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地球上における複雑な流体現象に対して、回転効果のみを考慮したシンプルな2次元流体旨運動についての研究を行ってきている。本研究では、海洋の風成循環を念頭においた強制流体運動について回転球面上で詳細に調べ、流体領域の場所、大きさ、強制風形が変わったときに、安定な流体が不安定化する発生形態について解析することを目的としている。特に、流体領域の中心が赤道上にあり、一様東風応力を強制風としたときのtwo-gyreflowの研究について、弱い強制風で形成された定常な西岸強化流が流量の増加に伴い、ホップ分岐により不安定化することの発生形態、力学的構造の解析をめざしている。
本年度は、流体領域の半径がπ/4で、一様東風応力を強制風とした場合に、2つの旋回流体が分裂して、それぞれのgyre内にいくつかの渦列が生じるようになることについて解析を行った。強制関数形を一様東風応力からfour-gyreflowとなるように変形していくと、しだいに旋回流体の分裂は起こらなくなる。一方、four-gyreflowとなる強制風は、高緯度において西風が流体を東へ運ぶため、それぞれのgyreが完全に分裂した渦列になることはなく、gyre内にロスビー波的な渦列が形成されると考えられる。また、この分裂した渦の大きさには規則性があり、そのため、流体領域を広げたときに南北に分裂する東西帯の数も決まると考えている。発表論文では、強制関数の曲率の変化と旋回流体の関係を述べている。これらの結果は、黒潮の蛇行は風向きの影響を受ける可能性があることを示唆していると考えられる。
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