北太平洋の中・深層における乱流拡散率の時空間分布の解明

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12440125
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 日比谷 紀之 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80192714)
• 研究分担者: 古恵 亮 東京大学, 気候システム研究センター, 助手 (30311640) ; 磯田 豊 北海道大学, 水産学部, 助教授 (10193393) ; 吉田 次郎 東京水産大学, 水産学部, 助教授 (30174931)
• キーワード: 乱流拡散 / 北太平洋 / 深層海洋大循環 / 内部潮汐波 / 中緯度低気圧 / 3波共鳴干渉機構 / エネルギーカスケード / XCP / XCTD観測

研究概要

北太平洋における深層大循環のパターンは、深層での乱流拡散率の空間分布に強く依存することが推察されている。しかし、従来の乱流観測は、東部北太平洋に集中しており、西部から中央部にかけての海域は空白域のままである。本研究では、北太平洋深層の乱流拡散率のマッピングのため、まず、平成12年7〜8月の北海道大学の「おしよろ丸」によるビクトリアから函館に至る航海で、それぞれ13本のXCP(投棄式流速計)およびXCTD(投棄式CTD)を落下させ、深さ約1.5kmまでの水平流速や密度成層の鉛直微細構造を観測するとともに、Gregg(1989)のスケーリング則を用いて、北部北太平洋における乱流拡散係数の空間分布を求めた。その結果、天皇海山列やアリューシャン列島付近では乱流拡散係数の値が0.2〜0.3cm^2s^<-1>となるが、海底が平坦な、それ以外の海域では約0.1cm^2s^<-1>と、東部北太平洋での値と同程度であることがわかった。本研究では、また、深層乱流拡散への主要なエネルギー供給源となる内部潮汐波や近慣性内部波の空間分布を数値実験によって調べた。その結果、北太平洋の西部から中央部にかけての中緯度帯では、海底地形の著しい変化域上で振幅の大きな内部潮汐波が発生するとともに、中緯度低気圧により励起された近慣性内部波が南下し、さらに、それらのエネルギーが、内部波の3波共鳴干渉機構(P.S.I.)を通じて、乱流拡散スケールへ効率的にカスケードすることが示唆された。これを確かめるため、平成13年2〜3月に予定されている北海道大学の「北星丸」によるホノルルから函館に至る航海で、相当数のXCPおよびXCTDを落下させて、北太平洋の西部から中央部にかけての中緯度帯における乱流拡散率の空間分布を求め、東部および北部北太平洋とのコントラストを調べる計画である。

研究成果

• [文献書誌] Niwa,Y.,and T.Hibiya: "Numerical study of the spatial distribution of internal tidal energy in the North Pacific"Journal of the Geodetic Society of Japan. 47(In press). (2001)
• [文献書誌] Nagasawa,M.,Y.Niwa,and T.Hibiya: "Spatial and temporal distribution of the wind-induced internal wave energy available for deep water mixing in the North Pacific"Journal of Geophysical Research. 105・C6. 13,933-13,943 (2000)
• [文献書誌] Endoh,T.,and T.Hibiya: "Numerical study of the generation and propagation of trigger meanders of the Kuroshio south of Japan "Journal of Oceanography. 56・4. 409-418 (2000)
• [文献書誌] Kim.S.W.,S.Saitoh,J.Ishizaka,Y.Isooda,and M.Kishino: "Temporal and spatial variability of phytoplankton pigment concentrations in the Japan Sea derived from CZCS images"Journal of Oceanography. 56・5. 527-538 (2000)
• [文献書誌] Furue,R.: "An equatorial diffusive boundary layer and the equatorial stacked jets in thermally-driven OGCMs"Journal of Physical Oceanography. 31(In press). (2001)
• [文献書誌] Yamanaka,Y.,R.Furue,H.Hasumi,and N.Suginohara: "Comparison of two classical advection schemes in a general circulation model"Journal of Physical Oceanography. 30・9. 2,439-2,451 (2000)