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 大分大学理工学部
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

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 三寺史夫 北大低温研 教授

研究目的 　親潮は，千島列島南部東岸から北海道東岸へ南下する。その後沿岸を離れ（親潮反転流），さらに亜寒帯海流として北東に向かう。親潮反転流は通常2回の蛇行を伴い，これらが親潮第1貫入・親潮第2貫入に対応する。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。本研究は，これらの海流，すなわち親潮，親潮反転流，亜寒帯海流・磯口ジェットの形成メカニズムを全体的に解明することを目的とする。
　　
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，対象海域の流れ分布と密度分布を検討している。
　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）。再解析データの平均場と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。
　本年度は，磯口ジェットの力学について，2本の論文にまとめた。解明された形成メカニズムは以下のとおりである。磯口ジェットは，千島列島・北海道沖の海膨（海底の高さ約500 mの低い丘）の影響で形成される。この海膨は，海洋の中規模渦との相互作用によって順圧の強い高気圧性の循環を平均場につくる。その順圧流に乗って，傾圧ロスビー波が亜寒帯から南進して海膨上に伝播し，海膨上の表層層厚を薄くする。海膨の東側においては，亜熱帯から来る傾圧ロスビー波が表層層厚を厚くする。このようにして，海膨上とその東方海域との間に表層層厚のギャップがつくられ，それに伴って磯口ジェットが形成される。
　Mitsudera et al. (2018) では，再解析データと他の海洋データ・大気データを用いて前述のメカニズムを示した。Miyama et al. (2018) では，理想化数値実験を行い，前述のメカニズムで磯口ジェットが形成されることを示し，併せて力学の諸課題について検討を行った。
　また，親潮，親潮反転流，親潮貫入について，主に再解析データから検討を進めた。その結果，以下のことがわかりつつある。親潮をつくる傾圧の低気圧循環は，大洋内部でなく亜寒帯高緯度の西岸から伝播してきている。親潮反転流は前述の傾圧低気圧循環によって形成される。親潮貫入をつくる親潮反転流の蛇行は千島海溝に沿う順圧流に引きおこされる。
　　
成果となる論文・学会発表等 T. Miyama， H. Mitsudera， H. Nishigaki and R. Furue， Dynamics of a Quasi-Stationary Jet along the Subarctic Front in the North Pacific Ocean (the Western Isoguchi Jet): An Ideal Two-layer Model. J. Phys. Oceanogr.， in press， 2018.
H. Mitsudera， T. Miyama， H. Nishigaki， T. Nakanowatari， H. Nishikawa， T. Nakamura， T. Wagawa， R. Furue， Y. Fujii & S. Ito， Low ocean-floor rises regulate subpolar sea surface temperature by forming baroclinic jets. Nature Communications， 9:1190， 2018.