海の渦による海水輸送・物質輸送を平均海流・平均物質場で表す方法の研究

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1.密格子海洋模型による実験によれば,黒潮,親潮,アラスカ海流等の北半球の強流帯では,平均流軸の左で順行の,右で逆行の渦成体積輸送が生じる。この基本特性は岸沖方向に流軸が揺れるとする流軸変動模型により説明できる。2.実際には順行・逆行の境界は平均流軸の位置に一致せず沖側に寄る傾向があった。これは強い流速・層厚変動が大きな径の孤立渦が流軸に沿って伝播する折りに生じており,流軸がいつも沖側に蛇行するからである。流軸変動の観点からいえば流軸「変動」の中心が沖側に寄っているため,平均流軸位置そのものは概念模型にいう岸側になっているからにほかならない。流軸の揺れが岸の存在を反映した非正規分布であるとすれば定性的には説明できる。なお潮岬以東の黒潮や親潮では変動が激しくこのような関係が必ずしも明瞭でなかった。3.矩形海盆に西側境界から噴流が流入し東側境界から緩やかに流出するという理想化した状況で数値実験を行ったところ渦成層厚輸送は主流にほぼ平行で,流軸変動模型と定性的に一致した。また「噴流の蛇行に際し流軸座標で見た断面構造が変わらない」という仮定が海盆の西側領域で概ね妥当であることを確かめた。これは概念模型による渦成層厚輸送の見積もりが量的にも妥当であることを示唆する。一方,噴流が浅くなる海盆東側の領域では,深いところで概念模型が渦成層厚輸送を過小評価する傾向があった。今後は噴流・渦の鉛直分布を考慮する必要がある。4.粗格子海洋模型を現実的な地形・境界条件の下で駆動する50年間の積分実験を行った。流れに直角な向きより流れに沿う向きに層厚拡散係数が大きい数値模型の方が従来の等方的層厚拡散係数模型よりも,海洋表層水温場の再現性に優れていることを確認した。