自由表面・非静水圧・海洋大循環モデルによる北太平洋中層水の形成と循環の解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01J02782
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中村 知裕 京都大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(PD)
• キーワード: 潮汐・潮流 / Boundary Mixing / 非静力学モデル / 内部波 / ventilated thermocline

研究概要

前年度に開発した非静力学モデルは潮汐・潮流過程と風成・熱塩循環の直接的な相互作用を分解できるものの、計算負荷が余りに大きいために、北太平洋全域に適用するには入念な準備と予備実験を必要とする。
そこで本年度は、先ずクリル海峡でのBoundary Mixingが北太平洋の循環に与える影響とその基本的力学を明らかにするために、クリルの潮汐混合効果を静力学系準拠の京都大学海洋大循環モデルに組み入れてインパクト実験を行った。その結果、次のような従来考えられていなかった重要な事実が示された。先ず、クリル列島域での潮流起源の内部波による鉛直混合は、diapycnal mixingによる直接的な効果だけでなく、中層から表層への塩分供給と冬季の結氷に伴う沈み込みとの相乗効果を通じて、オホーツク海中層および北太平洋へ流出する海水を低塩・低温・低渦位化する。この効果によってオホーツク海モード水の再現に初めて成功した。次に、クリル列島域からの低渦位フラックスは、ケルビン波とロスビー波双方による中層循環のthermohaline adjustmentを通して、北太平洋亜寒帯・亜熱帯循環の流速場を変化させ北太平洋shallow overturnを強める。さらに結果としてオホーツク海から供給される海水の性質とその経路が変化するため、亜寒帯・亜熱帯の水塊構造も影響を受ける。例えば、北太平洋中層水はより低塩化され従来に比べ再現性が向上した。
また、Boundary Mixingにおける主要な過程の一つである内部波の散乱について、従来考えられていなかった振動数空間での散乱が生じることとその影響について理論解を用いて示した。
上記の結果は裏面の通り国際学会で発表し現在国際誌に投稿準備中である。

研究成果

• [文献書誌] 中村知裕, 他: "クリル列島域における水塊形成/交換流のモデリング"月刊海洋. 号外32. 168-182 (2003)
• [文献書誌] 中村知裕, 他: "海洋大循環モデルに見られた沿岸親潮"沿岸海洋研究. (第41巻第1号に受理). (2003)
• [文献書誌] 淡路敏之, 他: "四次元変分法データ同化モデルによる北太平洋循環構造の再現"月刊海洋. 号外32. 147-160 (2003)
• [文献書誌] Nakamura et al.: "The propagation features of tidally generated internal waves in the intermediate regime of unsteady lee waves and internal tide"Eos.Trans.AGU, Fall Meet.Suppl., Abstract. 83(47). OS11C-0243 (2002)
• [文献書誌] Ishikawa et al.: "Effects of Tidal Mixing at the Kuril Straits on the North Pacific Circulatio"Eos.Trans.AGU, West.Pac.Geophys.Meet.Suppl., Abstract. 83(22). OS52A-07 (2002)
• [文献書誌] Nakamura et al.: "Diapycnal Mixing Caused by the K1 Tide in the Kuril Straits and the Offshore Transport of the Resulting Mixed Water by Baroclinic Eddies"Eos.Trans.AGU, West.Pac.Geophys.Meet.Suppl., Abstract. 83(22). OS41A-15 (2002)