| 研究課題/領域番号 |
05402018
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| 研究種目 |
一般研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
気象・海洋物理・陸水学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
今里 哲久 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40025391)
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| 研究分担者 |
秋友 和典 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10222530)
淡路 敏之 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40159512)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1995
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| キーワード | 深い対流 / 南極海域 / 体膨張率の圧力依存性 / 深層水 / 大陸棚斜面 / ラグランジュ輸送 |
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| 研究概要 |
極海域で顕著になる海水の体膨張率の圧力依存性(thermobaricity)が、特徴的な二層構造(低温・低塩の混合層と高温・高塩の下層)を持つ極海域での深い対流に対してどのような効果を持つのかを、open-oceanタイプの対流を例にとり、単純なモデルを用いたスケール解析と数値実験によって検討を加えた。その結果、一様な海洋中ではthermobaricityが対流の特性に対してあまり影響しないのに対して、二層海洋ではその特性を大きく変化させることが分かった。すなわち、深い対流の発生とともに水柱は急激に上下混合を起こし、そのときの対流のスケール等の特性は上下層の温位差の平方根に比例することが明らかになった。一方、観測データの解析から、グリーンランド海域では一様海洋での、南極海域では二層海洋での対流が生じることも分かった。また、thermobaricityによる対流発生の引金としての風の効果を検討した結果、対流の発生は線形安定論によって説明可能であり、一方、その後の対流の間欠的発生が確認された。
さらに、大陸棚斜面に沿っての高密度海水の沈降過程について、その沈降流量の決定機構を明らかにするとともに、底・深層水の形成過程をラグランジュ的な観点から数値実験的に検討を加えた。大陸棚から供給される高密度海水は斜面上の粘性境界層内を沈降するが、その流量は従来から言われている密度偏差に起因する圧力勾配に加えて等深線に沿う方向の鉛直平均流に対する地衡流調節として生じる海面圧力勾配によって決定される。また、この二種の圧力勾配が逆向きで大きさが同じくらいになると斜面上で顕著な振動現象が生じる(鉛直二次元での実験)。三次元の実験ではこの時流れの不安定へと発展する。これらの変動現象に伴い、沈降する高密度海水は斜面上方の海水を効果的に取り込みながら低・深層水を形成する。
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