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Ocean turbulent mixing due to non-breaking surface waves; Dynamic similarity and climate impact around Japan

由于非破碎表面波而导致海洋湍流混合；

基本信息

批准号：
22H00178
负责人：
吉川裕
金额：
$ 27.54万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

海面の波（水面波）は海面付近で乱れを発生させ海水をかき混ぜる。この波によるかき混ぜ(波成混合)が、海面水温の変化を通じて、海洋と大気からなる地球気候システムに大きな影響を与えると指摘されている。しかし、従来の研究では波成混合の観測や数値実験の精度に限界があるため、波成混合が気候に及ぼす影響を正しく評価できていない。本研究課題では、この問題を解決するため、波成混合を精確に（近似せずに）再現する数値実験（波成混合実験）、その検証および補完のための室内実験、さらに波成混合が日本周辺気候へ及ぼす影響を評価するための数値実験（気候影響評価実験）を行う。波成混合実験に関しては、新たに購入したベクトル・並列型ハイパフォーマンスコンピュータのセッティングを初めに行い、高解像度の実験を高効率で行える環境を整備した。次に数値実験を行い、水面波が渦対を形成することで引き起こす混合の力学と強度を定量的に評価した。また、これらの影響は波形勾配に依存することに加えて、波成混合が流れを鉛直に一様化することや弱いながらも水面波自身の減衰を引き起こすこと、などを明らかにした。また、次年度以降により大規模な数値実験を行うため、数値モデルコードの並列化にも取り組んだ。室内実験に関しては、造波水槽にグリーンレーザーとマイクロバブルを組み合わせた可視化装置と自作した水温計アレイとを取り付けて実験を行った。その結果、水面波が形成する渦対の可視化に成功し、また渦対に伴う水温の鉛直混合や混合強度が波形勾配に依存することを確認した。これらの結果は波成混合実験と整合するものであり、数値実験を補完する結果を得ることに成功した。気候影響評価実験に関する取り組みとしては、海洋大循環モデルに組み込む波浪モデルの選定を行い、海底地形と波浪の相互作用に優れるSWANモデルをRIAM Ocean Modelに組み込む作業に着手した。

Sea surface waves (water surface waves) are generated near the sea surface. This wave is mixed, the sea surface temperature is changed, the ocean is changed, the earth weather is changed, the influence is changed, and the sea surface temperature is changed. In the past, the study of wave component mixing and measurement of numerical value has been carried out in order to evaluate the accuracy of wave component mixing and measurement. This research topic is to solve this problem, to reproduce accurately (approximately) the numerical value of wave component mixing (wave component mixing), to verify and complete the indoor operation, to evaluate the numerical value of wave component mixing (weather impact evaluation) in Japan. For the implementation of wave mixing, we have prepared the environment for the new acquisition of the beekutl·side-by-side HIP For example, a numerical evaluation of the formation of vortices and the strength of mixing is performed. For example, if the wave is not strong enough, the wave will be weak enough to reduce the attenuation of the water surface wave. In the following year, the number of large-scale enterprises will be reduced, and the number of enterprises will be reduced. Indoor water temperature meter The result is that the vortex pairs of water surface wave formation are visualized successfully, and the vortex pairs are associated with the vertical mixing of water temperature and the intensity of mixing. The result is a mixed result. The result is successful. Weather impact assessment is related to the selection of groups, ocean circulation, wave selection, seabed topography and wave interaction, SWAN, RIAM Ocean Model group, and operation.