狭い海洋フロントにおけるサブメソスケール現象の発生・発達に関わる不安定機構の解明

阐明与狭窄洋锋亚介尺度现象发生和发展相关的不稳定机制

基本信息

批准号：
21K03664
负责人：
田中祐希
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Fukui Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

海洋中のサブメソスケール（数km～数十km）現象は、熱や運動量の水平・鉛直輸送をコントロールし、海盆スケールの循環にも影響を与える重要な物理過程である。本年度は、サブメソスケール現象の代表的な例として、海底地形に捕捉された内部潮汐波を取り上げ、その励起率を理論的に定式化するとともに、この定式化の有効性を数値シミュレーションによって検証した。緯度30度より高緯度における日周潮汐は慣性周波数以下の周波数を持ち (subinertial)、海底地形に捕捉されて伝播する内部潮汐波を発生させる。Subinertialな内部潮汐波は内部ケルビン波と地形性ロスビー波の混合した性質を示し、その構造は浅い海域では順圧的で、水深が深くなるにつれて傾圧性を増すという特徴を持つ。従来、外部潮汐（海面変位に表れるモード）から内部潮汐（海面変位に表れないモード）へのエネルギー変換率（すなわち内部潮汐波の励起率）は、全球のほとんどの海域で卓越するsuperinertialな潮汐を主な対象として、順圧モードから傾圧モードへのエネルギー変換率として見積もられてきた。しかしながら、この方法は、外部モードだけでなく内部モードも順圧的になり得るsubinertialな潮汐に対しては有効でなく、内部潮汐へのエネルギー変換率を過小評価してしまう。本研究では、相対渦度の分布に基づいて順圧モードを外部モードと地形性モードに分離し、地形性モードを傾圧モードとともに内部モードと分類する新たなエネルギーダイアグラムを提示し、subinertialな潮汐について有効な外部モードからから内部モードへのエネルギー変換率を定式化した。さらに、外部潮汐が海山上を通過する理想的な状況を仮定した数値シミュレーションによって、従来の定式化では過小評価になってしまう内部潮汐の励起率が、本研究の新たな定式化では適切に評価できることが示された。

海洋中的子尺度（几公里到数十公里）是控制热和动量的水平和垂直运输的重要物理过程，也影响盆地尺度上的循环。今年，我们占据了海底地形中捕获的内部潮汐，这是子尺度现象的典型例子，理论上表达了这些波的激发率，并通过数值模拟验证了该配方的有效性。在30度以上的纬度处的昼夜潮汐具有次明文频率，并产生内部潮汐波，并在海床地形中捕获并传播。内部潮汐下波表现出内部开尔文波和地形波的混合特性，它们的结构在浅水中突出，并且具有随着水深度的增加而增加的重验压力的特征。传统上，从外部潮汐（在海面位移中显示的模式）到内部潮汐（未显示在海面位移中的模式）的能量转换率（即，内部潮汐波激发速率）已被估计是从向前压力模式到巴里型模式的能量转换速率，主要针对全球世界中大多数海洋中占主导地位的上级潮汐的能量转换率。但是，该方法对于下层潮汐无效，后纯潮可能会在外部模式和内部模式下突出，并低估了能量转换速率到内部潮汐。在这项研究中，我们提出了一个新的能量图，该能量图将正向压力模式分为外部和地形模式，并根据相对涡度的分布分布，并将地形模式与BARY压力模式一起将地形模式分为内部模式，并制定了从外部到内部模式的能量转换速率，以进行内部授权潮汐。此外，假设外部潮汐经过海湾的理想情况的数值模拟表明，在本研究的新配方中，可以正确评估内部潮汐的激发率，而内部潮汐的激发率可以得到适当评估。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Stability of a Flow Over Bottom Topography: A General Condition and a Linear Analysis in a Two‐Layer Quasi‐Geostrophic Model With a Possible Application to a Kuroshio Meander

底部地形流的稳定性：双层准地转模型中的一般条件和线性分析以及可能应用于黑潮曲流的情况

DOI：
10.1029/2021jc017849
发表时间：
2021
期刊：
Journal of Geophysical Research: Oceans
影响因子：
0
作者：
野口高明;松本理佳子;薮田ひかる;小林華栄;三宅亮;奈良岡浩;岡崎隆司;今栄直也;山口亮;キルコイン・デービッド;武市康男;高橋嘉夫;Yasutaka Hirockawa and Teruyuki Kato;Tanaka Yuki
通讯作者：
Tanaka Yuki

研究紹介「地形に捕捉された内部潮汐の発生」

研究简介“地形捕获内潮汐的产生”