Identification of convectively-driven efficient turbulent mixing hotspots

对流驱动的高效湍流混合热点的识别

• 批准号: 22K14096
• 负责人: 伊地知 敬
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14096/
• 关键词: 深海乱流混合; 混合効率; 対流不安定; 内部重力波; 砕波

地球の長期気候変動を強くコントロールする深層海洋大循環を把握するためには、ブラックボックスとなっている深海におけるミクロな乱流混合の全球的な定量化が欠かせない。しかしながら、その進展を阻む大きな要因となっているのが、深海乱流への主要なエネルギー供給源を全て考慮しても、深層海洋大循環を維持するのに必要とされる乱流混合強度の存在を説明することができていない状態、いわゆるMissing Mixing問題である。本研究では、従来、海洋乱流の駆動機構として暗黙のうちに仮定されてきた「シアー不安定」よりも、はるかに効率的に優れた「対流不安定」によって駆動される深海乱流混合のホットスポットを同定することで、Missing Mixing問題の解決を目指していく。対流不安定によって駆動される乱流ホットスポットの有力候補として、本研究では大振幅の内部潮汐波の励起源を考えている。一年目の本年度は、その代表的な海域であるルソン海峡において過去の国際観測プロジェクトIWISEで取得された大規模乱流データを再解析した。大潮小潮周期をカバーした合計80もの乱流プロファイルを平均して見積もった正味の乱流混合効率は、上層では従来仮定されている20%程度であった一方で、海底近傍では約50%にも及ぶことがわかった。さらに、この対流不安定に特有な高い混合効率が見られた海底近傍では、鉛直スケールO(100) mもの大きな密度逆転を伴う非常に強い乱流イベントが頻繁に観測され、海底で励起された大振幅の内部潮汐波の直接砕波が効率的に優れた対流不安定によって主に引き起こされていることを支持する、期待通りの結果が得られた。

Earth の 気 wait for a long time - strong dynamic を く コ ン ト ロ ー ル す る を grasp the deep ocean circulation す る た め に は, ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス と な っ て い る deep-sea に お け る ミ ク ロ な turbulence mixed の world な quantitative が owe か せ な い. し か し な が ら, そ の progress を drag む き な by と な っ て い る の が, deep sea turbulence へ の main な エ ネ ル ギ ー supply source を て considering all し て も を maintain, deep ocean circulation す る の に necessary と さ れ る turbulence intensity of mixed の exist を illustrate す る こ と が で き て い な, い い state わ ゆ る Missing Youdaoplaceholder0 problem である. This study で は, 従 to, ocean turbulence の 駆 mechanism と し て dark 黙 の う ち に 仮 set さ れ て き た "シ ア ー unrest" よ り も, は る か に sharper rate に optimal れ た "flow instability" seaborne に よ っ て 駆 dynamic さ れ る deep-sea turbulence mixing の ホ ッ ト ス ポ ッ ト を with fixed す る こ と で, Missing Youdaoplaceholder0 the problem is solved を the goal is to く て く く. Flow instability seaborne に よ っ て 駆 dynamic さ れ る turbulence ホ ッ ト ス ポ ッ ト の powerful backup と し て, this study で は large amplitude の internal の tidal wave excitation origin を え て い る. Year mesh の は this year, そ の on behalf of the waters of the な で あ る ル ソ ン strait に お い て past の international 観 measuring プ ロ ジ ェ ク ト IWISE で obtain さ れ た large-scale turbulence デ ー タ を to し た. Tide neap tide cycle を カ バ ー し た amounted to 80 も の turbulence プ ロ フ ァ イ ル を average し て see product も っ た flavors の は turbulence mixed working rate, the upper で は come 従 仮 さ れ て い る 20% degree で あ っ た で, seabed nearly alongside で は about 50% に も and ぶ こ と が わ か っ た. Youdaoplaceholder0, <s:1> さらに unstable current に has a unique な high <s:1> mixing efficiency が. See られた near the seabed で で, vertical スケ さらに で で O(100) M も の big き な density inverse planning を う very strong に い turbulence イ ベ ン ト が frequent に 観 measuring さ れ, undersea で wound up さ れ た large amplitude の internal tidal wave の 砕 direct wave が sharper rate に optimal れ た flow instability seaborne に よ っ て Lord に き up こ さ れ て い る こ と を support す る, looking forward to pass り の results ら が れ た.

项目成果

Efficient turbulent mixing hotspots potentially associated with convective breaking of internal waves

有效的湍流混合热点可能与内波的对流破坏相关

• 发表时间: 2022
• 作者: Ijichi;T.;and L. St. Laurent
• 通讯作者: and L. St. Laurent