Effects of double-diffusive interleaving on Antarctic Bottom Water flow

双扩散交错对南极底层水流的影响

基本信息

批准号：
21K20375
负责人：
伊地知敬
金额：
$ 2万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-08-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K20375/
关键词：
南極底層水二重拡散対流貫入現象

项目摘要

南極海では、近年の地球温暖化の影響が顕在化している。それに伴って、深層海洋大循環の大動脈である、南極大陸沿岸から世界大洋の底層に広がった南極底層水にも変化がもたらされつつある。しかしながら、南極沿岸で形成された底層水が外洋域へどのように広がっていくのか、未解明のまま残されている。本研究では、南極沿岸と外洋の移行域で観測される二重拡散対流を伴う貫入現象に着目し、それが底層水の遷移過程に果たす役割を明らかにすることを目指している。本年度は、昨年度に引き続き、南極沖合深層の熱塩フロントで観測された貫入層の特性の既存理論との整合性を検証し、貫入層の形成メカニズムを解明する糸口を探った。これまで様々な海域で観測された貫入層の厚さは、無限に広い一様な熱塩フロントを仮定して得られるToole-Georgiスケールでよく説明されてきた。その一方で、本研究で対象としている南極沖合で観測された貫入層のO(100) mもの厚さは、Toole-Georgiスケールより１オーダー以上も厚く、むしろ室内実験で見られるような狭いフロントで特徴的なRuddick-Turnerスケールで非常によく説明されることが分かった。このことは当該海域で観測された貫入が、海洋中では報告例が数少ないフロント幅の有限性が重要な貫入であることを示唆している。しかしながら、既存理論ではフロント幅の有限性を考慮していても、水温・塩分の水平勾配が互いに打ち消し合って密度の水平勾配がない熱塩順圧フロントを仮定していて、観測で見られるようなフロントの傾圧性の影響を評価できていない。現在、既存の二重拡散対流に起因する貫入の線形理論を有限幅の傾圧フロントへ拡張することを試みている。

近年来，全球变暖的影响在南极海洋中显而易见。结果，也正在对南极地下水域进行变化，这些水从南极沿海蔓延到世界海洋底部，这是深海一般循环的主动脉。但是，目前尚不清楚沿南极沿海的底水如何蔓延到开阔的海洋中。这项研究的重点是在南极海岸和开放海洋过渡区观察到的双扩散对流的入侵现象，旨在阐明其在底水过渡过程中所扮演的作用。今年，在去年之后，我们研究了在南极深海中观察到的渗透层的特性的一致性，并探索了一个线索，以阐明渗入层的形成机理。使用无限宽均匀的热盐前锋假设获得的工具 - 乔治量表，在现在的各种水域中观察到的入侵层的厚度已得到很好的解释。另一方面，发现O（100）m厚的入侵层在南极（这是本研究的主题）上观察到的，比工具盖尔基量表的厚度多于一个级数，并且在Ruddick-Turner量表中很好地解释了，这是狭窄的范围的特征，如在indoor实验中所见。这表明该地区观察到的穿透性是海洋中少数报道的病例之一，并且有限的前宽度是重要的穿透性。但是，即使在现有理论中考虑了前宽度的有限性，也假定水温和盐度的水平梯度互相抵消，并且没有水平的密度梯度，并且尚未评估观测值所见，前锋压力的效果尚未得到评估。目前，我们正在尝试将双重扩散对流引起的现有渗透线性理论扩展到有限宽度的气压前线。