深層水形成に着目した全球規模海洋熱塩循環のマルチスケールモデリング

• 研究課題/領域番号: 17684025
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 羽角 博康 東京大学, 気候システム研究センター, 准教授 (40311641)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円); 2007年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円); 2006年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2005年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
• キーワード: 熱塩循環 / 深層水形成 / 南大洋 / ラブラドル海 / ウェッデル海 / 南極 / LES / 海面境界条件

研究概要

全球規模モデリングでは、南大洋における渦解像モデリングを実施し、中規模渦やさらにスケールの小さい渦が深層水塊形成・分布に果たす役割について調べた。特に南極中層水の大西洋への貫入について、渦活動に伴うサブダクション過程を定量的に見積もり、それが本質的に重要であることを指摘した。また、渦解像モデリングの結果を使用し、南大洋における熱塩循環の2種類の経路(cold water routeおよびwarm water route)を定量的に見積もるためのトレーサー実験を行った。領域規模モデリングでは、前年度から引き続き行っているラブラドル海の深層水形成領域シミュレーションに関して、中規模渦による淡水輸送が深層水形成を抑制する過程に関する解像度依存性を調べるための実験・解析を行った。また、南極周囲およびオホーツク海という深層水形成領域について、特に海氷生成の影響を定量化するためのシミュレーションを実施した。両海域とも海氷生産量に関しては高い再現性が得られ、深層水塊の起源となる高塩分水の性質・形成量に関して定量的な評価を行うことができた。微小プロセス規模モデリングでは、昨年度までに開発された非静水圧海洋モデルを用い、ウェッデル海における高密度水の流出・混合過程に関するシミュレーションを行った。特に、地形による制約によって、大陸斜面に沿う流出経路ばかりではなく、渦運動生成とそれに伴う大陸斜面からの高密度水切離過程、さらにそれに引き続く混合過程が大きく影響されることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] A nonhydrostatic ocean model with an effective Poisson solver (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsumura, Y., and H. Hasumi
  • 雑誌名: Ocean Modelling 印刷中(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Injection of Antarctic Intermediate Water into the Atlantic subtropical gyre in an eddy resolving ocean model (2008)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Y., and H. Hasumi
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 印刷中(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resolution dependence of eddy fluxes (2008)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Y., and H. Hasumi
  • 雑誌名: Ocean Modeling in an Eddying Regime 印刷中(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pacific upper ocean response to global warming-climate modeling in an eddying regime (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, T. T., and H. Hasumi
  • 雑誌名: Ocean Modeling in an Eddying Regime 印刷中(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brine-driven eddies under sea ice leads and their impact on the Arctic Ocean mixed layer (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsumura, Y., and H. Hasumi
  • 雑誌名: Journal of Physical Oceanography 38 ページ: 146-163
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of variability of sea ice transport through the Fram Strait on the intensity of the Atlantic deep circulation (2007)
  • 著者名/発表者名: Komuro, Y., and H. Hasumi
  • 雑誌名: Climate Dynamics 29 ページ: 455-467
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brine-driven eddies under sea ice leads and their impact on the Arctic Ocean mixed layer (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsumura, H.Hasumi
  • 雑誌名: Journal of Physical Oceanography (印刷中)
• [雑誌論文] Effects of variability of sea ice transport through the Fram Strait on the intensity of the Atlantic deep circulation (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Komuro, H.Hasumi
  • 雑誌名: Climate Dynamics (印刷中)
• [雑誌論文] Different transient climate responses of two versions of an atmosphere-ocean coupled general circulation model (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Yokohata et al.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 34(2)
• [雑誌論文] Arctic dipole anomaly and its contribution to sea ice export from the Arctic Ocean in the 20th century (2006)
  • 著者名/発表者名: E.Watanabe et al.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 33(23)
• [雑誌論文] Deep convection seesaw controlled by sea ice transport through the Denmark Strait (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Oka et al.
  • 雑誌名: Ocean Modelling 15(3-4) ページ: 157-176
• [雑誌論文] Effects of model resolution on salt transport through northern high-latitude passages and Atlantic meridional overturning circulation (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Oka, H.Hasumi
  • 雑誌名: Ocean Modelling 13(2) ページ: 126-147
• [雑誌論文] Investigating the causes of the response of the thermohaline circulation to past and future climate changes (2006)
  • 著者名/発表者名: R.J.Stouffer et al.(著者23名中10番にH.Hasumi)
  • 雑誌名: Journal of Climate (In press)
• [雑誌論文] Role of salinity transport through northern high-latitude narrow passages in the formation of the Atlantic deep circulation (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Oka, H.Hasumi
  • 雑誌名: Ocean Modelling (In press)
• [雑誌論文] A series of zonal jets embedded in the broad zonal flows in the Pacific obtained in eddy-resolving ocean general circulation models (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Nakano, H.Hasumi
  • 雑誌名: Journal of Physical Oceanography 35(4) ページ: 474-488
• [雑誌論文] Intensification of the Atlantic deep circulation by the Canadian Archipelago throughflow (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Komuro, H.Hasumi
  • 雑誌名: Journal of Physical Oceanography 35(5) ページ: 775-789
• [雑誌論文] Arctic sea ice response to wind stress variations (2005)
  • 著者名/発表者名: E.Watanabe, H.Hasumi
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 110(C11)
• [雑誌論文] A model intercomparison of changes in the Atlantic thermohaline circulation in response to increasing atmospheric CO2 concentration (2005)
  • 著者名/発表者名: J.M.Gregory et al.(著者18名中8番目にH.Hasumi)
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 32(12)
• [雑誌論文] Responses of the Kuroshio and the Kuroshio Extension to global warming in a high-resolution climate model (2005)
  • 著者名/発表者名: T.T.Sakamoto, H.Hasumi 他5名
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 32(14)
• [雑誌論文] Seasonal cycle of the Mindanao dome in the CCSR/NIES/FRCGC atmosphere ocean model (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Suzuki et al.(著者7名中H.Hasumiが最終著者)
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 32(17)
• [雑誌論文] Future projection of sea level and its variability in a high-resolution climate model (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Suzuki, H.Hasumi 他7名
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 32(19)
• [学会発表] An overview of global scale ocean modeling from low to high resolution (2007)
  • 著者名/発表者名: Hasumi, H
  • 学会等名: GEOTRACES Data-Model Synergy
  • 発表場所: Delmenhorst, Germany
  • 年月日: 2007-09-08
• [学会発表] Pacific bidecadal variability induced by tidal mixing along the Kuril Islands (2007)
  • 著者名/発表者名: Hasumi, H
  • 学会等名: IUGG General Assembly
  • 発表場所: Perugia, Italy
  • 年月日: 2007-07-04