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風波砕波による大気-海洋間の二酸化炭素交換機構の解明

阐明风浪破碎引起的大气与海洋之间的二氧化碳交换机制

基本信息

批准号：
15760383
负责人：
杉原裕司
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,海洋観測塔において現地観測を実施し,WPL補正に基づく渦相関法からCO_2フラックスを算定した.得られたCO_2フラックスと大気-海洋間のCO_2分圧差から気体交換速度を評価し,うねりの存在および波の発達状況の違い(波齢)が気体交換速度に及ぼす効果について検討した.うねりが卓越した波浪場での交換速度の方が,風波が卓越した波浪場の交換速度よりも相対的に小さな値を示すことがわかった.前年度までの研究で,うねりの存在によって砕波が抑制されることが示されており,気体交換が砕波によって促進されるとすれば,交換速度のこのような挙動は極めて妥当なものと考えられる.さらに,風波が卓越する波浪場のデータに着目した場合,同じ風速や摩擦速度であっても,波齢が大きいほど交換速度は増大することが明らかとなった.これは,波齢が大きい波浪場の方が波のスケールが大きく,より大規模な砕波を伴うことを反映しているためと思われる.砕波が気体交換に及ぼす効果を記述するために,速度スケールとして摩擦速度を,長さスケールとして有義波高を用いて定義された風波レイノルズ数を導入した.摩擦速度で無次元化された気体交換速度と風波レイノルズ数の関係を調べた結果,無次元交換速度は低風速領域において風波レイノルズ数と共に減少するが,レイノルズ数が103を超えると増加することが明らかとなった.このレイノルズ数はおおよそ砕波発生の臨界値に対応しており,このような交換速度の増加は砕波による気体交換の促進によるものと考えられる.また,風波が卓越する波浪場の交換速度を風波レイノルズ数に対してプロットした場合,風速または摩擦速度に対しては波齢の違いによって分離していたデータ群が,一つの普遍的な関係を示すことがわかった.このことは,風波レイノルズ数が気体交換速度を定量化する上で有効な無次元パラメータであることを意味する.

This year, the ocean tower is in the middle of the field measurement,WPL correction is based on eddy current correlation method to calculate CO_2. The CO_2 partial pressure difference between CO_2 and the ocean is evaluated, and the existence of the CO_2 partial pressure difference and the gas exchange velocity are discussed. The direction of the exchange velocity of the wave field is excellent, and the exchange velocity of the wave field is excellent. In the previous year, the study of the existence of the gas wave was carried out, and the exchange rate of the gas wave was promoted, and the exchange rate was changed. In addition, the wave field of the storm is very important. When the wind speed and friction speed are the same, the exchange speed of the wave increases. The wave field of the wave field is large, and the wave field is large. The wave height is higher. The friction velocity is dimensionless, the volume exchange velocity is dimensionless, and the volume exchange velocity is dimensionless. The critical value of wave generation is the critical value of wave generation. The critical value of wave generation is the critical value of wave generation. The critical value of wave generation is the critical value of wave generation. The exchange velocity of the wave field in the wind wave field is superior to that in the wind wave field. In the case of wind speed, friction velocity is superior to that in the wave field. The number of particles in the air is quantified.