オホーツク海の海洋循環に対する海底地形、密度成層、潮位変動の影響の力学的研究

• 研究課題/領域番号: 13740272
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 水田 元太 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助手 (30301948)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: 風成循環 / 海底地形 / オホーツク海 / 東カラフト海流

研究概要

オホーツク海は北太平洋中層水に相当する密度の水が大気と接する場所として重要な海域である。最近の観測によるとオホーツク海の西岸域には季節変動の大きな強い南下流が存在することが示されているが、その流れを維持する力学は十分解明されていない。中でも観測が行われた海域は水深が1000から1500m程度であり、海底地形が流れに影響を与えることが予測される。特に顕著な地形的特徴としてDeruign Basinとよばれる海底の窪みが存在する。
そこで、本研究では2層プリミティブ方程式系モデルにより海底に窪みがある場合の風成循環とその季節変化を調べた。モデルには渦による密度の水平拡散の効果を単純化して取り入れた。はじめに、理想化された海底地形を与え数値実験を行った。それによると海底の窪みにともなってgeostrophic island (geostrophic contourの閉じた領域)が存在するとき、西岸付近の流れの流量はスベルドラップの平衡式から計算される流量よりも絶対値が大きくなる。さらにその流量の季節変化の位相は風応力の位相よりも約90度遅れる。これらの特徴は解析解とも一致する。さらに解析解の性質から、これらの特徴は渦による密度の水平拡散によってgeostrophic islandの中に励起される流れによるものとして解釈できることが示された。次に、オホーツク海の現実の海底地形を与えた数値実験を行った。実験で得られた北緯53度を横切る流量も理想化した海底地形の場合のそれと同じ特徴を示し、Deruigin Basinに伴う海底の窪みの影響が強く示唆される。この特徴は観測で得られたものと一致する。