日単位で形成される弱い温度躍層と吹送流の相互作用に関する研究

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まず始めに、昭和63年度の現地観測結果に基づき、日成層と吹送流の相互作用について検討した。その結果、(1)日成層の混合過程が吹送流のせん断不安定により生成される乱れによっている、(2)吹送流の速度分布が混合層内のエネルギ-バランスによって支配されている、と推論された。次に、上記の推論に基づいて、日成層と吹送流の相互作用を表わす数理モデルを検討した。まず日成層の混合過程が、いわゆるDIM(Dynamic Instability Model)と基本的に同じものであると考え、既存のDIMの問題点を明確にした後に、より完全な定式化を行った。今回構築されたモデルの特色は、日成層と吹送流の相互作用を力学的に厳密に取り扱っていくために、モデルパラメ-タの物理的意味が明確であるとともに、その値が演繹的に決定されている点にある。次に、上記モデルに、湖の岸のもたらす効果や日成層下部の密度勾配の影響を加えて、実際現象を十分シミュレ-トできる数値計算モデルを作成している。その結果を現地観測結果と比較したところ、非常に良い一致を見た。最後に、上記モデルを用いて、霞ヶ浦などの浅い富栄養湖の水質が急変する条件について検討した。日成層がその日のうちに消滅しないと底層水が数日間嫌気状態になって底泥から栄養塩の溶出することが昨年の現地観測で明らかにされている。そこで、日成層がその日のうちに消滅しなくなる気象条件、具体的には1日の総日射量と風速の関係について明らかにした。