亜熱帯西岸境界流域における散逸機構の研究

海洋において渦活動が活発な亜熱帯循環の西岸境界域を対象として,数値実験を行い,主として散逸パラメータの大きさが渦の生成やエネルギーバランスに与える影響を考察した.数値モデルは熱的な効果を考慮するためプリミティブ方程式に基づき,渦を分解できるよう細かい水平格子とした.西岸での流速境界条件を非粘着とするか粘着とするかは渦の発生に強い影響を持つ.非粘着にすると,順圧不安定は活発になるが,傾圧不安定は抑えられる.全体として,渦へのエネルギー転換が若干増加し,また,境界での散逸が小さくなっているため,渦活動はきわめて活発になる.水温の水平勾配は温度風の関係により流速の鉛直シアと関係しているため,水平拡散係数を小さくすると,流速の強い鉛直シアを保たれやすくなる.このため,傾圧不安定はきわめて活発になる.わずかの違いであっても水平拡散係数の違いは渦の発生に大きな影響を与え,熱的な散逸の重要性を示唆する.底摩擦を導入しても,エネルギーが主に水平粘性により散逸している状態ではエネルギーバランスにほとんど変化はない.しかし,水平粘性が小さい場合では底摩擦により傾圧不安定・順圧不安定とも抑えられる.また,渦は順圧的であるため,底摩擦による散逸は渦を効果的に減衰させる.底摩擦がある状況で水平粘性係数を小さくすると,エネルギーが海底で散逸される必要がでるため,流れはより順圧的になる.次に,気候問題などに深く関係すると思われる熱輸送について調べた.亜熱帯循環系では渦は南向きに熱を輸送しているが,今回用いたモデル設定では,かなり渦が活発な場合であってもその大きさは平均流によるものに比べかなり小さい.また,側壁の境界条件などによる顕著な違いもみられない.

海洋において渦活動が活発な亜熱帯循環の西岸境界域を対象として,数値実験を行い,主として散逸パラメータの大きさが渦の生成やエネルギーバランスに与える影響を考察した.数値モデルは熱的な効果を考慮するためプリミティブ方程式に基づき,渦を分解できるよう細かい水平格子とした.西岸での流速境界条件を非粘着とするか粘着とするかは渦の発生に強い影響を持つ.非粘着にすると,順圧不安定は活発になるが,傾圧不安定は抑えられる.全体として,渦へのエネルギー転換が若干増加し,また,境界での散逸が小さくなっているため,渦活動はきわめて活発になる.水温の水平勾配は温度風の関係により流速の鉛直シアと関係しているため,水平拡散係数を小さくすると,流速の強い鉛直シアを保たれやすくなる.このため,傾圧不安定はきわめて活発になる.わずかの違いであっても水平拡散係数の違いは渦の発生に大きな影響を与え,熱的な散逸の重要性を示唆する.底摩擦を導入しても,エネルギーが主に水平粘性により散逸している状態ではエネルギーバランスにほとんど変化はない.しかし,水平粘性が小さい場合では底摩擦により傾圧不安定・順圧不安定とも抑えられる.また,渦は順圧的であるため,底摩擦による散逸は渦を効果的に減衰させる.底摩擦がある状況で水平粘性係数を小さくすると,エネルギーが海底で散逸される必要がでるため,流れはより順圧的になる.次に,気候問題などに深く関係すると思われる熱輸送について調べた.亜熱帯循環系では渦は南向きに熱を輸送しているが,今回用いたモデル設定では,かなり渦が活発な場合であってもその大きさは平均流によるものに比べかなり小さい.また,側壁の境界条件などによる顕著な違いもみられない.