深層循環の数値モデル実験による基本的力学の研究

深部循环数值模型实验研究基础力学

• 批准号: 62610505
• 负责人: 杉ノ原 伸夫
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62610505/
• 关键词: 深層循環; ケルビン波形密度流; ロスビー波形密度流; 深層西岸境界流; 深層湧昇

暖かい海水で満たされている南, 北両半球にまたがる海洋が, 南半球の南端域で冷たい水を形成することによって, どのように冷やされるかを調べることにより, 深層循環の基本的力学の理解を図った. 深層循環を水平対流として考えることにより, 形成される冷たい水がそれ自身の力学によってどのように深層湧昇を形成するかを理解しようとするものである. 海面では全海洋一様に暖めた. 太平洋を対象としたモデルであり, 以下のような知見が得られた.1.海洋の冷却は, 形成域から冷水がポテンシャル渦度を保存しつつケルビン波形の密度流となってもたらされることから, 赤道域及び東岸域の深層部から始まる. この東岸域の冷水は, ロスビー波型の密度流として内部領域に極向き流を形成しながら西に進み, 西岸に達して, 北半球には北向きの西岸境界流を形成する. このようにして赤道を横切る境界流が形成され, 効率よく北半球が冷やされるようになる. 北半球の北半分に反時計回りの循環が, 東岸, 北岸に沿って進ケルビン波の公課によって形成される.2.残りの海洋は内部領域及び沿岸での湧昇によって深層からより浅い層へと冷却されていく.3.上記過程において, 冷たい水がまわりの暖かい水と混合することによって温度躍層が深層域まで広がる傾向がある. これにより, 深層にも顕著な鉛直構造が存在するようになり, 求まった水平循環パターンは最深層部のみがストメルのものとなる.4.赤道域の冷え方はそれ以外の海域と異なり, 赤道に沿った東西流に"ZIGGY"構造が見られるように, 鉛直高次モードの運動が卓越する.5.循環の強さは, 等温面に直交する意味での鉛直拡散の効果に大きく存在しており, この効果が大きい程循環が活発になる.

通过研究横跨南北半球的充满温暖海水的海洋是如何因南半球最南端地区冷水的形成而冷却的，我们将了解深层环流的基本动力学通过将深层环流视为水平对流，我们试图了解形成的冷水如何因其自身的动力而形成深层上升流。在海面，整个海洋均匀变暖，该模型以太平洋为目标，得到了以下发现： 1. 当来自形成区域的冷水守恒位涡并转变为开尔文波形时，海洋就会变冷。东海岸地区的冷水以罗斯贝波状密度流的形式向西流动，在内陆地区形成向极的流。它到达西海岸，在北半球形成向北的西海岸边界流，这样就形成了穿过赤道的边界流，并通过推进的开尔文形成了有效的冷却北半球的环流。沿着东部和北部海岸的波浪 2. 海洋的其余部分通过内陆地区和沿海的上升流从深层到浅层冷却。 3. 上述过程中，随着冷水与周围暖水的混合，温跃层往往会向更深的层扩散。因此，在更深的层中也存在明显的垂直结构，确定的水平环流模式为4。赤道地区的冷却方式不同与海洋其他部分的情况不同，如沿赤道东西向流动的“ZIGGY”结构所示。垂直高阶运动方式占主导地位。5.环流的强度很大程度上是由于垂直于等温面的意义上的垂直扩散效应，这种效应越大，环流就越活跃。