| 研究課題/領域番号 |
19K03962
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
久保川 厚 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (00178039)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 海洋循環 / 東向きジェット / 西岸境界流続流 / 再循環 |
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| 研究実績の概要 |
中緯度上層海洋の循環は主には風により駆動され、偏西風帯の高緯度側には低気圧性の亜寒帯循環、低緯度側には高気圧性の亜熱帯循環と呼ばれる循環が生じ、その海洋の西端にはそれぞれ低緯度向きと高緯度向きの西岸境界流と呼ばれる強い流れが生じる。黒潮は亜熱帯循環の西岸境界流であるが、それは循環境界まで行くことなく離岸し、東向きの続流ジェットを形成する(早期離岸)。早期離岸はシンプルなモデルでも生じるが、この続流ジェットの緯度とその長さの決定要因、および、ジェットが存在するための外部条件は未だ明らかではない。本研究では、シンプルな数値実験と理論的研究により、この問題の根本的理解を目指している。西岸境界流続流と再循環の形成に関する過去の理論は東向きの流れの存在を前提としている。 そこで、2019年度は、背景流がない場合の東向きジェットの侵入条件を調べたが、2020年度は、背景流の効果を調べるとともに、南北構造に関する理論の拡張と実験の比較を行った。
東向き背景流の存在はジェットの侵入を助け、他方、南北流成分はジェットを減衰させる。現在そのメカニズムの解明に向けて研究を進めている。また、背景流の存在下で西岸での条件を変えた時の解の挙動の違いについて、エンストロフィーフラックスの解析を通じて議論した。
南北構造に関しては、内部領域の東向き流れの南北プロファイルを任意に設定できる理論モデルを作成し、それを用いて、ジェットの緯度を渦位フロント強度と接続流線値の関数として計算し、数値実験と比較した。接続流線値を仮定した理論モデルは数値実験結果をかなりよく説明したが、一部に合わないパラメータ領域も存在し、その原因の究明が現在の課題である。
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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
数値実験等により解の性質は分かってきているものの、正しく理解するという立場からは、不明確な部分が残っており、その点で少し止まっている。課題の性質上、計画通りに進むというものでもないが、やや遅れていると評価すべき状況である。
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| 今後の研究の推進方策 |
解明すべき問題は、昨年度同様、β面上での東向きジェットの侵入とそれの背景場への依存性、および、南北構造と東向きジェットの緯度の決定機構である。研究実績の概要で述べたように、大まかなところはかなり分かってきているものの、正しく理解するにはまだ道は遠い。手法的には、シンプルな数理モデルの構築と数値実験結果の解析である。シンプルな数理モデルが強非線形現象を捉えられる保証はないので、うまくいかなければ、再思考の上試行するということを繰り返すことになる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
この研究テーマを遂行する大学院生の研究機器の納入が予定より遅れて年度をまたいだことが未使用額の半分である。残りの半分は、Covid-19 の影響で学会発表旅費を使用しなかったことと若干の研究の遅れによって成果発表に関する費用を翌年に持ち越したことによる。次年度使用額は納入が遅れた研究機器の費用、及び、翌年度の請求額と合わせて、研究補助員等の雇用費、情報収集・成果発表旅費、論文校正・学術誌掲載費等に充てる予定である。
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