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2016 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 – 2018-03-31
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 / 波飛沫
研究実績の概要

【海面波浪】
水面波の砕波と波飛沫の位相関係を現実の海で測定するために、係留ブイ搭載型光学粒子計(海上波飛沫測器)の開発を国内メーカーと共同で進めた。この光学粒子計の特徴は0.1秒毎の高頻度測定が可能であることと3軸加速度計を搭載していることである。これによって海洋性エアロゾルの生成過程も含めた理論・モデル・観測アプローチによる包括的研究へと軌道修正を行った。代表者によるこれまでの理論的な考察をまとめた総合解説書(単著:全173頁)が日本気象学会の気象研究ノート誌に受理された。

【中規模渦】
渦や波のエネルギーについて、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事を可能とする統一診断手法を開発する事に、代表者らは世界で初めて成功し、その理論基盤の解説論文をProgress in Earth and Planetary Science誌に出版した。この新しい診断手法により例えば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可能になった。赤道域のベイスンモード波についてエネルギー伝達経路を計算したところ、エネルギーの消散が(境界層ではなく)海盆中央のレイの交差点に集中するという極めて珍しい状態であることがわかった。今後エルニーニョ現象が(日本や北アメリカといった)中緯度域に与える影響(テレコネクション)など、A/OGCM結果を用いた熱帯ー亜熱帯相互作用の診断にこのエネルギー伝達経路計算手法が利用され、大気と海洋の両方で気候地理学的な理解が深まる事が予想される。

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

【海面波浪】
代表者によるこれまでの理論的な考察をまとめた総合解説書(単著:全173頁)が日本気象学会の気象研究ノート誌に受理された。

【中規模渦】
渦や波のエネルギーについて、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事を可能とする統一診断手法を開発する事に、代表者らは世界で初めて成功し、その理論基盤の解説論文をProgress in Earth and Planetary Science誌に出版した。今後エルニーニョ現象が日本や北アメリカのような中緯度域に与える影響など、熱帯ー亜熱帯相互作用の診断にこのエネルギー伝達経路計算手法が利用され、大気と海洋の両方で気候地理学的な理解が深まる事が予想される。

今後の研究の推進方策

【海面砕波】
0.1秒毎測定が可能な海上波飛沫計の先進性を生かして、理論・モデル・観測アプローチによる包括的研究を推進する。

【中規模渦】
1.5層モデルを用いた基礎研究からA/OGCM結果の本格的解析まで,熱帯の気候変動と地球規模の波動との相互関係の解明を、エネルギー伝達経路の気候地理学的同定という全く新しい研究コンセプトに基づく研究を開拓する。

次年度使用額が生じた理由

海面の砕波(特に波飛沫)に関する現場観測も行い、環境流体力学の立場から包括的に研究を推進する事が、代表者の異動先において効率的であると判断し、光学粒子計の製造実績のある国内業者に特注品を発注した。しかし海上での波浪測定に特有の条件(0.1秒毎測定・防水)を満たす為に、当初納期(2016年9月)を5ヶ月遅らせる必要が生じた。そこで2017年度前半に観測を行い、後半に解析結果の発表をすることにした。

次年度使用額の使用計画

海上観測のための出張旅費(名古屋市ー岩手県大槌町)1回80千円×2回
国内学会発表(日本海洋学会秋季大会:東北大学)1回80千円×1回
補助機材60千円

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 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、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件) 図書 (1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] Towards a seamlessly diagnosable expression for the energy flux associated with both equatorial and mid-latitude waves2017

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

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 4 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1186/s40645-017-0121-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Towards a seamlessly diagnosable expression for the energy flux associated with both equatorial and midlatitude waves2017

    • 著者名/発表者名
      Aiki, H., R. J. Greatbatch, and M. Claus
    • 学会等名
      Meeting on Perspectives in Computational Atmosphere and Ocean Science and 8th OFES International Workshop
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2017-03-13 – 2017-03-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards a seamlessly diagnosable expression for the energy flux associated with both equatorial and midlatitude waves2017

    • 著者名/発表者名
      Aiki, H., R. J. Greatbatch, and M. Claus
    • 学会等名
      International Workshop: Application of Ocean and Climate Predictions
    • 発表場所
      海洋研究開発機構横浜研究所
    • 年月日
      2017-01-25 – 2017-01-25
    • 国際学会
  • [学会発表] 時間的ローパスフィルタに基づく擾乱位置エネルギーの収支式2016

    • 著者名/発表者名
      相木秀則
    • 学会等名
      日本気象学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-26
  • [学会発表] 海洋波浪結合モデルを用いた 日本南岸の黒潮流軸変動の考察2016

    • 著者名/発表者名
      相木秀則
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-13
  • [学会発表] A seamlessly diagnosable expression for the energy flux of all waves at all latitudes with equatorial and coastal waveguides2016

    • 著者名/発表者名
      Aiki, H., R. J. Greatbatch, and M. Claus
    • 学会等名
      International Workshop: Dynamics and Interactions of the Ocean and the Atmosphere
    • 発表場所
      東北大学青葉山キャンパス
    • 年月日
      2016-07-15 – 2016-07-15
    • 国際学会
  • [学会発表] A seamlessly diagnosable expression for the energy flux of all waves at all latitudes with equatorial and coastal waveguides2016

    • 著者名/発表者名
      Aiki, H., R. J. Greatbatch, and M. Claus
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合連合大会2016年大会
    • 発表場所
      千葉市(幕張メッセ)
    • 年月日
      2016-05-23 – 2016-05-23
  • [学会発表] Wind stress for ocean circulation as given by the dissipation rate of surface waves2016

    • 著者名/発表者名
      Aiki, H.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合連合大会2016年大会
    • 発表場所
      千葉市(幕張メッセ)
    • 年月日
      2016-05-23 – 2016-05-23
  • [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2016

    • 著者名/発表者名
      相木秀則, R. J. Greatbatch, and M. Claus
    • 学会等名
      日本気象学会2016年度春季大会
    • 発表場所
      東京(国立オリンピック記念青少年総合センター)
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-18
  • [図書] 海の波と渦と平均流:相互作用理論の背景と展望2017

    • 著者名/発表者名
      相木秀則
    • 総ページ数
      173
    • 出版者
      日本気象学会(気象研究ノート)

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公開日: 2018-01-16  

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