| 研究課題/領域番号 |
21K20375
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
伊地知 敬 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30906128)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| キーワード | 南極底層水 / 二重拡散対流 / 貫入現象 |
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| 研究実績の概要 |
南極海では、近年の地球温暖化の影響が顕在化している。それに伴って、深層海洋大循環の大動脈である、南極大陸沿岸から世界大洋の底層に広がった南極底層水にも変化がもたらされつつある。しかしながら、南極沿岸で形成された底層水が外洋域へどのように広がっていくのか、未解明のまま残されている。本研究では、南極沿岸と外洋の移行域で観測される二重拡散対流に伴う貫入現象に着目し、それが底層水の遷移過程に果たす役割を明らかにすることを目指している。
一年目の2021年度は、まず、貫入層の特徴を把握するため、2016年1月に実施された東京海洋大学練習船海鷹丸による南大洋観測航海で得られた東経110度線上の南極沖合から沿岸までの水温・塩分・溶存酸素の観測データを詳細に解析した。その結果、密度変化を伴わない水温・塩分の顕著な逆転構造を持つ厚い貫入層は、沿岸側の低温・低塩・高溶存酸素濃度の新しい底層水と外洋側の高温・高塩・低溶存酸素濃度の古い底層水とが接する顕著なフロント域である南緯63-64度の間で、特に多く観測されたことが分かった。しかしながら、フロント域における貫入現象に関する既存の線形安定性解析を実施した結果、貫入層が観測されたフロント域の水温・塩分の背景場では、貫入の成長モードが得られず、観測された貫入層の存在を説明することができないことが分かった。そこで、現在、既存理論では考慮されていない貫入の有限振幅効果が南極沿岸と外洋の移行域で観測された貫入層を説明する際の重要な鍵となると考え、その効果を数値的・理論的に検証することを画策している。
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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
当初の予定では、研究一年目に、観測された貫入層やその背景場の特徴を把握した上で、貫入再現実験の準備に着手することになっていた。その計画に沿って、まず、観測データを解析し、厚い貫入層が観測された顕著なフロント域の特徴を把握したが、その後、当初の予定には含めていなかった、既存の貫入理論の有効性の検証を行ったため、当初予定していた数値実験の準備に遅れが生じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、貫入層が観測された顕著なフロント域を対象とした数値実験を行うことで、貫入現象を再現し、貫入による沿岸側の新しい底層水と外洋側の古い底層水との混合過程を詳しく調べていく予定である。さらに、貫入再現実験の結果をもとに、既存の貫入理論の修正も検討していく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の予定では、本研究課題の遂行に必要な大型計算機の使用料を本年度の予算に計上していたが、現在までの進捗状況で述べたとおり、数値実験の着手に遅れが生じ、大型計算機の使用料が発生しなかった。また、本年度の予算に計上していた国内外の学会参加旅費が、新型コロナウイルス感染症の拡大によりオンラインでの学会開催となってしまったため発生しなかった。本年度の未使用分は、翌年度の大型計算機の使用料に充てる予定である。
翌年度は、大型計算機の使用料・データ保存用のHDD購入費・国内外の学会参加費・論文投稿費に予算を使用する予定である。
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