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

自驱动涡对的动力学和输运混合：从经典涡对到湍流涡对的发展及其在河水中的应用

• 批准号: 21K03655
• 负责人: 中村 知裕
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03655/
• 关键词: 海洋物理; 渦; 渦対; 物質輸送; 河川水; 潮流; 渦潮; 乱流; 沿岸から外洋への輸送

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。

This study は, coastal か ら WaiYang へ rivers of water, material を unseen fruit に conveying す る "vortex" seaborne に つ い て, そ の mechanics と conveying, mixed unseen fruit の interpret を purpose と す る. Coast は や people lu と WaiYang の イ ン タ ー フ ェ ー ス で あ り, く の が coast continental, human origin of material を interface し て WaiYang へ hiroo が る. Vortex と seaborne は, mutual い に reverse き に back planning す る vortex が ペ ア と な っ た も の で induced velocity and vortex に う で mutual い に を your hand with dynamic か じ direction に し "walk" す る. The vortex "self-propelled" によ water を is transported to the distant まで distance で る る る. Marine で は, narrow い い が tide flow channel を speed れ る と, channel downstream に ジ ェ ッ ト が で き, そ の struck side に vortex が seaborne し ば し ば form さ れ る こ と が know ら れ て い る. This year, に, (1) the paper on the <s:1> vortex pair in Naruto Strait was written; (2) the 観 measurement of the で <s:1> vortex pair and vortex tide in Atsukawa bay was conducted; (3) the empirical experiment on determining the <s:1> た number of river water outflow was carried out; を was conducted った. (1) The Naruto Strait が, the current が velocity く, and the vortex tides and vortex pairs が form される. The <s:1> vortex on the occurrence of the に seabed topography, coastal shape, density stratification が and える influence を investigation べ, paper にまとめた. For the year 2023, じめに じめに will be submitted to である. (2) thick bay shore で は and き tide に river water, lake water が thick bay shore に flow を れ し, material conveying す る と と も に, thick の を water into the lake shore れ for え る. Field 観 test と satellite picture か ら and lead き tide に う outflow に, ジ ェ ッ ト と vortex そ seaborne し て sound door の "vortex wave" と like た small さ い vortex の column が form さ れ る こ と が Ming ら か に な っ た. This year, the <s:1> vortex pairs are equivalent to に accompanying う river water and material transport に. Pay close attention to the <s:1> on-site 観 measurement of を travel った. (3) Satellite images of ら and river water flow emerging from で で vortex pair が form される された とが indicating された. Youdaoplaceholder0 にするため で で, による vortex pairs formed by river water flow を conditions ら にするため にするため にするため, mathematical experiments を った.

项目成果

渦対の数値シミュレーション：鳴門海峡の渦対への地形と密度成層の効果

涡对数值模拟：地形和密度分层对鸣门海峡涡对的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐藤拓人;日下博幸;Ito M.Tomioka N.Uesugi M.Yamaguchi A.Shirai N.Ohigashi T.Liu M.-C.Greenwood R. C.Kimura et al.;小林浩;中村知裕・山口卓也・中田聡史・松村義正
• 通讯作者: 中村知裕・山口卓也・中田聡史・松村義正

気候系のhot spot：中緯度大気海洋相互作用の最前線（第8章）

气候系统的热点：中纬度大气-海洋相互作用的前沿（第8章）

• 发表时间: 2021
• 作者: 三寺史夫;中村知裕;田口文明;浮田甚郎;星一平
• 通讯作者: 星一平

夏季オホーツク海北海道沿岸の水塊：タタール海峡水・海底混合層・北部根室海峡に注目して

鄂霍次克海北海道沿岸夏季水团：重点关注鞑靼海峡水体、海底混合层、根室海峡北部

• 发表时间: 2023
• 作者: 中村知裕;植田純生;野別貴博;美坂正;三谷曜子;西岡純;三寺史夫
• 通讯作者: 三寺史夫

北太平洋亜寒帯域における基礎生産量の長期変化に対する熱塩・風成循環の影響

温盐-风成环流对北太平洋亚北极初级生产长期变化的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 中野渡拓也;中村知裕;三寺史夫;西岡純;西川はつみ;内本圭亮;黒田寛
• 通讯作者: 黒田寛

Two species of seabirds foraged in contrasting marine habitats across the cold-water belt along the coast of northern Hokkaido in the southwestern Okhotsk Sea

两种海鸟在鄂霍次克海西南部北海道北部沿岸冷水带的对比鲜明的海洋栖息地中觅食

• DOI: 10.1007/s12562-021-01576-9
• 发表时间: 2022
• 期刊: Fisheries Science
• 影响因子: 1.9
• 作者: Nishizawa Bungo;Okado Jumpei;Mitani Yoko;Nakamura Tomohiro;Yamaguchi Atsushi;Mukai Tohru;Watanuki Yutaka
• 通讯作者: Watanuki Yutaka