斜面下降流による南極底層水の混合過程の研究

下坡流对南极底层水的混合过程研究

基本信息

批准号：
07F07772
负责人：
青木茂
金额：
$ 1.47万
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

南極底層水は世界で最も高密度の水塊であり、深層大循環の主要な構成要素である。南極底層水は、主として沿岸陸棚域での冷却・海氷生成により生じた高密度陸棚水が、沖側の高温高塩分水を取り込みつつ陸棚斜面を流れ下ることで形成される。オーストラリア・南極海盆では、ロス海から西向きに流れてきた底層水に対して、アデリー海谷上を中心とするポリニア起源の高密度陸棚水が陸棚斜面上を下降して加わることによって、低温・低塩の底層水が生じると考えられてきた。このアデリーランド沖における斜面下降流の詳細な特性を把握するため、2001年1月と2004年10月に実施された船舶観測のデータを解析した。その結果、従来言われていたアデリー海谷からの下降流に加えて、より東側に位置するメルツ海谷からの二次的な下降流の存在が新たに明らかになった。この下降流はメルツ海谷上の低塩陸棚水に起因すると考えられる。ただし、底層水の水塊変質に及ぼす影響はアデリー海谷からの下降流に比べて小さい。1998年の係留系の連続データの解析とあわせて、主として冬季の下降流イベントにより、ロス海に起因するやや高温な性質が低温側へ断続的に変質することが分かった。これらにより、アデリー海谷より上流側のメルツ海谷からの下降流も南極底層水の低温・低塩化に関与していることが示された。このメルツ海谷上の高密度水形成の原因を調べるため、海氷生産の役割について検討した。人工衛星観測に基づく海氷生成量との比較から、メルツポリニアでの海氷生産は、係留データから見積もられる海水の密度との間に強い相関をもつことが分かった。人工衛星観測の結果は、マックロバートソンランド沖など東南極沿岸の随所でメルツポリニアに匹敵する海氷生産量を示している。このことは、より広域にわたって海洋底層まで達する下降流が生じている可能性を示唆するものである。

南极底层水是世界上密度最大的水团，也是深层大气环流的主要组成部分。南极底层水是由高密度的陆架水形成的，主要是由于沿海陆架区域的冷却和海冰形成而产生的，它沿着陆架斜坡流动，从近海吸收高温、高盐度的水。在澳大利亚-南极盆地，来自以阿德利河谷为中心的冰间湖的高密度陆架水下降到陆架斜坡上，与从罗斯海向西流动的底层水汇合，形成低温、低盐度的水。人们认为发生了底水。为了了解阿德利地沿岸下坡流的详细特征，我们分析了 2001 年 1 月和 2004 年 10 月进行的船舶观测数据。结果，除了之前认为的来自阿德利山谷的下降流之外，新发现还存在来自更东的梅尔茨山谷的二次下降流。这种向下的水流被认为是由梅尔茨山谷上方的低盐度陆架水引起的。然而，对底层水体变化的影响小于阿德利河谷向下流的影响。结合1998年系泊系统的连续数据分析，发现源自罗斯海的较高温度特性间歇性地转变为较低温度，这主要是由于冬季的下降气流事件。这些结果表明，来自阿德利河谷上游梅尔茨河谷的向下流也对降低南极底层水的温度和盐度起到了作用。为了调查梅尔茨山谷上方浓水形成的原因，我们研究了海冰产生的作用。与基于卫星观测的海冰产量的比较表明，梅尔兹波利尼亚岛的海冰产量与根据系泊数据估计的海水密度具有很强的相关性。卫星观测显示，海冰产量与南极东部海岸（包括麦克罗伯逊地附近）的梅尔兹波尼亚湖相当。这表明到达海底的向下洋流可能在更广泛的区域发生。