東部混合域での大気海洋間の熱交換に果たす黒潮分岐流の役割解明

A03-K9. 東部混合域での大気海洋間の熱交換に果たす黒潮分岐流の役割解明
代表	杉本　周作^*（東北大学・助教）

［学位取得：*海洋学］

黒潮・親潮混合水域（以下、混合水域）では、海洋から大気に向け膨大な熱が放出されており、その値・時間変動はともに世界最大規模の大きさです（図1）。それゆえに、温帯低気圧を始めとした多くの大気現象に影響を及ぼしうることが報告されています。従来、中・高緯度海洋での熱放出の要因は、大気変動（海上風）にあると考えられてきました。その一方で、混合水域に限っては、海面水温こそが主因であるとも主張されてもいました。このように、混合水域の大気海洋間熱交換については、相反する主張がなされているのが現状です。そこで、本研究課題では、観測資料と数値モデル実験出力値を併用することで、「混合水域海面水温変動機構」の解明を目指し、混合水域大気海洋間の熱交換に関する新たな知見を得ることを目的としています。

混合水域に着目するにあたり、予備研究を行いました（図2）。その結果、次のことがわかりました。

2005年に東部混合水域で膨大な熱が放出されているが、西部混合水域での値は小さい。
東部混合水域海面水温変動は、西部混合水域と同期しない。

これらの結果は、混合水域を東西にわける必要性を表しています。最近、私たちは、西部混合水域を研究対象とし、同海域の海面水温変動は黒潮続流から切離した暖水渦（直径200km程度）によることを明らかにしました（H23-24年度新学術領域・公募研究課題成果）。そこで、本研究課題では、東部混合水域に着目し、次の2つのサブテーマのもとに研究活動を展開する予定です。

(i) 黒潮分岐流変動特性の理解
東部混合水域海洋場（とくに海面水温）の決定には「黒潮分岐流（東経150度近辺で黒潮続流から分岐する暖流：図2参照）」が重要な役割を果たしていると期待しています。この黒潮分岐流の幅は約200kmであり、従来の観測網だけではその特性をとらえることは困難です。そこで、私は、時空間分解能に優れた地球観測衛星による「高解像度海面高度計データ」を活用することで、その海流の振る舞いの理解を目指します。
具体的には、黒潮分岐流強度を平均東向流として独自に定義し、この強度指標にスペクトル解析等を適用することで、その時間変動特性を解明します。また、この分岐流変動は、その上流の黒潮続流の状態を反映すると期待されますので、合成図解析等の統計手法を駆使することで、分岐流変動を大局的な場の中で考察し、その要因特定を行います。
(ii) 東部混合水域海面水温および乱流熱フラックス決定に果たす黒潮分岐流の役割解明
人工衛星観測に基づく海面水温資料を用いることで、黒潮分岐流変動が、東部混合水域海面水温決定に及ぼす影響評価を行います。そして、この海面水温が、上空大気場への熱放出に果たす役割を調べます。具体的には、バルク公式に基づく数値実験を行い、観測値と実験結果を、位相・振幅の観点で比較することで、東部混合水域海面水温が、大気海洋間の熱交換に果たす役割を定量化します。また、この東部混合水域での熱放出量（増大期・減少期）に応じた合成図解析等を展開することで、対流圏全層にわたる大気大循環場の応答特性を調べ、混合水域海面水温が与える大気場への強制という観点から大気海洋系の考察を行います。

本研究課題（東部混合水域研究）を遂行し、先の研究成果（H23—H24年度新学術領域・公募研究課題：西部混合水域研究）の知見を加味することで、混合水域全域の大気海洋系の実態に迫ることを最終目標としています。ここで得られる研究成果を、温帯低気圧発達等の大気擾乱の理解に役立て、いずれは気象予報精度の向上に貢献できればと期待しています。

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