地球温暖化と急激な経済発展が東アジア域の海洋・大気環境に及ぼす影響の解明

課題.3海洋環境物理研究室

課題3 観測・実験・数値モデルの手法を通して、海洋の鉛直混合過程の定量的な理解を進めると共に、その研究成果を少しでも精度よく現実の現象を再現できる計算手法の確立に結びつけることを目標として。

一様流下に発達する海底境界層に関し一様流の流向依存性を調べている。
流向によって混合層の厚さが異なることに関連して、さらに成層の影響や潮汐流について調べる予定。

流速の東西鉛直断面。ラージ・エディ・シミュレーションの数値計算。

  • モデルの分解能は(0.5mx0.5mx0.25m)。海底近傍に乱流が発達している。

海底乱流境界層厚さの異方性

  • 海底直上の海流の向きにより乱流境界層の厚さ、つまり乱流強度が異なる。

海流下の境界層の様子

  • 非慣用コリオリ力の影響により、乱流の強度が海流の向きにより異なる。
    • a:東向きの海流下の境界層の様子 (左が流速、右が流向)
      b:西向きの海流下の境界層の様子 (左が流速、右が流向)

半日周潮流下に発達する乱流特性

  • 潮流のホドグラフが完全な円形を描いても、
    非慣用コリオリ力の影響により潮流の乱流発達(レイノルズ応力)に異方性が現れる。
    潮流が負の鉛直シアーの時、渦粘性係数が大きくなる。
    • Aは有効乱流渦粘性係数, Bはサブグリッドスケールの乱流運動エネルギー,
      CとDはレイノルズ応力(uw, vw), Eは東西流の鉛直シアー。

日周潮流下に発達する乱流特性

    • Aは有効乱流渦粘性係数, Bはサブグリッドスケールの乱流運動エネルギー,
      CとDはレイノルズ応力(uw, vw), Eは東西流の鉛直シアー。
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