気候系のhot spot:熱帯と寒帯が近接するモンスーンアジアの大気海洋結合変動 - 文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究 平成22年度~26年度

黒潮続流循環系の形成・変動のメカニズムと大気・海洋生態系への影響

A02-5. 黒潮続流循環系の形成・変動のメカニズムと大気・海洋生態系への影響[計12名]
代表 野中 正見*(海洋研究開発機構・グループリーダー代理)
分担 久保川 厚*(北海道大学・教授)、佐々木 英治*(海洋研究開発機構・主任研究員)、田口 文明*(海洋研究開発機構・主任研究員)・細田 滋毅*(海洋研究開発機構・グループリーダー代理)、中野 英之*(気象庁気象研究所・主任研究官)
連携 碓氷 典久*(気象庁気象研究所・主任研究官)、辻野 博之*(気象庁気象研究所・主任研究官)、笹井 義一*(海洋研究開発機構・主任研究員)、安田 一郎*(東京大学・教授)、高谷 康太郎#(京都産業大学・准教授)、相木 秀則*(海洋研究開発機構・主任研究員)
PD 青木 邦弘*(北海道大学)

[学位/専門分野:*海洋学、%水産学]

水平解像度1/30度の海洋大循環モデルでシミュレートされた西部北太平洋域。色は海面水温、明度は流速(速い流れは明るく、遅い流れは暗く表現)を示す。黒潮・親潮とそれぞれから続く東向きの速い流れに沿って強い水温勾配(水温前線帯)が見られる。作成:海洋研究開発機構地球シミュレータセンター 松岡大祐氏。この可視化成果は各種表彰を受けた。

日本東方の黒潮続流の強い流れは水温の著しい南北差を伴う(図)。この「水温前線」の変動による顕著な水温や熱放出の変化を通じた大気場への影響と、その反作用としての海洋への再影響という相互作用が、北太平洋の10年規模気候変動に寄与する可能性が指摘されている。また、この水温変化は海洋生態系にも大きな影響を与える可能性があると考えられるが、これらのメカニズムには未解明な点が多く残されている。そこで、他班と緊密に連携し、以下を進める。

  1. (i)   平均状態の黒潮続流の流軸緯度や東西幅、南北に附随する循環系の強度を決定する力学要因、並びにそれらの経年・10年規模変動のメカニズムを解明する。そのため、世界最高級の解像度での海洋大循環モデルの地球シミュレータ上での長期積分実験と海洋モデルに観測データを取込んだ海流の予測再現実験との出力データを、海洋渦や強い海流の非線形応答に注目して解析し、高解像度の衛星観測データと比較検証する。(研究成果: 黒潮大蛇行の謎に迫る) (研究成果: 微小な海洋渦が中規模渦などの大きな現象に影響を及ぼす)
    また、生態系過程を組込んだ高解像度海洋モデルを、同じ大気強制の下で初期海洋場を僅かに変えた上で多数回時間積分を行うことで、自励的に生ずる海洋渦の変動が海流や生物資源の予測可能性にもたらす不確定性を明らかにする。さらに、栄養塩や動植物プランクトン等の分布に対する海洋循環変動や海洋渦の活動の変調の影響を、上記のモデル出力と衛星観測及び集中現場観測データを相補的に用いて解析する。
  2. (ii)  黒潮続流の変動の影響として海上気温の南北差や水蒸気供給が如何に変動するかを明らかにし、かつその変動が急激に発達する低気圧の活動や梅雨前線・夏季モンスーン活動等にどの様に影響するかを、高解像度大気海洋結合モデル実験と海上ブイによる現場観測データとの検証から解明する。同時に、hot spotである黒潮続流域での局所的大気海洋相互作用が太平洋規模の大気循環やその変動へ与える影響や、それが海洋の循環へ再影響する可能性を探究する【A03-7・8、A02-4と連携】(研究成果:温かい「亜寒帯前線」がアリューシャン低気圧を弱くする)。一方、黒潮続流域以外では水温変動が大気からの熱強制に支配されるため、自動昇降型観測ブイ(アルゴフロート)による測定データとモデリングから海洋表層の熱容量を決める混合層深の時空間変動特性を解明する【A02-6と連携】(研究成果:海洋下層への「熱浸透」が夏季の強い日射による海面水温上昇を緩和する)。

研究成果


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