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2015 年度 実施状況報告書

双補完的アプローチによる海洋の中規模渦と海面波浪の消散過程の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26400474
研究機関名古屋大学

研究代表者

相木 秀則  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (60358752)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード波と平均流相互作用 / ロスビー波 / エネルギーフラックス / 風波 / 運動量フラックス(風応力)
研究実績の概要

【海面波浪】
風波の生成と砕波問題について,Lagrange擬運動量・Lagrange擬エネルギー・波の活動度・Euler擬エネルギーそれぞれの収支を理論的に(気側から水側にかけての鉛直構造も含めて連続的に)考察した.特に,気側から水側への運動量伝達について,Reynolds応力による表現(超音波測器と相性が良い)と形状応力による表現(理論・数値的研究と相性が良い)を互いに変換する式を,砕波と乱流粘性がある状況で,詳しく考察した.これらの結果をまとめた論文を執筆中である.

【中規模渦】
Journal of the Atmospheric Sciences誌に,なぜ「擬運動量」については,ロスビー波・慣性重力波・赤道波の違いを気にせずに,数値モデルの結果から直接,群速度の向きを診断することが出来るのかを説明した論文を出版した(ドイツの共同研究者と連名).この知見を応用し,渦や波の「エネルギー」について(擬運動量と同様の)統一診断手法を開発することに,代表者らは成功し,その理論基盤の解説論文を執筆中である.この新しい診断手法により,(海洋の)赤道導波管と東岸導波管を経由した中緯度ロスビー波の生成機構を,エネルギ―フラックスの観点から連続的に説明することが出来るようになった.

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

擬運動量の全球解析に関する論文がJournal of the Atmospheric Sciences誌に出版された.この知見を応用して,渦や波のエネルギーについて統一診断手法を開発することに,代表者らは成功した.(海洋の)赤道導波管と東岸導波管を経由した中緯度ロスビー波の生成機構を連続的に説明することが初めて出来るようになった.

今後の研究の推進方策

【海面波浪】
今年度の理論・モデル研究と並行して,(漂流ブイ搭載型)光学粒子計の設計を国内メーカーと共同で進めた.これは次年度に水面から海上1mの範囲内で砕波と水しぶきの関係を実際に海上観測するためである.最終年度に向けて砕波問題について理論・モデル・観測から包括的にアプローチできるようにする.

【中規模渦】
新しい診断手法によって波や渦による擾乱エネルギーの行方を全球で連続的に見積もることができるようになる見込みがついた.新しい診断手法の有効性を示すための事例解析論文の投稿・執筆を進めると同時に,熱帯の気候変動と地球規模の波動との相互関係の解明といった応用研究にも挑戦する.

次年度使用額が生じた理由

研究代表者が2016年1月に海洋研究開発機構から名古屋大学に異動したため,年度中の大型支出を見送った.また当初の計画どおりの理論・モデル研究だけでなく,次年度は,海上観測も含めて包括的に研究展開をできるようにするために,今年度は海上測器の設計(国内メーカー)や観測協力予定者との調整を行った.

次年度使用額の使用計画

繰り越し分は,海面の砕波測器(耐波浪環境型光学粒子計)の購入にあてる.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] GEOMAR / Univ. of Kiel(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      GEOMAR / Univ. of Kiel
  • [雑誌論文] Energetics of the global ocean: the role of mesoscale eddies2016

    • 著者名/発表者名
      Aiki, H., X. Zhai, and R. J. Greatbatch
    • 雑誌名

      The Indo-Pacific Climate Variability and Predictability (edited by S. K. Behera and T. Yamagata)

      巻: 4 ページ: 109-134

    • DOI

      10.1142/9789814696623_0004

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A divergence-form wave-induced pressure inherent in the extension of the Eliassen-Palm theory to a three-dimensional framework for all waves at all latitudes2015

    • 著者名/発表者名
      Aiki H., K. Takaya, and R. J. Greatbatch,
    • 雑誌名

      Journal of the Atmospheric Sciences

      巻: 72 ページ: 2822-2849

    • DOI

      10.1175/JAS-D-14-0172.1

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 中緯度惑星波と赤道波によるエネルギーフラックスの全球シームレス解析に向けて(II)2016

    • 著者名/発表者名
      相木秀則
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度春季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-16 – 2016-03-16
  • [学会発表] 海洋内部・海面・海上の非静力学過程についてのモデル研究と診断手法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      相木秀則
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度春季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-15 – 2016-03-15
  • [学会発表] 風シア中の運動量フラックスの鉛直構造についての相互比較を促進するために2016

    • 著者名/発表者名
      相木秀則
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度春季大会・シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-14 – 2016-03-14
  • [学会発表] Momentum fluxes to ocean circulation as given by the dissipation rate of surface waves2016

    • 著者名/発表者名
      H. Aiki
    • 学会等名
      CLIVAR/JAMSTEC-Kuroshio workshop
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-01-13 – 2016-01-13
  • [学会発表] Waves and eddies and the global ocean: advances in the understanding of energy cycle2015

    • 著者名/発表者名
      H. Aiki
    • 学会等名
      Founding symposium for Institute for Space-Earth Environmental research
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-11-05 – 2015-11-05
    • 国際学会
  • [学会発表] 全ての緯度帯の波を対象としたEliassen-Palm理論とビリアルの定理2015

    • 著者名/発表者名
      相木秀則
    • 学会等名
      日本気象学会2015年度秋季大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-29
  • [学会発表] 中緯度惑星波と赤道波によるエネルギーフラックスの全球シームレス解析に向けて2015

    • 著者名/発表者名
      相木秀則
    • 学会等名
      日本海洋学会2015年度秋季大会
    • 発表場所
      松山
    • 年月日
      2015-09-28 – 2015-09-28
  • [学会発表] Why the bolus velocity deserved to survive and how we use it: a 3D EP theory for all waves at all latitudes as given by the impulse-bolus pseudomomentum2015

    • 著者名/発表者名
      H. Aiki
    • 学会等名
      20th conference on atmospheric and oceanic fluid dynamics
    • 発表場所
      Minneapolis, USA
    • 年月日
      2015-06-16 – 2015-06-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 全ての緯度帯の波を対象としたEliassen-Palm理論と渦度力学2015

    • 著者名/発表者名
      相木秀則
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合連合大会2015年大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-27
  • [学会発表] 全ての緯度帯の波を対象としたEliassen-Palm理論と渦度力学2015

    • 著者名/発表者名
      相木秀則
    • 学会等名
      日本気象学会2015年度春季大会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2015-05-23 – 2015-05-23

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公開日: 2017-01-06  

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