熱塩循環に関する実験的研究

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高密度塩水の回転流体内における拡散形態について実験的研究を行った. そのために流れの断面形状を観測できるプレクシグラス水槽を製作使用した. まず, 円形海盆に海盆周辺部から流入する高塩分水の挙動について調べた. その結果, 塩水の吐出口が流体回転方向に相対的にどの方向に向いているかによって流体拡散の形態が著しく異なることを明らかにした. 即ち, 吐出口(ノズル)の軸が系の回転方向(常る反時計まわりになっている)と一致しているときには海盆周辺に沿ってグラヴィティ・カレントが形成される. この流れは明瞭な塩水ヘッドを持つ. 吐出口が海盆中央を向いているときには拡散流はコリオリを力を受けて右側に拡がって行く. 吐出口が逆方向を向くときには塩水ヘッドは形成されず山形の塩水塊が作られ, 拡散速度が減る. 深層海水と密接な関連をもつ中層水の挙動を調べる目的で, 二層流体界面に貫入拡散する回転流れも調べた. その結果, 塩水は水槽中心部へ向う流れと周辺境界に沿う流れとに分岐して拡散することが判明した. また, 深層水の形成域における挙動を明らかにするために線状冷却域からの沈降流に及ぼす回転の効果を調べた. その結果, 回転流体中の沈降流は一定間隔のブロックに分れて沈降することを見出した. 熱塩拡散水槽を設計・製作し, これを用いて二重拡散の形態, 特にソルトフィンガーの形態を調べた. その結果, 新たにロール状の断面をもったフィンガーが形成されることを見出した. 回転がフィンガー形成に与える効果についても調べつつある. この外, 実海洋の低塩分水の挙動についても調べた. 全般に流れの可視能化法を用いて種々の熱塩循環流の構造を明らかにすることができた. 今後はより定量的な計測によって, 各流れのパラメーター依存性を確定すること, より現実的な海洋のモデルと熱塩流との干渉形態を明らかにし, 実際の深層水循環の力学モデルの形成に寄与することをめざしている.