| 研究課題/領域番号 |
24340112
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
秋友 和典 京都大学, 理学研究科, 教授 (10222530)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 深層対流 / 状態方程式 / 乱流 / 混合層 / 極海域 |
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| 研究概要 |
平成24年度は、南極ウェッデル海、北大西洋グリーンランド海等の極海域における水温・塩分の理想化した鉛直分布を初期値として、3次元LESモデル実験を行った。また、より高解像での実験を行うため、一部の実験では鉛直2次元DNSモデルを用いた。実験では結氷の有無が、混合層内の対流の特性およびその後の深層対流発生に与える影響を、地球自転の有無、粘性・拡散係数の大きさを変えて調べた。極海域の結氷下での対流は、結氷に伴う塩分排出によって駆動される一方で、深層からの高温水の取り込みを活発にすることで自らの運動を抑制するという性質をもつ。地球自転の影響を受けない場合、対流は活発化するが、それに伴って深層から混合層への熱フラックスが増加するために、地球自転のある場合より対流強度は弱くなる。その結果、深層対流の発生が遅れその強度も弱化する。このような地球自転に対する依存性は、結氷のない場合とまったく逆であり、初めて見つかった極海域に独特な対流の特性である。粘性・拡散係数に対する現象の依存性も、結氷下で大きく変化する。すなわち、これら係数が小さい場合の方が混合層の対流は弱まり、深層対流の発生が遅れ、弱まる。この結果も結氷のない場合と逆の依存性を持つという注目すべきものである。また、拡散係数に依存して決まる躍層での海水混合の違いが状態方程式の非線形性を通して生じる混合海水の高密度化に大きな役割を果たす。以上のように、結氷の有無が混合層内の対流およびその後の深層対流の特性、発生に大きな影響を持つことは、大循環モデルにおける従来からの対流パラメタリゼーションを根本的に見直す必要性を示している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
極域混合層、深層対流の乱流の新たな側面をいくつか明らかにでき、研究は当初の研究目的、研究計画に沿って順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度の成果を受け、実験結果の定量的評価を通して力学メカニズムのより深い考察を加えるとともに、そのパラメータ依存性を多数のケーススタディを行うことで明らかにする。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
本年度の当初計画では、多数のケーススタディを念頭に研究補助者のための謝金を計上していたが、新奇性の高い結果に対する考察に重点を置いたため、多数のケーススタディを次年度以降に行うこととし、経費の一部を次年度使用とした。
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