Seamless Diagnosis of Atmospheric and Oceanic Wave Energy Circulation for Tropical and Mid-Latitude Interactions

热带和中纬度相互作用的大气和海洋波浪能循环的无缝诊断

基本信息

批准号：
22H00176
负责人：
相木秀則
金额：
$ 26.87万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

エルニーニョ現象およびラニーニャ現象にともなう海洋表層波動が、海盆の西部、中央部、東部の相互作用をどのように担うのかについて、エネルギー循環の立場から考察を行った。近年の研究において波動エネルギーの循環経路を、群速度ベクトルをトレースしたように、且つ、赤道域と中緯度の力学の垣根なく描くことが可能になった。ところが、このエネルギーフラックスベクトルの分布を地図上に表示するだけでは、擾乱の発生・伝達・消散を連鎖的に追跡したり定量化したりすることが自明ではなかった。この問題を解決するために本研究では、エネルギーフラックスの分布に対してヘルムホルツ分解を適用し、その流線関数成分とポテンシャル成分それぞれの極大値と極小値の時系列をNino3と呼ばれる気候学における一般的な指数時系列と比較した。この比較をする中で、エネルギーフラックスがエルニーニョ現象の時でもラニーニャ現象のときでも、ともに東向きの伝達イベントを示し、深いケルビン波と浅いケルビン波の区別ができないことに着目した。一方で、Nino 3指数は東太平洋赤道上の水温の気候偏差を表すものであり、深いケルビン波と浅いケルビン波を区別することができるが、その定量的な意味が位置エネルギーに関する物理要素のみを反映するものとなっており、運動エネルギーに関する物理要素が加味されていないことについて考察した。並行して、大気海洋中のどのような現象に対して、エネルギー循環経路を同定することが有効なのかを探るために、将来気候における大気循環のエネルギーサイクルや熱帯低気圧の励起起源としての低緯度ロスビー波の考察も行った。

我们从能量循环的角度考虑了与厄尔尼诺和拉尼娜现象相关的海洋表面波浪如何在西部、中部和东部洋盆之间的相互作用中发挥作用。最近的研究使得描述波浪能的循环路径成为可能，就像追踪群速度矢量一样，并且没有赤道和中纬度动力学之间的界限。然而，仅仅通过在地图上显示能通量矢量的分布，就可以追踪或量化扰动的发生、传播和消散的连锁反应，这一点并不明显。为了解决这个问题，本研究将亥姆霍兹分解应用于能量通量的分布，利用气候学中常用的方法，分别计算流线函数分量和势能分量的最大值和最小值的时间序列与典型的指数时间序列相比称为 Nino3。在进行比较时，我们关注的事实是，厄尔尼诺和拉尼娜事件中的能量通量都显示出向东传播的事件，并且无法区分深开尔文波和浅开尔文波。另一方面，尼诺3指数代表了东太平洋赤道上空水温的气候异常，可以区分深开尔文波和浅开尔文波，但其定量意义仅反映与势能相关的物理要素。这项研究考虑了一个事实，即没有考虑与动能相关的物理因素。同时，为了探索大气和海洋中什么样的现象可以有效识别能量循环路径，我们将研究未来气候下大气环流的能量循环以及低温作为热带气旋的激发源我们还考虑了纬向罗斯比波。