共同研究報告書提出

共同研究報告書

研究区分	一般研究
研究課題	親潮の力学についての研究
新規・継続の別	継続（平成16年度から）
研究代表者／所属	大分大学教育福祉科学部
研究代表者／職名	准教授
研究代表者／氏名	西垣肇

研究分担者／氏名／所属／職名
	氏　　名	所　　属	職　　名
1	三寺史夫	北大低温研	教授

研究目的	本研究は，親潮の力学の解明を目的とする。親潮は千島列島南部の東岸から北海道東岸へ南下する。その後，流量の半分程度は東に向きを変え，親潮反転流ひいては亜寒帯海流として流れる。亜寒帯海流に並行して亜熱帯系水からなる準定常ジェット（磯口ジェット）が存在することが，近年の観測で明らかになっている。親潮のうち反転流に入らない部分はさらに南下し，親潮貫入として東北沖を進む。この流れ構造は風成循環理論のみで説明できず，そのメカニズムは未解明である。そこで，対象海域における流れの時間平均場について，その力学的メカニズムの解明を目的として研究を進めている。

研究内容・成果	親潮海域における流れ場およびその鉛直構造について，FRA-JCOPE2再解析データを用いて検討している。このデータは海洋開発研究機構によって作成されたもので，対象海域の流れの，最も現実的で解像度が高いもののひとつである。海洋数値モデルに，海面高度，海面水温，水温塩分鉛直分布の観測データを同化して作成されている。本研究では1993～2009年の平均場に焦点をあて，対象海域の流れ場と密度場を検討している。　そのさい，流れ場の順圧成分（鉛直平均流）と傾圧成分（鉛直シアないし等密度面深度分布）に注目し，その観点から理解を進める（表層流・深層流の観点でない）。表層流は，順圧成分と傾圧成分との和で表すことができる。2層準地衡理論に基づく順圧・傾圧それぞれの特性曲線（順圧・傾圧それぞれのロスビー長波の伝播経路を表す）を用い，流れ場の形成メカニズムの解明を進める。そのさい，北海道東方の千島海溝沖側に存在する海膨（水深差約 500 m の海底の丘）が風成循環に与える影響に注目する。　再解析データに加えて，理想化数値実験を行う。数値モデルは風成循環に海溝と海膨の地形を入れたものとし，順圧・傾圧各成分の流れのメカニズム解明を進める。　2015年度には，数値実験とその結果解析を進めるとともに，これとデータ解析結果を比較検討し，双方の力学についての解明を進めた。　再解析データと数値実験には，以下の共通する特徴がみられる。(1) 海膨上の深層平均流には強い高気圧性の循環がみられる。その海域においては，海膨の海底地形に起因して順圧特性曲線が閉じる。高気圧性循環に起因して傾圧特性曲線が閉じる。(2) 海膨東方において傾圧特性曲線の双曲点がみられ，それに伴って北東向きの強い傾圧流がみられる。これが亜寒帯海流・磯口ジェットに対応する。(3) 海膨付近とその西側の海溝付近において，表層の親潮は2回の蛇行を伴って反転し，亜寒帯海流となる。　前述 (1) に関連して別ケースの数値実験を行った。スヴェルドラップ流量を伴わない風応力を与えたところ，海膨上に順圧的な高気圧性循環が形成された。このことは，この循環が渦と海底地形の相互作用で作られていることを示唆する。　以上のことは，親潮，親潮反転流，亜寒帯海流，磯口ジェットを含む親潮海域の流れ場が前述の観点から説明できることを支持する結果である。

成果となる論文・学会発表等	Kida， Mitsudera and Coauthors， Oceanic fronts and jets around Japan: a review， J. Oceanogr.， 71， 469-497， 2015. 西垣肇・三寺史夫・美山透・宮澤泰正，親潮海域における平均流の力学：海底地形が風成循環に与える影響，日本海洋学会大会，2015年9月28日美山透，古恵亮，三寺史夫，西垣肇，北太平洋移行領域・準定常ジェットの力学 ―海膨上の時計回り順圧流―，日本海洋学会大会，2015年9月28日三寺史夫・美山透・西垣肇・中野渡拓也・中村知裕・和川拓・古恵亮・藤井陽介・伊藤進一，北太平洋移行領域における準定常ジェットの形成と特性曲線，日本海洋学会大会，2015年9月28日 Nishigaki， Mitsudera， Miyama and Miyazawa， Dynamics of the mean flow in the Oyashio region: Effects of bottom topography on a wind-driven gyre， IUGG General Assembly， Jun 30 2015.