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反時計まわりに回転する円形水槽中に温度差のみにより循環流を作り、その性質を調べた。次の様な新たな知見を得た。
1.fー面上熱駆動循環流の西側強化:局所冷却を受けて「北」部で沈降する重い冷水は、コリオリ力により右に曲げられ、西側境界に沿って南下する底層境界流を形成する。局所沈降に伴って上層には沈降域に向う流れが誘起されるが、この上層流も西側に集中した境界流となる。それは流幅・流速において底層反流をはるかに越える。即ち、「北」辺での冷却沈降は、βー効果がなくとも、北に向う正味の流量を持つ西側境界流を形成する。境界流の幅は内部変形半径の数倍であるから、Gulf Streamや黒潮に匹敵する現象であろう。
2.対馬暖流等の駆動:東西の開口部によって外海に接続されている水盤の北部に冷却沈降を起させると、西側の開口で流入が生じ、東側開口から流出する。水盤内部には東鮮暖流及び北鮮寒流に対応する循環流が生ずる。東側の開口部を閉じると(地中海モデル)、単一の西側開口部の上層から流入し、下層から流出する。縁辺海の流入・流出に内部の冷却沈降が関与し得ることを示唆する結果であろう。
3.熱塩循環の正味の流量:自由表面を持つ回転流体中に熱的に駆動される循環流が正味の水平流量を持つか否かは底面の境界条件による。底面が固体面でnonーslipの場合は一般に正味の流量を持つ。底面がfreeーslipの場合のみ(コ-ンスタ-チ液で実現)、循環は内部モ-ドとなり、その正味の流量はゼロとなる。
以上はこれまでの理論でも数値実験で見過ごされてきた全く新しい現象である。それ等の現象は現実の海洋とは無関係であることを証明するか、さもなくば海洋大循理論そのものを見直さねばならないであろう。
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