サーモバリック対流によって引き起こされる傾圧不安定と底・深層水形成過程

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14540408
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 秋友 和典 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (10222530)
• Keywords: サーモバリック効果 / ウェッデル海 / 対流 / 傾圧不安定 / 底・深層水形

Research Abstract

海水の状態方程式の非線形性および弱い成層構造のために急激なサーモバリック対流が生じ得るウェッデル海を念頭に置いて、対流混合による水平密度構造の変化がその後発生する傾圧不安定に対してどのような影響を与えるのかを3次元非静水圧モデル実験によって明らかにした。まず、水平密度勾配の強化(平成14年度の実績報告書)に対応して、傾圧不安定の強化が確認された。次に、対流発生後の冷却率に対する傾圧不安定の強度の依存性を調べたところ、初期密度場の決定に対して塩分が支配的な場合には、125Wm^<-2>の冷却率の場合に最も傾圧不安定が発達するのに対し、水温が支配的である場合には、冷却率の増加とともに傾庄不安定は弱まった。これは、前者の場合では顕著な傾圧性が表層付近に現れるのに対し、後者の場合には対流混合層の底付近に現れるためである。初期において水温と塩分がほぼ相殺しほとんど水平密度勾配が見られない現実のウェッデル海に近い状況では、25Wm^<-2>の冷却率の時に、最も顕著な傾圧不安定が生じた。これまでの観測で結氷下の海面冷却率は数十Wm^<-2>と見積もられており、ここで得られた結果は現実の極海域の状況が傾圧不安定の発達およびそれによる輸送に最も適していることを示唆しており、重要な結果である。さらに、ウェッデル海での観測データを用いた検討では、現実には対流混合の深さに空間変化の生じることが背景場の傾圧性を強化するもう一つの要因になることがわかった。