気象研究所の北太平洋大循環モデルによる研究

研究項目:北太平洋大循環モデルによる亜寒帯循環の構造とその変動に関する研究
研究機関:気象研究所海洋研究部・東北大学大学院理学研究科
研究担当者:石崎 廣・遠藤昌宏・北村佳照・山中吾郎(気象研究所)、須賀利雄(東北大学)

1.平成9年度の計画

 モデル改良に重点を置き、海面素過程の高精度化のうち海面の自由表面化と海面混 合層の導入を行う。一方、これと並行して、既存の北太平洋モデルの高解像度化を計 って中規模渦を表現し、その統計的性質を調べる。

 観測データ解析関連では、利用可能な既存データに品質管理を施し、等密度面平均 気候値データを作成することを委託する。

2.研究の進捗状況

1)モデル改良

 海洋の循環場を外部(順圧)モードと内部(傾圧)モードとに分解して、外部モー ドは流線関数を導入して解く従来の海面固定型のモデルに対して、外部モードは自由 表面を許す浅海方程式を短いタイムステップで解く方法に改良した(水平分解能1° x1°の格子に対し、内部モード60分、外部モード1分)。計算時間も1割程度短 縮できた。これと並行して、従来(固定海面型)の北太平洋モデルを高解像度化し、 中規模渦を含む実験を行った。

2)モデルシミュレーション

 北太平洋高解像度モデルの仕様は以下の通りである。
  a.領域: 100°E〜75°W(東西185°)、15°S - 65°N(南北80°)
  b.分解能: 東西1/4°、南北1/6°、鉛直44層
  c.強制力: Levitus 月平均水温・塩分データに対する復元フラックス
        (全海面、2000 m 以深、並びにオホーツク海・ベーリング海・ 
           南境界の海面から海底まで)
        Hellerman-Rosenstein の月平均海面応力
このモデル実験において、まだ5年程度の積分であるが、日本南岸での黒潮の直進・ 蛇行流路、直進から蛇行流路への遷移過程、並びに房総沖での現実的離岸等がモデル 内で再現された(図参照)。

また、オホーツク海・ベーリング海で与えた低塩分水の 低緯度への拡がりが見られる。さらに時間積分が進んだ段階で、北太平洋中層の塩分 極小層の形成に対する中規模渦の拡散効果の重要性が確認できることが期待される

3)観測データ解析

 World Ocean Atlas 1994の元となった各層観測及びCTD/STDデータ(NODC archive) から北太平洋中高緯度のデータを抽出し、等密度面座標の枠組で品質管理を施し、不 良データを除去した。このデータを等密度面上で平均化して水温、塩分、溶存酸素に ついて緯度、経度1度毎の気候値データを作成した。