氷縁域におけるメソスケール渦の研究

夏季の氷縁域において特徴的に見られるメソスケール渦などの中規模現象の形成機構を調べるために、力学・熱力学の両過程を含む水平2次元の海氷・海洋結合モデルを作成した。このモデルにおいて南極海で観測されたパラメーターを用い、外力としては熱力学過程の重要性を理解するために大気からの熱フラックスのみを与えて計算を行なった。大気からの熱フラックスに対する応答として、氷縁付近で海氷の融解が最も盛んとなり、塩分フロントが形成された。この塩分フロントと地衡流バランスで釣り合っている氷縁に沿う流れは、その流速が増加するにつれて蛇行するようになった。この蛇行は、海氷域の低温・低塩水と開水域の高温・高塩水の交換を促進すると共に、海氷を開水域に移流し舌状の海氷分布を形成した。結果として、蛇行の成長につれて、海氷の融解が更に促進されることとなった。この蛇行の形成機構を解明するために、海洋モデルの線形不安定解析を行なったところ、水平密度フロントに起因する傾圧不安定がその成因であることが明らかになった。氷縁域で見られる様々なメソスケール現象の形成には、風による力学的な効果が重要な役割を果たしていることは間違い無い。しかしながら、この研究によって、海氷が融解する夏季においては、熱力学的な効果も重要な役割を果たしていることが示された。現時点では、南極海等で夏季に海氷の分布によって可視化されるメソスケール渦そのものは、モデルにおいて再現されていない。そこで、今後はより広いモデル領域において、春季から夏季にかけてのより長い期間にわたって計算を行い、メソスケール渦の再現を目指す予定である。

夏季の氷縁域において特徴的に見られるメソスケール渦などの中規模現象の形成機構を調べるために、力学・熱力学の両過程を含む水平2次元の海氷・海洋結合モデルを作成した。このモデルにおいて南極海で観測されたパラメーターを用い、外力としては熱力学過程の重要性を理解するために大気からの熱フラックスのみを与えて計算を行なった。大気からの熱フラックスに対する応答として、氷縁付近で海氷の融解が最も盛んとなり、塩分フロントが形成された。この塩分フロントと地衡流バランスで釣り合っている氷縁に沿う流れは、その流速が増加するにつれて蛇行するようになった。この蛇行は、海氷域の低温・低塩水と開水域の高温・高塩水の交換を促進すると共に、海氷を開水域に移流し舌状の海氷分布を形成した。結果として、蛇行の成長につれて、海氷の融解が更に促進されることとなった。この蛇行の形成機構を解明するために、海洋モデルの線形不安定解析を行なったところ、水平密度フロントに起因する傾圧不安定がその成因であることが明らかになった。氷縁域で見られる様々なメソスケール現象の形成には、風による力学的な効果が重要な役割を果たしていることは間違い無い。しかしながら、この研究によって、海氷が融解する夏季においては、熱力学的な効果も重要な役割を果たしていることが示された。現時点では、南極海等で夏季に海氷の分布によって可視化されるメソスケール渦そのものは、モデルにおいて再現されていない。そこで、今後はより広いモデル領域において、春季から夏季にかけてのより長い期間にわたって計算を行い、メソスケール渦の再現を目指す予定である。