この成果は、Geophysical Research Lettersから出版された。 また、黒潮親潮続流域の冬季の混合層深は、その海域では海上風が強く、大気による冷却が強いにもかかわらず周辺海域よりも浅いが、そのメカニズムは明らかになっていなかった。そこで、水平解像度3キロメートルの海洋モデルの出力を用いて、冬季に黒潮親潮続流域でサブメソスケールの微細循環が混合層不安定で活発になり、その非地衡流が混合層内の鉛直方向の等密度面を水平方向に傾けることで成層化を促進し、混合層深を浅化させることが、この領域の冬季の混合層が周辺海域より浅くなっている要因であることを解明した。この研究成果は、中国海洋大学の研究者との共著論文としてJournal of Geophysical Research: Oceansから出版された。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の研究海域である黒潮続流域における、冬季に活発な海洋微細循環の経年変動を示せているが、その変動の原因となる気候変動を特定することに至っていない。一方、当初予定していなかった、黒潮親潮続流領域の冬季混合層が周辺海域よりも浅くなっているメカニズムを明らかにすることができた。
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Strategy for Future Research Activity |
2022年度に引き続き、黒潮続流の南側海域の冬季に活発な海洋微細循環の経年変動と気候変動との関係を明らかにすることを試みる。これまでは、主に北太平洋高解像度モデル出力を用いた研究をおこなってきたが、混合層深と海洋上層の水平密度分布を用いて混合層不安定の強度を算出し、微細循環の活動度の水平分布を診断的に推定できるので、アルゴフロートデータなどの長期の観測データを用いて解析を試みる。黒潮続流域を含む全球での微細循環の経年変動の診断的解析および気候変動との関係を示すことを目指し、北太平洋域の微細循環の経年変動はモデル出力との比較を行う。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)