地球温暖化予測の高精度化に向けた海洋混合層モデルの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23654165
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 日比谷 紀之 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80192714)
• 連携研究者: 羽角 博康 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (40311641)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 海洋混合層モデル / 乱流クロージャーモデル / 乱流パラメタリゼーション / Large Eddy Simulation / 風応力 / 海面熱フラックス / 海面水温 / 台風

研究概要

Large Eddy Simulationモデルを用いて海洋表層における乱流過程を数値的に再現し、その結果を現場観測と等価なものと見なすことで、従来の海洋混合層モデル (Mellor-Yamadaモデル) における乱流スキームを検証した。大気境界層における先行研究を参考に、モデル内の乱流長さスケールおよび安定関数の定式化を修正したところ、水温構造の再現性が著しく向上した。さらに、この改良されたモデルを組み込んだ広域数値シミュレーションにおいても、西部北太平洋における夏季の台風通過後の上層海洋の応答や冬季の海洋混合層発達とそれに伴う海面水温低下などの再現に著しい性能向上を確認することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Assessment of mixed layer models embedded in an ocean general circulation model (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M, and T.Hibiya
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 69 ページ: 329-338
  • DOI: 10.1007/s10872-013-0176-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of tidally induced eddies on sporadic Kuroshio-water intrusion (kyucho) (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagai, T, and T.Hibiya
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 69 ページ: 369-377
  • DOI: 10.1007/s10872-013-0179-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessment of fine-scale parameteri- zations of turbulent dissipation rates near mixing hotspots in the deep ocean (2012)
  • 著者名/発表者名: Hibiya, T., N. Furuichi and R.Robertson
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 39 ページ: L24601
  • DOI: 10.1029/2012GL054068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of tidally induced eddies in the Bungo Channel : A possible role for sporadic Kuroshio-water intrusion (kyucho) (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagai, T, and T.Hibiya
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 68(5) ページ: 797-806
  • DOI: 10.1007/s10872-012-0141-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessment of turbulence closure models for resonant inertial response in the oceanic mixed layer using a large eddy simulation model (2012)
  • 著者名/発表者名: Furuichi, N., T.Hibiya and Y.Niwa
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 68(2) ページ: 285-294
  • DOI: 10.1007/s10872-011-0095-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study of tide-induced mixing over rough bathymetry in the abyssal ocean (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwamae, N, and T.Hibiya
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 68 ページ: 195-203
  • DOI: 10.1007/s10872-001-0088-2
  • 査読あり
• [学会発表] 日本海底層での近慣性流の形成メカニズムの解明とラドン-222 極大構造の再現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 路生, 日比谷 紀之
  • 学会等名: 2014年度日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学品川キャンパス(東京)
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] Performance Check of Mixed Layer Models Incorporated into an Ocean General Circulation Model (2013)
  • 著者名/発表者名: Hibiya T. and M.Watanabe
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 2013
  • 発表場所: ブリスベーン(オーストラリア)
  • 年月日: 2013-06-26
• [学会発表] Assessment of Fine-Scale Parameterizations of Turbulent Dissipation Rates in the Deep Ocean Using a Multi-Scale Profiler (2013)
  • 著者名/発表者名: Ijichi, T. and T.Hibiya
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 2013
  • 発表場所: ブリスベーン(オーストラリア)
  • 年月日: 2013-06-26
• [学会発表] 内部潮汐流から近慣性流へエネルギーを輸送する PSIの増幅機構に関する理論的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大貫 陽平, 日比谷 紀之
  • 学会等名: 2013年度日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学品川キャンパス(東京)
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] 全球数値シミュレーションから求められた内部潮汐波エネルギー転嫁率のグローバル分布の水平格子間隔依存性について (2013)
  • 著者名/発表者名: 丹羽 淑博, 日比谷 紀之
  • 学会等名: 2013年度日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学品川キャンパス(東京)
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] 内部波スペクトルの周波数方向の歪みを考慮した乱流パラメタリゼーションの有効性の検証 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊地知 敬, 日比谷 紀之
  • 学会等名: 2013年度日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学品川キャンパス(東京)
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] 海洋内部波場内での潮汐流と海底地形との相互作用による内部波励起とそれに伴うエネルギー散逸の数値実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高木 智章, 日比谷 紀之
  • 学会等名: 2013年度日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学品川キャンパス(東京)
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] 我が国初のマルチスケールプロファイラーを利用した乱流パラメタリゼーションの有効性の検証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊地知 敬, 日比谷 紀之
  • 学会等名: 2012年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 東海大学清水校舎(静岡)
  • 年月日: 2012-09-16
• [学会発表] Application of the improved vertical mixing scheme to the modeling of the Japan Sea under traveling typhoons (2012)
  • 著者名/発表者名: Wang, B., T-K.Kim, J-H.Yoon, N.Furuichi and T.Hibiya
  • 学会等名: 2012年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 東海大学清水校舎(静岡)
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] 豊後水道における急潮現象に関する数値的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永井 平, 日比谷 紀之
  • 学会等名: 2012年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 東海大学清水校舎(静岡)
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] Estimation of baroclinic tide energy available for deep ocean mixing based on three- dimensional global numerical simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: Niwa, Y. and T.Hibiya
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society (AOGS); American Geophysical Union (AGU) (Western Pacific Geophysics Meeting (WPGM)) Joint Assembly 2012
  • 発表場所: SUNTEC(シンガポール)
  • 年月日: 2012-08-16
• [学会発表] Numerical study of tide- induced mixing over rough bathymetry (2012)
  • 著者名/発表者名: Hibiya, T. and N.Iwamae
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society (AOGS); American Geophysical Union (AGU) (Western Pacific Geophysics Meeting (WPGM)) Joint Assembly 2012
  • 発表場所: SUNTEC(シンガポール)
  • 年月日: 2012-08-16
• [学会発表] Assessment of mixed layer models embedded in an ocean general circulation model (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M, and T.Hibiya
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society (AOGS); American Geophysical Union (AGU) (Western Pacific Geophysics Meeting (WPGM)) Joint Assembly 2012
  • 発表場所: SUNTEC(シンガポール)
  • 年月日: 2012-08-16
• [学会発表] 海洋大循環モデルに組み込んだ海洋混合層モデルの有効性の検証-冬季における海洋混合層の発達過程に関する数値的シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 路生, 日比谷 紀之
  • 学会等名: 2012年度日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 筑波大学(茨城)
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] 様々な外力場に対する海洋混合層モデルの有効性の検証-LES 実験の結果から (2012)
  • 著者名/発表者名: 古市 尚基, 丹羽 淑博, 日比谷 紀之
  • 学会等名: 2012年度日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 筑波大学(茨城)
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] LES による海洋微物理過程の高精度パラメタリゼーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 日比谷 紀之
  • 学会等名: 21 世紀気候変動予測革新プログラム平成 23年度成果発表会
  • 発表場所: 一橋記念講堂(東京)
  • 年月日: 2012-02-28
• [学会発表] Large Eddy Simulation に基づく海洋混合層モデルの有効性の検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古市 尚基, 丹羽 淑博, 日比谷 紀之
  • 学会等名: 2011年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 九州大学筑紫キャンパス(福岡)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] 海洋大循環モデルに基づく海洋混合層モデルの有効性の検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 路生, 日比谷 紀之
  • 学会等名: 2011年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 九州大学筑紫キャンパス(福岡)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Assessment of Turbulence Closure Models for Resonant Inertial Response in the Oceanic Mixed Layer Using Large Eddy Simulations (2011)
  • 著者名/発表者名: Furuichi, N., T.Hibiya and Y.Niwa
  • 学会等名: International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG) 2011
  • 発表場所: Melbourne(オーストラリア)
  • 年月日: 2011-06-29
• [備考]
  • URL: http://www-aos.eps.s.u-tokyo.ac.jp/~hibiya-lab/index.html