| 研究領域 | 海洋混合学の創設：物質循環・気候・生態系の維持と長周期変動の解明 |
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| 研究課題/領域番号 |
15H05824
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
日比谷 紀之 東京大学, 大学院理学系研究科, 教授 (80192714)
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| 研究分担者 |
丹羽 淑博 東京大学, 大学院理学系研究科, 特任准教授 (40345260)
吉川 裕 京都大学, 大学院理学研究科, 准教授 (40346854)
田中 祐希 東京大学, 大学院理学系研究科, 助教 (80632380)
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| 研究期間 (年度) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| キーワード | 内部重力波 / 潮汐流 / 海底地形 / 非線形相互干渉 / 乱流パラメタリゼーション |
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| 研究実績の概要 |
深海底の凹凸地形の直上で励起される顕著な乱流散逸のパラメタリゼーションの定式化に向けて、海底地形と潮流との相互作用により励起される様々な波数の内部潮汐波や準定常風下波（山岳波）を対象としたアイコナール計算を行った。その結果、潮流と海底地形との相互作用が弱いうちは、海底地形から上方に線形の内部潮汐波が伝播していくが、その鉛直群速度が小さいため、背景の内部波との非線形相互作用により形成される乱流散逸域は海底地形付近に制限されてしまうこと、一方、潮流と海底地形との相互作用が強くなってくると、海底地形から上方に伝播していく内部波は準定常風下波となり、その群速度が大きくなってくるため、背景の内部波との非線形相互作用により形成される乱流散逸域は鉛直方向に広がってくることがわかった。
さらに、この数値実験の結果を検証するため、平成28年12月1日～9日に東京海洋大学の練習船「神鷹丸」に乗船し、伊豆-小笠原海域において投下式深海乱流計 VMP-X を投入することで、海面から海底地形直上までを完全にカバーした乱流散逸率の観測を行った。残念ながら、 観測期間中に VMP-Xの電子回路内に浸水を起こしてしまったため、当初予定していた 20地点の半分の約 10地点でのデータ取得にとどまってしまったが、電気伝導度・温度・水深計 CTDによる鉛直密度構造の観測、投棄式流速計 XCPによる流速鉛直シアーの観測も同時に実施することで、上述した「深海底の凹凸地形直上での乱流パラメタリゼーションの式」のみならず、研究代表者らが既に定式化した「海洋内部領域における乱流パラメタリゼーションの式」の検証に使用できる詳細なデータセットを取得することに成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
平成28年12月1日～9日に東京海洋大学の練習船「神鷹丸」による伊豆-小笠原海域での深海乱流観測では、投下式深海乱流計 VMP-Xによる海面から海底地形の凹凸直上までを完全にカバーした乱流散逸率の観測を実施したが、乱流計本体の不具合により、当初予定していた 20地点の半分の約10地点でのデータ取得にとどまってしまった。
VMP-Xの不具合は、外的要因ではなく深海における機器本体の耐圧性に関連したものであり、製造元であるカナダ・ロックランドサイエンティフィック社や日本の正規代理店であるJFEアドバンテック社と共同して原因を究明するとともに、慎重に修理・調整を行ったため、観測を再開できる状態に戻すまでに時間を要した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度以降、再度「神鷹丸」をはじめとする練習船/観測船に乗船し、伊豆-小笠原海域での投下式深海乱流計 VMP-Xによる深海乱流観測を実施する。さらに、この観測や昨年度の「神鷹丸」観測によって得られた「海底地形の凹凸の激しさ」、「海底地形上の潮汐流の振幅」、「密度成層の強さ」などの情報をもとに、観測時の状況に合わせた乱流散逸過程の数値シミュレーションを行うことによって、中・深層における乱流パラメタリゼーション、および、深海底の凹凸地形上における乱流パラメタリゼーションの定式化の精度を上げていく予定である。
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