縁辺海における深層流の力学-渦成深層循環の力学機構-

边缘海洋深海流动力学 - 涡流深部环流的机械机制 -

• 批准号: 17740315
• 负责人: 吉川 裕
• 金额: $ 2.18万
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740315/
• 关键词: 熱塩深層循環; 渦成深層循環; 深層水形成; 縁辺海; 深層循環; 日本海; 傾圧不安定; 二次元乱流

深層水形成に伴う深層海水の伸縮は、渦位保存の制約により深層に循環(熱塩循環)を引き起こす。一方、深層水形成過程で生じた渦は、海底斜面上に循環(渦成循環)を形成しうる。前年度までに、二層模型を用いた数値実験を行い、熱塩循環および渦成循環とも斜面を右に見る深層流を形成すること、渦成循環がある場合にはそのような深層流は数倍程度強くなることを確認した。本年度においては、熱塩循環と渦成循環の特徴をより明瞭にするため、三層模型を用いた実験を新たに行った。第二層に外洋型の深い対流に伴う海水形成を模した外力を与え、渦の発生を抑制した実験(熱塩循環のみ再現)と渦の発生を許容した実験(熱塩および渦成循環を再現)を行った。その結果、両実験とも第二・三層で浅い領域を右に見る流れを生成した。しかし、渦抑制実験においては、外力の直接加わっていない第三層では第二層に比べて渦柱の伸縮が弱く、その結果第三層の流れは第二層の流れに比べて弱いものとなった。一方渦許容実験においては、海底地形の効果を直接受ける第三層での流れが最も強い結果となった。このように、熱塩循環は海水形成を伴う層の循環を強化するが、渦成循環は最下層の循環を強化するという、両循環の定性的な特性の違いを確認できた。さらに渦成循環の駆動機構を明らかにするため、第三層における循環方程式を調べた。その結果、定常状態においては、相対渦度の渦運動フラックスと層厚の渦運動フラックスが、同程度に渦成循環を駆動していることがわかった。また、これらのフラックスは、渦位フラックスとみなすこともでき、渦運動が生成する平均流に関する先行研究とも矛盾しない結果となった。本実験結果は、深層水形成に伴う渦成循環が、新成水の形成層だけでなくそれより下層の海水の水平輸送を引き起こすことを意味している。本実験で与えた外力は、日本海や北極海、オホーツク海など、極域の縁辺海における深層水形成を模したものであることを考慮すると、それらの海域における深層永平循環を定量的に再現するためには、渦成循環の寄与を正しく考慮する必要があることを強く示唆する結果である。

The formation of deep water に is accompanied by う. The <s:1> contraction and expansion of deep seawater and the preservation of vortices <s:1> restrict によ and <s:1> the deep に cycle (thermal-salt cycle)を leads to す す. On one side, the process of deep water formation で generates じた vortices, and on the seabed slope, に circulation (vortex-forming circulation)を forms <s:1> うる. Before the annual ま で に, second model を い た the numerical be 験 を い, thermal cycle of お salt よ び vortex into circulation と も cant see を right に る deep を forming す る こ と, vortex into circulation が あ る occasions に は そ の よ う な deep flow several times は degree strong く な る こ と を confirm し た. This year's に お い て は, hot salt circulation と vortex into circulation の 徴 を よ り clear に す る た め, three layer model を い た be 験 を new た に line っ た. Type the second に WaiYang の deep い flow seaborne に with う water form を die し た を force and え, vortex の 発 raw を inhibit し た be 験 (hot salt circulation の み repeat) と vortex の 発 raw を allowable し た be 験 (hot salt お よ び vortex into circulation を reproduce) line を っ た. Youdaoplaceholder0 そ results, ryoshi experiments と と the second and third layers で shallow そ domain を right に see る flow れを generate た た. し か し, vortex suppression be 験 に お い て の は, external force directly わ っ て い な い layer 3 で は second に than べ て vortex column の telescopic が weak く, そ の の flow results in the third layer れ は second の flow れ に than べ て weak い も の と な っ た. One side of the eddy current is allowed to conduct experiments on にお にお て て, and the <s:1> effect of the seabed topography is を directly affected by the ける third-layer で <s:1> current れが, resulting in the most <s:1> strong となった effect となった. こ の よ う に and thermal cycle of は sea salt formation を う layer の cycle を strengthening す る が, vortex into circulation は most lower level の cycle を strengthening す る と い う, struck circulation の な characteristics of qualitative の violations い を confirm で き た. Youdaoplaceholder0 vortex cycle 駆 駆 moving mechanism を らに するため にするため, third-layer における cycle equation を べた べた. そ の results, steady state に お い て は, phase vorticity seaborne の vortex motion フ ラ ッ ク ス と thick の vortex motion フ ラ ッ ク ス が, に vortex to the same extent circulation を 駆 dynamic し て い る こ と が わ か っ た. ま た, こ れ ら の フ ラ ッ ク ス は, vortex フ ラ ッ ク ス と み な す こ と も で き, eddy motion が す る average flow に masato す る leading research と も contradiction し な い results と な っ た. This be 験 results は formation, deep water に う vortex into circulation が, new water の cambium だ け で な く そ れ よ り lower の seawater の horizontal conveying を lead き こ す こ と を mean し て い る. This be 験 で and え た force は や arctic sea, the sea of Japan, オ ホ ー ツ ク sea な ど, extremely domain の try 辺 sea に お け る deep water formation を die し た も の で あ る こ と を consider す る と, そ れ ら の waters に お け る deep yongping cycle を quantitative に reappearance す る た め に は, vortex into circulation の is sent with を し く consider す る necessary が あ る こ と を く and shown strong sucking す る The result is である.

项目成果

日本海深層流の形成機構に関する数値実験

日本海深流形成机制的数值实验

• 发表时间: 2005
• 期刊: 九州大学大学院 総合理工学報告 26巻4号(印刷中)
• 作者: 吉川 裕;酒井 良介
• 通讯作者: 酒井 良介

On the accuracy of HF radar measurement in the Tsushima Strait

浅谈对马海峡高频雷达测量精度

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Geophysical Research 111, No.C04009
• 作者: Yoshikawa;Y.;A.Masuda;K.Marubayashi;M.Ishibashi
• 通讯作者: M.Ishibashi

Surface Current Variations and Wind Driven Flow in the Tsushima Strait

对马海峡海流变化和风驱动流

• 发表时间: 2007
• 作者: Yoshikawa;Y.;A.Masuda;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Seasonal Variations of Surface Currents and Estimated Interior Currents at HF radar measurement depth in the Tsushima Strait

对马海峡高频雷达测量深度表层水流和估计内部水流的季节变化

• 发表时间: 2007
• 作者: Yoshikawa;Y.;A. Masuda;K. Marubayashi;M. Ishibashi and A. Okuno
• 通讯作者: M. Ishibashi and A. Okuno

Intermediate water formation at the Japan/East Sea subpolar front

日本/东海副极地锋中层水的形成

• 发表时间: 2006
• 期刊: Oceanography 19
• 作者: Lee;C.M.;L.N.Thomas;Y.Yoshikawa
• 通讯作者: Y.Yoshikawa