| 研究課題/領域番号 |
17K14389
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
田中 祐希 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80632380)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 赤道太平洋 / 熱帯不安定波 / 内部波 / 渦位勾配 / 線形安定性解析 / 渦解像海洋大循環モデル |
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| 研究実績の概要 |
まず、前年度に引き続き、赤道太平洋の顕著な中規模擾乱である熱帯不安定波 (Tropical Instability Wave, TIW) の発生機構に関する考察を進めた。前年度までに、TIWは、赤道のすぐ北（およそ北緯1度から3.5度）の負の渦位勾配と、そのさらに北（およそ北緯3.5度から8度）の正の渦位勾配に捕捉された2つの逆向きに伝播するロスビー波が、平均流による移流効果のもとで相対的に位相が固定されることで結合したものとして理解できることを、線形安定性解析に基づいて明らかにした。本年度は、この結果の妥当性を、渦解像海洋大循環モデルの解析によって検証した。北緯3.5度から8度の正の渦位勾配は季節や年によらず常に一定程度の強さで存在するのに対し、北緯1度から3.5度の負の渦位勾配は顕著な季節・経年変動を示した。すなわち、この負の渦位勾配はTIWが発達する夏から秋にかけておよびラ・ニーニャ年に大きくなる傾向にあった。さらに、負の渦位勾配の強さとTIWのエネルギーとの時系列を比較したところ、前者が後者に1~2か月先行して非常に高い相関を持っていた。これらの結果は、TIWの発生・増幅には北緯1度から3.5度の負の渦位勾配が不可欠であることを意味し、前年度までに得られた結果を支持するものと言える。
TIWは西に伝播するにつれて、そのフロント部から下向きに内部波を放射しつつ減衰していく。この内部波は、赤道太平洋の密度躍層以深の鉛直乱流混合やそれに伴う表層から中深層への熱輸送に重要な役割を果たしている可能性が指摘されている。そこで本年度はさらに、このTIWから放射される内部波の発生機構を明らかにするために、周期的な時間変動をする背景場に対する安定性解析を実施した。その結果、増幅する内部波とよく類似した不安定擾乱を得ることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2019年度には、渦解像海洋大循環モデルの結果を解析することで、2018年度までに提示された熱帯不安定波の発生機構について、その検証を予定通りに進めることができた。しかしながら、熱帯不安定波のその後の散逸機構までを明らかにするために必要な、より高解像度の数値実験や、周期変動する背景場の下での安定性解析に、当初の想定以上に時間がかかっている。このため、全体的な成果の取りまとめに多少の遅れが生じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2020年度には、2019年度に導入した周期的な時間変動をする背景場に対する安定性解析の手法を本格的に適用することで、熱帯不安定波から放射される内部波の発生機構の詳細を明らかにする予定である。特に、不安定モードとして得られる内部波の水平波長や鉛直分布などの空間構造、伝播速度や成長率などの分散特性がどのように決定されているのかに着目して解析を進める。さらに、背景場として仮定する熱帯不安定波の振幅や鉛直構造をさまざまに変えながら安定性解析を繰り返すことで、放射される内部波のエネルギーフラックスが特に大きくなる条件を明らかにする。最後に、安定性解析で得られた結果を高解像度の数値実験によって検証する。得られた成果は、学会発表や論文はもちろん、ホームページ上などで広く公表する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究成果発表のための国内および国際会議への参加費や出張旅費、論文の投稿費および英文校閲費などが予定より安くすんだことから、これらに計上していた予算の一部を次年度使用額として計上することとした。
2020年度には、大型計算機の使用料に20万円、研究打ち合わせ旅費に10万円、国内学会での成果発表およびその出張旅費に20万円、国際会議での成果発表およびその出張旅費に50万円、論文投稿料に40万円、論文の英文校閲費に5万円、データ解析および図の描画用のソフトの購入に10万円、データ保存用のハードディスク購入に25万円、本研究課題に関連する専門図書の購入に5万円程度の使用を予定している。
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