黒潮前線が励起する近慣性内部波の発生・散逸と乱流混合メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 24684036
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 東京海洋大学
• 研究代表者: 長井 健容 東京海洋大学, その他部局等, 助教 (90452044)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 22,750千円 (直接経費: 17,500千円、間接経費: 5,250千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2012年度: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
• キーワード: 黒潮 / 近慣性内部波 / 乱流 / 微細構造 / フロント / 二重拡散対流 / 黒潮続流 / 自律型プロファイリングフロート / 蛇行 / 近慣性内部 / 熱塩フィラメント構造 / 渦 / 乱流混合 / 拡散 / 黒潮フロント / 乱流運動エネルギー散逸率 / 水温の微細構造 / サブダクション / 湧昇 / ソルトフィンガー / 海洋フロント / エネルギー散逸 / 中規模渦 / サブメソスケール

研究成果の概要

本研究では、2013年7月に乱流・微細構造自律型プロファイリングフロートと、海洋の絶対水平流速場測定フロートを複数、黒潮続流に投入する現場観測を実施した。流況観測結果は、近慣性内部波に伴う帯状構造を示し、続流下150m以深の水温と塩分が著しい熱塩フィラメント構造を呈した。同時に観測した、乱流・微細構造から、この熱塩舌状構造内で、活発な二重拡散対流が発生している事が判り、黒潮の蛇行や近慣性内部波は、乱流だけでなく二重拡散対流を促進することを示唆する。非静水圧モデルによる数値実験結果は、黒潮の蛇行から、振幅の大きい近慣性内部波が、海面強制力無しで発生することを示した。

研究成果

• [国際共同研究] University of Massachusetts Dartmouth/Woods Hole Oceanographic Institution/NorthWest Research Associate(米国)
• [雑誌論文] Evidence of enhanced double-diffusive convection below the main stream of the Kuroshio Extension (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeyoshi Nagai, Ryuichiro Inoue, Amit Tandon, Hidekatsu Yamazaki
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 120 号: 12 ページ: 8402-8421
  • DOI: 10.1002/2015jc011288
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dominant role of eddies and filaments in the offshore transport of carbon and nutrients in the California Current System (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeyoshi Nagai, Nicolas Gruber, Hartmut Frenzel, Zouhair Lachkar, James C. McWilliams, Gian-Kasper Plattner
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 120 号: 8 ページ: 5318-5341
  • DOI: 10.1002/2015jc010889
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spontaneous Generation of Near-Inertial Waves by the Kuroshio Front (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeyoshi Nagai, Amit Tandon, Eric Kunze, Amala Mahadevan
  • 雑誌名: Journal of Physical Oceanography 巻: 45 号: 9 ページ: 2381-2406
  • DOI: 10.1175/jpo-d-14-0086.1
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 黒潮のマルチスケール栄養塩供給メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 長井健容、相場美里、Sophie Clayton
  • 雑誌名: 海洋と生物 巻: 37 ページ: 469-477
  • 国際共著
• [雑誌論文] 黒潮フロント域の栄養塩供給 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長井健容
  • 雑誌名: 沿岸海洋研究 巻: 53 ページ: 11-18
  • NAID: 130007797548
• [雑誌論文] Fine scale phytoplankton community structure across the Kuroshio Front (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Clayton, T. Nagai, M.J. Follows
  • 雑誌名: J. Plankton Res. 巻: 36 号: 4 ページ: 1017-1030
  • DOI: 10.1093/plankt/fbu020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mixing observations at a constricted channel of a semi-closed estuary: Tokyo Bay (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kokubu, H. Yamazaki, T. Nagai, E. Gross
  • 雑誌名: Continental Shelf Research 巻: 69 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1016/j.csr.2013.09.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hypolimnetic turbulence generation associated with superposition of large-scale internal waves in a strongly stratified lake: Lake Biwa (2013)
  • 著者名/発表者名: G. Auger, H. Yamazaki, T. Nagai, M. Kumagai C. Jiao
  • 雑誌名: Limnology 巻: 13 号: 3 ページ: 229-238
  • DOI: 10.1007/s10201-013-0401-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observations of microscale turbulence and thermohaline structure in the Kuroshio Front (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeyoshi Nagai, Amit Tandon.Hidekatsu Yamazaki, Mark J. Doubell, Scott Gallager
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research, Oceans 巻: 117 号: C8 ページ: 7228-7248
  • DOI: 10.1029/2011jc007228
  • 査読あり
• [学会発表] 黒潮続流直下で強化される二重拡散対流 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長井健容、井上龍一郎、Amit Tandon、山崎秀勝
  • 学会等名: 日本海洋学会 春季大会
  • 発表場所: 東京大学安田講堂
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] Evidence of enhanced double-diffusive convection below the main stream of the Kuroshio Extension (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeyoshi Nagai, Ryuichiro Inoue, Amit Tandon, Hidekatsu Yamazaki
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2016
  • 発表場所: New Orleans
  • 年月日: 2016-02-22
  • 国際学会
• [学会発表] Evidence of enhanced double-diffusive convection below the main stream of the Kuroshio Extension (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeyoshi Nagai, Ryuichiro Inoue, Amit Tandon, Hidekatsu Yamazaki
  • 学会等名: Clivar Meeting
  • 発表場所: JAMSTEC横浜
  • 年月日: 2016-01-12
  • 国際学会
• [学会発表] 黒潮フロントの栄養塩供給過程 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長井健容
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] 黒潮フロント域における栄養塩供給過程 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長井健容
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2014-09-17
• [学会発表] SEMI-LAGRANGIAN OBSERVATIONS OF NEAR-INERTIAL SHEAR AND TURBULENCE ALONG THE KUROSHIO FRONT (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagai, T., Inoue, R., Tandon, A., Kunze, E., Mahadevan, A.
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2014 Honolulu
  • 発表場所: Honolulu Hawaii
• [学会発表] 黒潮流軸直下の乱流混合と近慣性シアの準ラグラン ジュ流観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長井健容, 井上龍一郎, A. Tandon, E. Kunze, A. Mahadevan, 長谷川大介, 山崎秀勝
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京品川
• [学会発表] フロントにおける乱流混合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長井健容
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会 シンポジウム 渦と蛇行の解析手法の動向
  • 発表場所: 東京品川
  • 招待講演
• [学会発表] 乱流計フロート (2014)
  • 著者名/発表者名: 長井健容
  • 学会等名: 第1回アルゴユーザーミーティング
  • 発表場所: AMSTEC 東京事務所 共用会議室AB
  • 招待講演
• [学会発表] 黒潮躍層内の強い乱流混合と近慣性内部波 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長井健容, Tandon, Kunze, Mahadevan, 山崎秀勝
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] Near-inertial pathways from balanced flow to turbulent dissipation in the Kuroshio front (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagai, T., A. Tandon, E. Kunze, A. Mahadevan, H. Yamazaki and M.J. Doubell
  • 学会等名: 2012 AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2012-12-06
• [学会発表] Turbulent dissipation, near-inertial waves generated in the Kuroshio Front (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagai, T., A. Tandon, H. Yamazaki, A. Mahadevan, E. Kunze, S.Gallager and M.J. Doubell
  • 学会等名: MIT Hayashi Fund
  • 発表場所: Boston MIT(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-06
• [備考]
  • URL: http://www.takeyoshi.net/Research/index.html
• [備考] 黒潮フロントが励起する近慣性内部波に関するウェブサイト
  • URL: http://www2.kaiyodai.ac.jp/~tnagai/Research/kuroshioiw.html
• [備考] 蛇行から波へ
  • URL: http://www2.kaiyodai.ac.jp/~tnagai/Research/kuroshioiw.html
• [備考]
  • URL: http://www2.kaiyodai.ac.jp/~tnagai/LOCEANED/research/kuroshioturbo.html