南極周極流のメソスケール現象が子午面循環に及ぼす影響とその力学機構の解明

南极绕极流中尺度现象对经向环流的影响及其动力机制的阐明

• 批准号: 22KJ0042
• 负责人: 松田 拓朗
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0042/
• 关键词: 渦飽和; 中規模渦; KdV方程式; 共鳴波動; 非線形物理; 子午面循環; 南大洋; 気候変動・気候変化

気候変動、特に偏西風の変動に伴う南大洋の三次元循環の変動を明らかにするため、理想化したチャネルモデルを用いて南極周極流の応答を調べた。今日までの研究から風応力の変化は南極周極流の流量にあまり影響を与えないことが知られている（“渦飽和”と呼ばれる）。従来、中規模渦が渦飽和を担うと考えられてきたが、その物理プロセスは解明されていない。そこで、中規模渦を解像できる高解像度モデルと中規模渦を解像できない低解像度モデルを用いて、風の変化に対する感度実験を行った。この数値実験から、高解像度モデル、低解像度モデルともに南極周極流の流量は十分大きな風応力に対して鈍感であることを明らかにした。この結果は、従来の解釈に反して“渦飽和”において中規模渦は本質的でない可能性を示唆する。また、低解像度モデルの渦飽和状態は、境界条件に強い制約を受けることも明らかにした。高解像度モデルでさらに感度実験を行い、渦度輸送に伴う非線形効果とKdV方程式で記述される共鳴ロスビー波が“渦飽和”を担う可能性を明らかにして、“渦飽和”において非線形効果が重要であることを解明した。これらの非線形効果は低解像度モデルでも解像することが出来るため、低解像度モデルでも“渦飽和”することをよく説明することが出来る。以上の解析により、風応力に対する南極周極流の応答の物理プロセスを解明した。従来の研究で考えられていたように飽和状態の決定においてメソスケール現象が重要な役割を果たす一方、“渦飽和”そのものは非線形プロセスが重要であることが示唆された。2023年度は現実的な地形を用いたモデルを作成して、偏西風の変化が子午面循環を含む南大洋の三次元循環に及ぼす影響を解析する予定である。

The movement of the weather is accompanied by the movement of the special westerly wind and the three-dimensional cycle of the Southern Ocean.するため、Idealized したチャネルモデルを Use いてAntarctic Circumpolar Current の応 Answer を Adjust べた. Today's research focuses on the changes in the wind force and the flow rate of the Antarctic circumpolar current, and the impact of the wind force on the Antarctic circumpolar current. Come, medium-scale eddy vortex saturated を dan う と test え ら れ て き た が, そ の physical プ ロ セ ス は 解明 さ れ て い な い.そこで、Medium scale vortex resolution できるHigh resolution モデルとMedium scale vortex resolution できない Low resolution モデルを Use いて, 风の変化に対するsensitivity実験を行った.この number 値娟験から, high resolution モデル, low resolution モデルともにAntarctic circumpolar The flow of the flow is very large, the wind is strong, the wind is strong, and the flow is dull.このRESULTSは、従来の解釈にantiして"vortex saturation"においてThe possibility of the essence of medium-sized vortexesをshows the instigation.また、Low resolution モデルのvortex saturation state は、Boundary conditions にstrongいConstraint をSubject to けることも明らかにした. High-resolution imaging, sensitivity, vorticity transport, non-linear effect, KdV equation description, resonance, etc.ー波が"vortex saturation" is the possibility of the problem, and "vortex saturation" is the non-linear effect. Non-linear effect, low resolution モデルでも resolution, することが出るため, Low resolution モデルでも "vortex saturation" することをよく explanation することが出る. The above analysis is explained by the physics of the wind force and the Antarctic circumpolar current. Research on how to determine the saturation state and how to determine the importance of the phenomenon Cutting fruit is one side, "vortex saturation" non-linear non-linear processing is important and it shows the direction. In 2023, the current topography and terrain are made using the same material, the meridional surface circulation of the westerly wind and the three-dimensional circulation of the southern ocean are included, and the analysis of the impact is to be determined.

项目成果

A new hypothesis for the eddy saturation in the Antarctic Circumpolar Current

南极绕极流涡饱和的新假说

• 发表时间: 2022
• 作者: 松田拓朗;三寺史夫
• 通讯作者: 三寺史夫

Initiation and termination of eddy activities in the Southern Ocean

南大洋涡旋活动的起始和终止

• 发表时间: 2022
• 作者: Noriyuki Toji;Yukino Shibata;Shoji Tatsumoto;Yasuhiro Go;Kazuhiro Wada;Takuro Matsuta and Yukio Masumoto
• 通讯作者: Takuro Matsuta and Yukio Masumoto