共同研究報告書


研究区分 研究集会

研究課題

 海洋の統合的理解に向けた新時代の力学理論の構築
新規・継続の別 継続（R04年度から）
研究代表者／所属 九州大学 応用力学研究所
研究代表者／職名 助教
研究代表者／氏名 大貫陽平

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 木田新一郎 九州大学応用力学研究所 准教授

2

 古恵亮 海洋研究開発機構アプリケーションラボ 主任研究員

3

 浮田甚郎 新潟大学 名誉教授

4

 田口文明 富山大学学術研究部都市デザイン学系 教授

5

 勝又勝郎 東京大学大学院理学系研究科 教授

6

 相木秀則 名古屋大学宇宙地球環境研究所 教授

7

 吉川裕 京都大学理学部 教授

8

 長井健容 東京海洋大学学術研究院海洋環境学部門 准教授

9

 松村義正 国立環境研究所地域環境保全領域 主任研究員

10

 田中祐希 東京海洋大学学術研究院海洋環境科学部門 准教授

11

 増永英治 茨城大地球・地域環境共創機構 講師

12

 神山翼 お茶の水女子大学基幹研究院 講師

13

 藤原泰 神戸大学大学院海事科学研究科 助教

14

 松田拓朗 北海道大学大学院地球環境科学研究院 助教

15

 寺田雄亮 海洋研究開発機構アプリケーションラボ ポスドク研究員

16

 磯田豊 北海道大学大学院水産科学研究院 准教授

17

 中村知裕 北大低温研

研究集会開催期間 令和 7 年 10 月 14 日 〜 令和 7 年 10 月 15 日
研究目的 海洋の流体運動を記述する海洋力学では地球流体力学が中心的な役割を担っていたが、現在は大気・陸域・海底との物質・運動量・エネルギー交換、波動・渦・微細乱流によるエネルギー伝達および物質拡散と生態系の形成、といった従来の理論的枠組みでは扱うことの困難なプロセスが重要課題として位置付けられている。本研究集会では、流体力学・物理学・統計学・計算科学など様々な分野で用いられている理論的枠組みや解析手法を紹介しあうことで、体系的な理解を進め“新時代”の海洋力学とも呼ぶべき学問領域を構築することを目指す。特に各分野の共通課題である「スケール間相互作用・要素間相互作用」に焦点を当てる。
　　
研究内容・成果 2025年10月に低温研大講堂にて研究集会を開催した。今年度は大学院生（北大・東大・海洋大)の発表が多く、独自性の高い研究成果の紹介がなされた。総じて、当初の趣旨に合致して「海洋力学の新境地の開拓」が進んだ。具体的な発表内容は以下の通りである。

神山翼（お茶大）非断熱加熱で駆動される熱帯大気と渦位保存に支配される中緯度大気の境界が、力学的にどのように決まるのかを単純な浅水方程式に基づいて議論し、温暖化に伴う熱帯域の拡大を説明する新たな枠組みを提案した。

磯田豊（北大）海洋学では無視することが一般的な地球自転角速度の水平成分が、日本海底層を伝わるGyroscopic Waveにおいては本質的に重要であることを線形論から指摘し、さらに海底反射波の非線形発展を調べた数値実験結果を紹介した。

石井杜和（東大）海洋の水平混合過程の正確な理解を目指し、フロートの位置関係の時系列から混合の強さをトポロジカルエントロピーとして定量化する手法を導入した。従来のリアプノフ指数を用いる方法との違いや優位性について検討がなされた。

吉田槙之助（北大）南極周極流の構造が海底の粗度や海面の温度条件にどのように依存するのかを調べるため、数値実験を行った。平均場と擾乱場についての位置エネルギーと運動エネルギーの収支を解析し、上下の境界条件が相互に影響する仕組みを力学的に議論した。

原田倫（海洋大）北極海において、従来のエクマン理論から予想される循環構造と実際の地衡流構造に違いがあることを指摘し、その解決に向けた研究を紹介した。人工衛星から海氷の粗度および海面流速を推定する新手法を導入し、力学的に妥当な循環形成機構が示された。

早川晃平（海洋大）ベーリング海峡を南下する海氷が海水輸送に与える影響を観測データとエクマン理論から議論した。海氷の粗度に応じてエクマン層厚が変化することを指摘し、それを基に実効的な海氷-海水間の応力係数を算出して海峡通過流量の変動との関係性を検討した。

島田浩二（海洋大）沿岸流の不安定により生じる渦対の非線形発展を、コンターダイナミクスと点渦モデルで議論した。初期擾乱の水平波長に応じて不安定の非線形発展が大きく異なり、渦流が沿岸に捕捉あるいは沖合に放出される状況が生じ得ることが示された。

田中祐希（海洋大）本州南岸に生じた擾乱が沿岸捕捉波として西方へ伝わる過程を数値実験で考察した。陸棚地形を考慮した「外部モード」と「内部モード」のエネルギー分離解析により、九州西岸での波動の分岐が明瞭に示され、日本海通過流の変動との関係性が議論された。

古恵亮（JAMSTEC）伊豆・小笠原海溝に設置された圧力計の時系列データを示し、圧力変動の力学的要因について考察した。臨界斜面に沿って生じる内部潮汐や上層の中規模渦との関係性について触れ、超深海での海水密度測定の技術的難しさなども議論した。
　　
研究集会参加人数 27 人