自走する渦対の力学と輸送混合：古典的渦対から乱流的渦対への発展と河川水への応用

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本研究は、沿岸から外洋へ河川水・物質を効果的に輸送する「渦対」について、その力学と輸送・混合効果の解明を目的とする。沿岸は陸や人と外洋のインターフェースであり、多くの陸・人為起源物質が沿岸を介して外洋へ広がる。渦対とは、互いに逆向きに回転する渦がペアとなったもので、渦に伴う誘導速度で互いに相手を同じ方向に動かし「自走」する。渦対は、この「自走」により水を遠方まで輸送できる。海洋では、狭い海峡を速い潮流が流れると、海峡下流にジェットができ、その両側に渦対がしばしば形成されることが知られている。本年度は、（１）鳴門海峡の渦対についての論文執筆、（２）厚岸湾での渦対・渦潮の観測、（３）河川水流出を想定した数値実験、を行った。（１）鳴門海峡は、潮流が速く、渦潮・渦対が形成される。この渦対の発達・進行に海底地形・沿岸形状・密度成層が与える影響を調べ、論文にまとめた。2023年度はじめに投稿予定である。（２）厚岸湾では、引き潮時に河川水・湖水が厚岸湾に流れ出し、物質を輸送するとともに、厚岸湖の水を入れ替える。現場観測と衛星画像から、引き潮に伴う流出時に、ジェットと渦対そして鳴門の「渦潮」と似た小さい渦の列が形成されることが明らかになった。本年度は渦対等に伴う河川水・物質輸送に注目し現場観測を行った。（３）衛星画像から、河川水流出でも渦対が形成されることが示唆された。そこで、河川水流出による渦対形成の条件を明らかにするため、数値実験を行った。