海洋中の深層水形成における中規模現象と淡水の役割

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07459001
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 池田 元美 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 教授 (50261227)
• 研究分担者: 日比谷 紀之 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (80192714) ; 大島 慶一郎 北海道大学, 低温科学研究所, 助教授 (30185251) ; 安田 一郎 北海道大学, 大学院・・地球環境科学研究科, 助教授 (80270792)
• キーワード: 深層水形成 / 海洋中規模現象 / 海氷海洋相互作用 / 海氷海洋結合モデル

研究概要

本研究の中心となる海氷・海洋結合モデルをオホーツク海に応用し、海氷の季節的発達と消滅を再現した。大気温度など、大気データを人工的に変更して、海氷の分布が変えられるのを調べた。実際の大気条件変動量の中では、気温の変動に最も敏感であることが判明した。改良する点としては、海氷の厚さと表面の状態によって数種類の海氷に分類する必要のあることも明らかになったので、マルチ・カテゴリー海氷モデルを構築し、現在その振る舞いを検証中である。
素過程モデルとの比較については、陸棚上で海氷生成にともなって作られる高塩分の重い海水の振る舞いに注目して、密度流の不安定を明らかにした。陸棚の端までは不安定が強く、前線を形成しないが、ここを過ぎると前線が安定になってしまう。沖方向には海底に沿った流れのみで広がっていく。この成果は博士論文として、北海道大学理学研究科に受理された。
非静水圧モデルを用いて、内部重力波の鉛直混合に及ぼす影響を調べた。鉛直対流の発展過程が明らかになり、特にこれまではっきりしなかった水平スケールの依存性が、対流開始初期には粘性により、準平衡状態では地球回転速度によることが判明した。
当初の3年計画から見て、1、2年度の研究計画進行度は望ましいと言える。研究分担者との連絡も頻繁に行なっており、結果の解釈や進行方法についての議論も活発であった。国外の研究者との研究交流も増えており、彼らの知識を取り入れると同時に、当研究の成果を国際学会で発表してきた。残りの1年間、さらに国際学会などで研究成果を発表しながら、研究を継続するべきものと考える。

研究成果

• [文献書誌] Ikeda, Yao and Yao: "Seasonal evolution of sea ice cover and shelf water off Labrador simulated in a coupled ice-ocean model." J. Geophys. Res.101. 16465-16489 (1996)
• [文献書誌] Niwa and Hibiya: "Nonlinear processes of energy transfer from travelling hurricanes to the deep ocean internal wave field." J. Geophys. Res.102 (in press). (1997)
• [文献書誌] Hibiya et al: "Direct numerical simulation of the rolloff range of internal wave shear spectra in the ocean." J. Geophys. Res.101. 14123-14129 (1996)
• [文献書誌] Matsuno, Hibiya et al: "Small scale internal waves and turbulent fluctuations near the continental shelf break in the East China Sea" J. Oceanogr.53 (in press). (1997)