地形境界による海洋小規模渦の生成と乱流場の発達、組織化に関する研究

伊豆諸島を撮影した水平解像度10m程度の情報を持つ合成開口レーダの画像には、黒潮が通過する島付近の流れ場の構造を反映していると考えられるパターンが確認できる。黒潮が伊豆諸島を通過することで生じる、島に代表される地形に依存するスケールの渦は、海洋物理学がこれまで対象としてきたメソスケールに比べて小さい。しかし、これら小規模渦に代表される島周りの微細な流れ構造を特定することは、海洋学、海洋工学双方にとって重要な課題である。昨年度までの研究成果により、地形境界による海洋小規模渦の生成と乱流場の発達を考察するには、複雑地形と海洋の成層構造が重要であると示唆された。そこで、伊豆諸島の現実的な地形を設定し、海洋再解析値JCOPE2を参照して仮想的な成層構造を設定し、黒潮を模擬する幅100kmの成層シア流の数値計算を行った。数値計算の主たる目的は、合成開口レーダに示唆される特徴的な構造、特に波長1km程度の内部波が再現されるかどうかを確認することであった。計算結果は、衛星観測に見られる顕著な定在内部波を再現した。そして、表層水平流速の収束発散場はSAR画像とのよい対応を示した。そのため、黒潮に起因するサブメゾスケール現象をSARが検知する潜在性を肯定したものと考えられる。これまでに黒潮と地形の影響により非線形内部波が励起されることは報告されておらず、海洋物理学的に新奇性のある結果を得られたと考えられる。また、既存の乱流モデルを用いても格子解像度が十分であれば、小規模渦スケールの現象が十分に解像できることが示唆された事が示唆され、海洋工学的にも重要な結果と考えられる。

伊豆諸島を撮影した水平解像度10m程度の情報を持つ合成開口レーダの画像には、黒潮が通過する島付近の流れ場の構造を反映していると考えられるパターンが確認できる。黒潮が伊豆諸島を通過することで生じる、島に代表される地形に依存するスケールの渦は、海洋物理学がこれまで対象としてきたメソスケールに比べて小さい。しかし、これら小規模渦に代表される島周りの微細な流れ構造を特定することは、海洋学、海洋工学双方にとって重要な課題である。昨年度までの研究成果により、地形境界による海洋小規模渦の生成と乱流場の発達を考察するには、複雑地形と海洋の成層構造が重要であると示唆された。そこで、伊豆諸島の現実的な地形を設定し、海洋再解析値JCOPE2を参照して仮想的な成層構造を設定し、黒潮を模擬する幅100kmの成層シア流の数値計算を行った。数値計算の主たる目的は、合成開口レーダに示唆される特徴的な構造、特に波長1km程度の内部波が再現されるかどうかを確認することであった。計算結果は、衛星観測に見られる顕著な定在内部波を再現した。そして、表層水平流速の収束発散場はSAR画像とのよい対応を示した。そのため、黒潮に起因するサブメゾスケール現象をSARが検知する潜在性を肯定したものと考えられる。これまでに黒潮と地形の影響により非線形内部波が励起されることは報告されておらず、海洋物理学的に新奇性のある結果を得られたと考えられる。また、既存の乱流モデルを用いても格子解像度が十分であれば、小規模渦スケールの現象が十分に解像できることが示唆された事が示唆され、海洋工学的にも重要な結果と考えられる。