データ同化を用いた北太平洋におけるジャイア間の熱・物質輸送の解析

本年度の研究では、前年の成果をさらに拡張し、全球に3000個以上展開され海洋観測において中心的な役割を果たし地得るArgoフロートの軌跡、中層流速データを推定し(以下ではArgo流速)、そのデータを同化システムに組み込む作業を進めながら、京大同化システムの特徴である4次元変分法の特性を活かしてArgo流速が同化結果に果たしうる効果を検証した。まず、Argo流速が京大同化システムに有益な情報をもたらしうるか否かを検証するため、システムが出力した流速場とArgo流速の比較を行ったところ、特に黒潮-黒潮続流や中規模渦の周辺では差異が大きく、Argo流速を取り入れることでこれらの再現性が向上しうることが示唆された。次にArgo流速を模した擬似観測値に対してアジョイント感度解析を行い、中層の流速がどのように中規模変動を修正しうるのかを検証した。その結果、力学調節を介してArgo流速とバランスした水温・塩分の鉛直構造が形成され、躍層の構造が変化することで表層～亜表層にかけても力学構造をも修正しうる、ということがわかった。以上の事前解析から、Argo流速が中規模変動の再現性向上に有効であるという推測の確度を高めたうえで実験に臨んだ。Argo流速の有効性を現業に近い環境で示すため、Argoによる水温・塩分の鉛直プロファイル観測のみを同化した実験(Exp.Ref)と、それらに加えてArgo流速を同化した実験(Exp,ArgoUV)を実施し、衛星観測、船舶観測データを検証データとして両者の再現性を比較する。実験期間はArgoデータの量が一定量存在し、jetや渦をよく捉えている2009年6月から12月までとした。まだ実験は終了していないものの、Exp.ArgoUVではArgo流速が適切に反映されるとともに、Argoの水温・塩分、および同化に用いていない衛星データ、現場観測との整合性もExp.Refを上回っており、ほぼ期待通りの結果が出つつある。

本年度の研究では、前年の成果をさらに拡張し、全球に3000個以上展開され海洋観測において中心的な役割を果たし地得るArgoフロートの軌跡、中層流速データを推定し(以下ではArgo流速)、そのデータを同化システムに組み込む作業を進めながら、京大同化システムの特徴である4次元変分法の特性を活かしてArgo流速が同化結果に果たしうる効果を検証した。まず、Argo流速が京大同化システムに有益な情報をもたらしうるか否かを検証するため、システムが出力した流速場とArgo流速の比較を行ったところ、特に黒潮-黒潮続流や中規模渦の周辺では差異が大きく、Argo流速を取り入れることでこれらの再現性が向上しうることが示唆された。次にArgo流速を模した擬似観測値に対してアジョイント感度解析を行い、中層の流速がどのように中規模変動を修正しうるのかを検証した。その結果、力学調節を介してArgo流速とバランスした水温・塩分の鉛直構造が形成され、躍層の構造が変化することで表層～亜表層にかけても力学構造をも修正しうる、ということがわかった。以上の事前解析から、Argo流速が中規模変動の再現性向上に有効であるという推測の確度を高めたうえで実験に臨んだ。Argo流速の有効性を現業に近い環境で示すため、Argoによる水温・塩分の鉛直プロファイル観測のみを同化した実験(Exp.Ref)と、それらに加えてArgo流速を同化した実験(Exp,ArgoUV)を実施し、衛星観測、船舶観測データを検証データとして両者の再現性を比較する。実験期間はArgoデータの量が一定量存在し、jetや渦をよく捉えている2009年6月から12月までとした。まだ実験は終了していないものの、Exp.ArgoUVではArgo流速が適切に反映されるとともに、Argoの水温・塩分、および同化に用いていない衛星データ、現場観測との整合性もExp.Refを上回っており、ほぼ期待通りの結果が出つつある。