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地球科学現象におけるエントロピー生成率の変動特性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25400465
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 気象・海洋物理・陸水学
研究機関広島大学

研究代表者

小澤 久  広島大学, 総合科学研究科, 准教授 (30371743)

研究分担者 下川 信也  国立研究開発法人防災科学技術研究所, その他部局等, 総括主任研究員 (40360367)
連携研究者 佐久間 弘文  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, チームリーダー (70359214)
研究協力者 Niven Robert K.  The University of New South Wales, Associate Professor
Kleidon Axel  Max-Planck-Institute for Biogeochemistry, Group Leader
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード地球科学現象 / エントロピー生成 / 流体系 / 熱帯低気圧 / 熱対流 / エントロピー生成率 / 散逸率 / 非平衡系 / 非平衡 / 乱流 / 非線形 / 惑星大気
研究成果の概要

流体系での熱と運動量の輸送に伴うエントロピーの生成率を,運動方程式とエネルギー方程式に基づいて研究した。その結果,流体系の安定性を支配する無次元数が臨界値より小さい場合は,エントロピー生成率が最小の状態が定常状態として実現されるが,臨界値より大きくなると非線形移流項が拡散項より大きくなり,エントロピー生成率が最大の定常状態が実現されることが分かった。また,地球科学現象の例として,熱帯低気圧と地球大気の熱対流の強度と熱輸送特性を熱力学的に研究した。その結果,熱帯低気圧や熱対流の強度とその変動特性が,対流運動に伴うエントロピー生成率が最大になる条件から説明できることが分かった。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (4件)

  • [国際共同研究] Max-Planck-Institute for Biogeochemistry(Germany)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of New South Wales(Australia)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Maximum potential intensity of typhoon as information for possible natural disaster2015

    • 著者名/発表者名
      Shimokawa, S., Kayahara, T., and Ozawa, H.
    • 雑誌名

      Asian Journal of Environment and Disaster Management

      巻: 6 ページ: 69-81

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermodynamics of a tropical cyclone: generation and dissipation of mechanical energy in a self-driven convection system2015

    • 著者名/発表者名
      H. Ozawa and S. Shimokawa
    • 雑誌名

      Tellus

      巻: A67 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.3402/tellusa.v67.24216

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] General characteristics of entropy production in nonlinear dynamic systems2013

    • 著者名/発表者名
      Ozawa, H. and S. Shimokawa
    • 雑誌名

      in Proceedings of the 12th Joint European Thermodynamics Conference (M. Pilotelli and G.P. Beretta, Eds.)

      巻: - ページ: 121-126

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Thermodynamics of non-equilibrium phenomena: fluid turbulence, thermal convection and the general circulation2016

    • 著者名/発表者名
      H. Ozawa
    • 学会等名
      Workshop on Thermodynamic Optimality Principles
    • 発表場所
      Vrige University, Amsterdam, the Netherlands
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thermodynamic properties of non-equilibrium phenomena: turbulence, thermal convection and the general circulation2016

    • 著者名/発表者名
      H. Ozawa
    • 学会等名
      Max-Planck-Institute International Colloquium
    • 発表場所
      Max-Planck-Institute for Biogeochemistry, Jena, Germany
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] General characteristics of entropy production in nonlinear dynamic systems2013

    • 著者名/発表者名
      Ozawa, H. and S. Shimokawa
    • 学会等名
      12th Joint European Thermodynamics Conference
    • 発表場所
      Brescia, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Entropy production extremum principles, Handbook of Applied Hydrology (V. P. Singh, Ed.)2017

    • 著者名/発表者名
      R. K. Niven and H. Ozawa
    • 出版者
      McGraw-Hill, New York
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] Oceanic oscillation phenomena: Relationships with synchronization and stochastic resonance, Geophysics: Principles, Applications and Emerging Technologies (G. Aiello, Ed.)2016

    • 著者名/発表者名
      S. Shimokawa and T. Matsuura
    • 出版者
      Nova Science Publishers Inc., New York
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] The time evolution of entropy production in nonlinear dynamic systems, in Beyond the Second Law: Entropy Production and Non-Equilibrium Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Ozawa, H., and S. Shimokawa
    • 総ページ数
      434
    • 出版者
      Springer-Verlag, Berlin
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] Entropy production in planetary atmospheres and its applications, in Beyond the Second Law: Entropy Production and Non-Equilibrium Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Fukumura, Y., and H. Ozawa
    • 総ページ数
      434
    • 出版者
      Springer-Verlag, Berlin
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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