西部北太平洋における人工衛星画像の時系列データを基にした海洋力学に関する研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05640479
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: アレクサンダー.G オストロフスキー 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (70243962)
• 研究分担者: 馬谷 紳一郎 九州大学, 応用力学研究所, 助手 (30112353) ; 今脇 資郎 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (40025474)
• キーワード: ウェイブレット / NOAA衛星 / 赤外画像 / 日本海 / 乱流

研究概要

米国の極軌道衛星((NOAA衛星)のAVHRR-HRPT画像を水産庁中央水産研究所の協力により当研究所のTeraScanシステムを用いて受信した。この海表面水温(SST)画像には大気吸収の補正がMCSST法によって行われている。この画像を正規直交ウェイブレット変換の手法により解析した。特に二次元ウェイブレット解析を試み多くの成果を得ることが出来た。このウェイブレット分解-合成変換はSSTパターン中に現れた海洋前線、渦、ストリーマ-等をよく表現している。
NOAA衛星データのウェイブレット解析は秋季と春季の日本海のSSTパターンの特徴に明かな違いがあることを示している。秋季にはSSTパターンはぼやけたものであるのに対し、春季のそれは非常にシャープである。秋季には日本海全域で水平スケール50km以下で特徴的な不規則な形が発達し、中規模渦やストリーマ-、ジェットなどの境界におけるSSTの勾配は不明瞭になっている。反対に春季には、非常に狭く、引き延ばされた(100km)筋状の構造が現れており、SSTの勾配は中規模構造の端で非常にシャープである。これらの解析結果は、冷たい季節の始まりが、水平方向の混合に適した状態であるのに対し、加熱が始まる季節には、強い水平方向の攪拌が引き起こされていることを示している。日本海中央部におけるスペクトル解析によれば、スペクトルのべき乗則の振舞いはスケール約15km-150kmでは、秋季のkの約-2.1乗、春季に約-2.8乗であった。即ち、海洋上部の乱流場はSST場が筋状になっていた1994年5月には地衡乱流に近かったと考えられる。
CREAMS'94-95観測期間中の人工衛星による海面水温、力学的海面高度、海面における風応力等の観測結果の総合的な解析に着手した。この解析により海洋循環数値モデルのデータ同化等に必要な包括的データセットを得ることができ、大気-海洋の境界における季節的変動、あるいはメソスケール変動を解析することができると期待される。

研究成果

• [文献書誌] Ostrovskii,A.G.: "The Japan sea dynamics inferred from NOAA AVHRR infrared images" Proc.of Techno-Ocean'94 Int.Symp.17-22 (1994)
• [文献書誌] アレクサンダーオストロフスキー,馬谷紳一郎,廣江豊: "衛星赤外画像から見た日本海の海洋循環-1993年秋の描像-" 月刊海洋科学. 26. 747-752 (1994)
• [文献書誌] Ostrovskii,A.G.and L.I.Piterbarg: "Inversion for the heat anomaly transport from sea surface temperature time series in the northwest Pacific" J.Geophys.Res. 100(印刷中). (1995)
• [文献書誌] Ostrovskii,A.G.: "Advection,diffusion,and feedback as estimated with maximum likelihood method from time dependent distributions of passive tracer" Stochastic Modelling in Physical Oceanography,Springer-Verlag. (印刷中). (1995)