| 研究課題/領域番号 |
10640421
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
気象・海洋物理・陸水学
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| 研究機関 | 東京水産大学 |
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研究代表者 |
山崎 秀勝 東京水産大学, 水産学部, 助教授 (80260537)
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| 研究分担者 |
長島 秀樹 東京水産大学, 水産学部, 教授 (10087570)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2000年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1999年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1998年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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| キーワード | 乱流 / 微細構造 / 数値モデル / closure model / 表層混合層 |
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| 研究概要 |
本研究は海洋の表層混合層を観測し、その動態を数値モデルによりシュミレートすることを目的として計画した。この目的のため、混合層内の乱流を直接観測しなければならない。そこで、我々は自由落下型の乱流観測装置の開発を行ってきた。この観測装置(Turblence ocean Microstructure Aquisition Profiler,TurboMAP)は、本研究を通したびたび改良を加え、現在はかなり過酷な条件でもデータを取得することが出来るようになった。TurboMAPは乱流シェアー・水温の微細構造ばかりでなく、高解像度の蛍光光度計及び濁度計を搭載しており、植物プランクトンや水中懸濁物質の微細な分布状態を計測することが出来る。これらのパラメータを同時に計測し、そのデータ解析等の手法を確立することができた。小型蛍光光度・濁度計の解像度の検証や他の観測測器との比較を行なうため、室内実験を行い検討した。この結果、空間的には約2cmで解像でき、一般的に自然界に存在する蛍光光度の測定範囲を充分測定できることが解った。観測結果によれば、蛍光光度の微細な分布状態は乱流から強い影響を受けていることが解った。蛍光光度のスペクトルは、乱流のそれよりも大きいスケールでスペクトルレベルが低下しでいることが解った。このことは蛍光光度の起源となる植物プランクトンが、乱流下で局所的に固まって存在することを示唆している。
本研究では、さらに過去に蓄積したデータをもとに混合層内への取り込み現象を明らかにする試みも行なわれてきた。取り込み現象のひとつであるKelvin-Helmholtz不安定を実測データより見出して、数値実験の結果と比較することに成功した。観測したBillowは、数値実験より得られた動的特徴とよく一致していた。
これらの観測結果を数値モデルの中で再現するために、Mello-YamadaのClosure Modelを用いて乱流の動態を表現し、植物プランクトンや懸濁物質の分布状態をランダムウオークモデルによって扱うことを試みている。風と対流の影響によって植物プランクトンの生産の様子がどのように影響をうけるのかを調べてきた。また、Mello-YamadaのClosure Modelと簡単なEkman層のモデルとの比較もおこなった。これらの一連の数値実験なかから拡散係数が空間的に変化する場合、一般的なランダムウオークの手法では粒子が偏ったところに集まる傾向があることが分かった。
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