高解像度海洋海氷モデルによるオホーツク海・北太平洋熱塩循環システムの研究

利用高分辨率海洋和海冰模型研究鄂霍次克海/北太平洋温盐环流系统

基本信息

批准号：
13J04245
负责人：
松田淳二
金额：
$ 0.77万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

海洋大循環モデルを作成し、計算結果の検証と解析を行った。オホーツク海中層の構造、海氷分布・生産量、高密度陸棚水の生産量を再現したのみならず、北太平洋の海面塩分、オホーツク海内部のカムチャツカ半島西方沖に北上する西カムチャツカ海流、北岸を西行する北沿岸流を初めて再現した。続いてトレーサー実験を行い、熱塩循環システムの経路を特定した。またその時間スケールも観測値からの見積もりと同程度であることが確かめられた。特にオネコタン海峡通過流、西カムチャツカ海流、北沿岸流は季節変動が大きく、特定の季節にしか現れないことが時間スケールに影響していることがわかった。北太平洋中層ではオホーツク海の高密度陸棚水を起源とする水塊が亜熱帯循環域を含め広く分布することが確かめられた。上記海洋大循環モデルを用いて風感度実験を行い熱塩循環システムの特性を調べた。密度座標の子午面流線関数を用いて熱塩循環システムを定量化し、風応力の大きさに応じて子午面流量が増加する結果が得られた。そのメカニズムについて考察を行い、沿岸ポリニヤ下の風成水平循環によるものであることがわかった。このメカニズムはオホーツク海のみならず、南極海やラブラドール海の熱塩循環においても報告された例はほとんどない。なお従来の水塊構造による定量化も注意深く行ったが、流量の定量化としては不適切であることも示された。北太平洋亜寒帯循環域全体の海面塩分の変化を詳しく調べ、海面塩分が変わる要因が海面エクマン湧昇と北向きの塩フラックスの収束であること、およびそれらの時間スケールがわかった。河川による淡水フラックス感度実験を行い、河川流入が熱塩循環システムに大きく影響することもわかった。以上は北太平洋海洋循環に関する新たな知見であり、当分野の研究を大きく前進させるものである。

我们建立了海洋环流模型并对计算结果进行了验证和分析。它不仅再现了鄂霍茨克洋层的结构、海冰的分布和产生、高密度陆架水的产生，还再现了北太平洋的海面盐度、西堪察加洋流向北流动的情况。鄂霍次克海堪察加半岛和北海岸首次再现了西行的北海岸流。接下来，进行示踪实验以确定温盐循环系统的路线。还证实时间尺度与根据观测值估计的时间尺度相似。特别是，研究发现温科坦海峡航道洋流、西堪察加洋流和北海岸洋流的季节波动较大，而且它们仅在特定季节出现，影响了时间尺度。现已证实，源自鄂霍次克海高密度陆架水的水团广泛分布在北太平洋中层，包括副热带环流。利用上述海洋环流模型进行风敏实验，研究温盐环流系统的特征。利用密度坐标的经向流线函数对温盐环流系统进行了量化，得到了经向流速随风应力大小而增加的结果。我们研究了其机制，发现这是由于沿海冰间湖下方的风水平环流造成的。这种机制不仅在鄂霍次克海，而且在南大洋和拉布拉多海的温盐环流中也鲜有报道。尽管我们使用传统的水团结构仔细地进行了量化，但它也被证明不适合量化流量。我们详细研究了北太平洋亚北极环流海面盐度的变化，发现海面盐度变化的因素是海面埃克曼上升流和向北盐通量的收敛及其时间尺度。我们通过河流进行了淡水通量敏感性实验，发现河流流入对温盐循环系统有很大影响。以上是关于北太平洋环流的新认识，将极大地推进该领域的研究。