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2023 年度 実施状況報告書

海洋乱流の時間変動 -トカラ海峡・黒潮流軸上海山における係留時系列データの解析-

研究課題

研究課題/領域番号 23K19062
研究機関東京大学

研究代表者

高橋 杏  東京大学, 大気海洋研究所, 特任研究員 (20982341)

研究期間 (年度) 2023-08-31 – 2025-03-31
キーワード海洋乱流 / 黒潮 / 流れ-地形相互作用 / 係留観測 / EM-APEXフロート
研究実績の概要

本研究では、トカラ海峡における黒潮-海山相互作用に伴って生じる、非常に強い乱流の時間変動を調べることを目的とする。海洋乱流は、密度成層した海水を鉛直混合させるため、物質循環・水塊変性・深層海洋における成層や循環の維持に重要な役割を果たす。海洋乱流の時間変動に関して未だ観測的知見は不足しているが、「非常に強い乱流混合が生じるのは稀である」という乱流の性質から、乱流混合が大規模場に与えるインパクトを正確に評価するためにも、強乱流イベントがどのような頻度で、どれくらい継続して生じるのかを定量化することが必要である。

本年度は以下の成果・進展が得られた。
(i) 本研究に先駆けて進めていた、トカラ海峡・平瀬海山で実施したフロート観測の成果をまとめた論文が受理された。本論文では、海山近傍に10基の高速水温計付EM-APEXフロートを投入することで捉えられた、海山下流側20km以上にわたって広がる強乱流層に関して、波追跡シミュレーション・流れ場の鉛直波数スペクトル解析を実施し、強非線形な黒潮-海山相互作用の性質・適切な乱流パラメタリゼーションについて議論した。

(ii) 平瀬海山斜面に設置した係留系による流速・水温・塩分の6ヶ月間の時系列データの解析を進めた。係留系で捉えたシアー不安定・対流不安定の時系列にパラメタリゼーションを適用することで乱流強度の時系列を得た。それをもとに強乱流の統計分布、周波数スペクトル、黒潮や潮汐の時間変動との関係について検討を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究に先駆けて進めていた研究について論文を出版することができた。また、2023年度に予定していた係留時系列のデータ解析を進め、2024年5月には学会発表を予定している。

今後の研究の推進方策

平瀬海山近傍で実施した高速水温計付EM-APEXフロートのデータを用いて、(i) シアー/対流不安定層の空間分布や (ii) 乱流パラメタリゼーションによる推定値と乱流直接観測値の対応関係を調べることで、係留観測データを補強する。また、2023年度に進めてきた係留観測のデータ解析結果について、先行研究での観測結果や理論との比較検討を行う。

次年度使用額が生じた理由

米国で開催される国際学会 (Ocean Sciences Meeting) にて研究発表を予定していたが、体調不良により渡航を断念したため、その分の旅費が余ってしまった。2024年度には共同研究者のいるシアトルを訪問し、議論を行う予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Washington/NorthWest Research Associates(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Washington/NorthWest Research Associates
  • [雑誌論文] Energetic Stratified Turbulence Generated by Kuroshio?Seamount Interactions in Tokara Strait2024

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Anne、Lien Ren-Chieh、Kunze Eric、Ma Barry、Nakamura Hirohiko、Nishina Ayako、Tsutsumi Eisuke、Inoue Ryuichiro、Nagai Takeyoshi、Endoh Takahiro
    • 雑誌名

      Journal of Physical Oceanography

      巻: 54 ページ: 461~484

    • DOI

      10.1175/JPO-D-22-0242.1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Temporal variation of energetic turbulence on a seamount flank in Tokara Strait2024

    • 著者名/発表者名
      Anne Takahashi, Ren-Chieh Lien, Eric Kunze, Anda Vladoiu, Barry Ma, Hirohiko Nakamura, Ayako Nishina, Eisuke Tsutsumi, Ryuichiro Inoue, Takeyoshi Nagai, Takahiro Endoh
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2024年大会
    • 招待講演
  • [学会発表] トカラ海峡における非線形な黒潮-海山相互作用に伴う成層乱流2023

    • 著者名/発表者名
      高橋杏, Ren-Chieh Lien, Eric Kunze, Barry Ma, 中村啓彦, 仁科文子, 堤英輔, 井上龍一郎, 長井健容, 遠藤貴洋
    • 学会等名
      日本海洋学会2023年度秋季大会

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公開日: 2024-12-25  

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