毎週木曜午前 10:00より東京大学柏キャンパス総合研究棟270号室にて開催
担当 浦川 surakawa(at)ccsr.u-tokyo.ac.jp
2009年度後期 発表者予定 (敬称略)
10/15 浦川 (CCSR D2)
10/22 松村 (CCSR PD)
11/05 草原 (CCSR PD)
11/19 笹島 (CCSR PD)
11/26 渡辺 (CCSR PD)
12/03 岡 (CCSR 特任助教)
12/10 川崎 (CCSR PD)
12/24 建部 (RIGC/JAMSTEC)
02/18 小室 (RIGC/JAMSTEC)
03/04 羽角 (CCSR 准教授)
過去の発表概要はこちら
海洋熱塩循環は海面浮力フラックスの南北差によって強制される循環である。 しかし海面浮力フラックスは重力位置エネルギー(GPE)をほとんど生成できず、熱塩循環の維持、つまり循環に伴う粘性消散の補償のためには外部からの力学的エネルギーの注入が必要となることが知られている(Munk and Wunsch, 1998; Urakawa and Hasumi, 2009a)。 つまりGPEバランスのフレームワークの中では、海面浮力フラックスが果たす役割が不明瞭である。 その一方で海面浮力フラックスは有効位置エネルギー(APE)を多量に生成することができると指摘されている(Toggweiler and Samuels, 1998; Huang, 1998)。 APEバランスのフレームワークでは海面浮力フラックスが果たす役割が明確に定義されるが、GPEバランスにおいて大きなエネルギーソースとなる乱流渦拡散が、ここでは転じて大きなエネルギーシンクになることも知られており(Huang, 1998)、この一見矛盾した結論が熱塩循環のエネルギー論を統一感の無いものにしている。 本発表ではこれまでの熱塩循環のエネルギー論について簡単にまとめたのち、これら2つの異なるエネルギーバランスのフレームワークを統一した論文の紹介を行う。
参考文献:
Hughes et al. (in press): Available potential energy and irreversible
mixing in the meridional overturning circulation, Journal of Physical
Oceanography.
海底境界層での内部波の励起による堆積物の再浮遊を扱った研究の紹介
参考文献:
Stastna and Lamb (2008),
Sediment resuspension mechanisms associated with internal
waves in coastal waters,
JGR, vol.113(C10016), doi:10.1029/2007JC004711
Stastna and Lamb (2002),
Vortex shedding and sediment resuspension associated
with the interaction of an internal solitary wave
and the bottom boundary layer,
GRL, vol.29(11) doi:10.1029/2001GL014070
Bogucki et al. (1997),
Sediment Resuspension and Mixing by Resonantly Generated Internal Solitary Waves
JPO, vol.27(7), pp.1181-1196
Bogucki and Redekopp (1999),
A mechanism for sediment resuspension by internal solitary waves,
GRL, vol.26(9), pp.1317-1320
南極ロス海での水塊形成に関する論文紹介 Southern Ocean shelf slope exhange [Deep-Sea Research II (56)]の特集号から3本
参考文献:
Orsi and Wiederwohl(2009),
A recount of Ross Sea waters, Deep-Sea Research II, vol. 56, 778-795
Gordon et al. (2009),
Western Ross Sea continental slope gravity currents, Deep-Sea Research II, vol. 56, 796-817
Padman et al. (2009),
Tides of the northwestern Ross Sea and their impact on dense outflows of
Antarctic Bottom water, Deep-Sea Research II, vol. 56, 818-834
リモートセンシングによる海氷厚の推定手法について述べた論文の紹介。
参考文献:
Nihashi et al. (2009),
Thickness and production of sea ice in the Okhotsk
Sea coastal polynyas from AMSR-E
J. Geophys. Res., vol. 114, doi:10.1029/2008JC005222.
Yu and Rothrock (1996),
Thin ice thickness from satellite thermal imagery,
J. Geophys. Res., vol. 101, No. C10, 25,753-25,766.
Laxon et al. (2003),
High interannual variability of sea ice thickness in the Arctic region,
Nature, 425, 947--949.
全球子午面循環のうち大西洋における循環が占める割合がどのように決まるか，また北大西洋子午面循環と表層における外力の関係についての論文を紹介する．
de Boer et al. (2008) では，子午面循環の様々な駆動源と，それによる応答を調べた．風や強い混合がない場合，深層循環は生じない．風や混合によりエネルギーが供給されると循環が生じるが，対流が北大西洋のみで起こるのか，あるいは北大西洋，北太平洋，南大洋で起こるのかは，温度・塩分の浮力フラックスの与え方による．今回，水循環の強さ，海洋平均温度，南大洋の風を変え，子午面循環の強さとパターンを調べた．塩分をほとんど無視し熱的に駆動されるようにすると，沈み込みは北大西洋，北太平洋，南大洋で起こるが，塩分を強調すると沈み込みは北大西洋のみで起こる．今回の実験と，古気候において温暖なときに沈み込みが各大洋で起こっていたことを合わせると，子午面循環の沈み込みの場所を決める上で水循環の強さより海洋平均温度と風が大きな役割を占める．
Grist et al. (2009) では，中高緯度の大西洋子午面循環の強さに与える，表層における熱塩的外力の影響力について調べた．それによれば，北緯48度において子午面循環が最大になるときは，それ以北における表層の密度 sigma_{0} =27.5 kg/m3 以上の海面に外力が与えられた場合である．海面の外力からの子午面循環の見積もりは，気候モデルにおいて再現された子午面循環の強さとよく合致する．そこで，この手法を NCEP-NCAR の現実のフラックスデータに適用し，子午面循環の強さを推定した．
紹介論文:
Atlantic Dominance of the Meridional Overturning Circulation,
de Boer, Toggweiler, and Sigman,
JPO, 38, 435--449, doi:10.1175/2007JPO3731.1, 2008.
On the Relationship between the North Atlantic Meridional Overturning
Circulation and the Surface-Forced Overturning Streamfunction,
Grist, Marsh, and Josey,
JC, 22, 4989--5002, doi:101175/2009JCLI2574.1, 2009.
参考文献:
Reconstructing the Nd oceanic cycle using a coupled
dynamical-biogeochemical model
Arouze, Dutay, Lacan adn Jeandel (2009)
Biogeosciences Discuss., 6, 5549-5588.
Towards explaining the Nd paradox using reversible
scavenging in an ocean general circulation model
Siddall et al. (2008)
Earth and Planetary Science Letters, 274, 448-461.
海洋循環と海洋生物活動の指標となる化学トレーサーとして231Pa/230Thが用いられている。 この化学トレーサーが海水中から除去される過程として沈降粒子への吸着が挙げられる。 その粒子の種類や大きさによって着脱の度合いや沈降速度などが異なる場合に、どのような違いが見られるかについて調べた研究を紹介する。
参考文献:
Siddall et al.(2005), "231Pa/230Th fractionation by ocean transport,
biogenic particle flux and perticle type", Earth and Planetary Science
Letters 237, 135-155, doi:10.1016/j.epsl.2005.05.031.
Dutay et al.(2009), "Influence of particle size and type on 231Pa and
230Th simulation with a global coupled biogeochemical-ocean general
circulation model: A first approach", Geochemistry Geophysics
Geosystems, 10(1), doi:10.1029/2008GC002291.
参考文献:
The modulation of ENSO variability in CCSM3 by extratropical Rossby
waves (McGregor et al. 2009, JC)
ENSO amplitude modulation related to Pacific decadal variability (Imada
and Kimoto, 2009, GRL)
On the mechanism of Pacific multidecadal climate variability in CCSR3:
The role of the subpolar North Pacific Ocean (Zhong and Liu, 2009, JPO)
海洋モデルを走らせる際に与える大気の状態は、モデルの境界条件として結果に本質的な影響を与える要素の一つであることは論をまたない。 近年の再解析や衛星観測の発展に伴い、地表面気温・比湿・風速・放射フラックス・降水量等のモデルの駆動に必要な物理量にも複数の全球データが整備されるようになった。 しかしデータの種類によっては、値の不確実性や複数のデータ間での差異がまだまだ大きいのも現実である。 今回のセミナーでは、極域（特に北極海）における地表面下向き短波/長波に焦点を絞り、データ間の誤差やそれが海氷モデルの結果に与える影響について、何本かの論文をレビューし、現状をまとめる。
主なレビュー論文:
Liu et al. (2005)
Comparison of surface radiative flux data sets over the Arctic Ocean.
JGR, 110, C02015.
Curry et al. (2002)
Evaluation of data sets used to force sea ice models in the Arctic
Ocean. JGR, 107, C10, 8027.
東グリーンランド「沿岸」海流を中心に、構造・成因などに関して最近の観測論文のレビュー
紹介する論文:
Sutherland and Pickart (2008): The East Greenland Coastal Current: Structure, variability, and forcing, Prog. Oceanogr., 78, 58-77.
Holliday et al. (2007): Retroflection of part of the east Greenland current at Cape Farewell, Geophys. Res. Lett., 34, L07609.
Holliday et al. (2009): Circulation and transport in the western boundary currents at Cape Farewell, Greenland, J. Phys. Oceanogr., 39, 1854-1870.
Sutherland et al. (2009): Freshwater composition of the waters off southeast Greenland and their link to the Arctic Ocean, J. Geophys. Res., 114, C05020.
Sutherland et al. (2009): Laboratory experiments on the interaction of a buoyant coastal current with a canyon: Application to the East Greenland Current, J. Phys. Oceanogr., 39, 1258-1271.