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第 53 回 大気海洋圏物理系セミナー のおしらせ

日　時：1998年 10月 29日(木) 午前 9:30 〜 12:00
場　所：低温科学研究所 2F 大講義室

発表者：水田元太 (大循環力学講座)
題　目：深層循環におよぼす海底地形の影響

発表者：河村　俊行 (低温科学研究所 海洋動態分野)
題　目：南極リュツォ・ホルム湾の海氷成長− 特異な海氷成長過程 −

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深層循環におよぼす海底地形の影響 (水田元太) 発表要旨：

  海洋の深層循環は、海底の直上を流れるために地形の影響を強く受ける。こ 
 のため、その影響の力学についてはこれまで様々な研究がなされている。ここ 
 では「地形が海盆全体の平均的な循環にどの様な影響を与えるか？」という視 
 点から、(1)海底斜面とhypsometry理論、(2)海底の凹凸が巨視的循環に与える 
 影響、の２つについて行った研究についてお話しする。 
  
  (1) Rhines and MacCready (1989)は海盆がお椀の様に深い所ほど水平断面積 
 が小さいくなっている、という"hypsometry"の効果のため、海盆全体としての 
 循環が高気圧回りになりやすい、とした。Ishizaki (1994)が行った数値シミュ 
 レーションの解析結果では、太平洋の深層流はほぼ真東を向くが、この特徴が 
 hypsometry理論で良く説明されるように見える。しかし、摂動の考えを用いる 
 と実際には、hypsometryが同じでも海底地形は循環に正反対の影響をおよぼす 
 ことがあることが分かる。Rhines and MacCreadyの定式化を検討すると、その 
 中に必ずしも適切でない近似が入っている。 
  
  (2) 海底には不規則な凹凸があるが、これを海山、海谷（海底の凹み）の集 
 合としてとり扱うことにより、深層循環全体に与える影響を調べた。山、谷地 
 形の上を流れが通過する際には渦柱伸縮が起きるが、領域積分してみると全体 
 としては伸びも縮みもしない。巨視的な循環は伸縮の1次のモーメント（双極 
 モーメント）の平均的な分布で決まり、(1)と同じ摂動の考えを用いると巨視 
 的循環への影響は地形の凹凸を使って表すことができる。 

南極リュツォ・ホルム湾の海氷成長− 特異な海氷成長過程 − (河村　俊行) 発表要旨：

   海氷は極域の大気ー海洋間の相互作用に重要な影響を及ぼす。海氷の存在は 
 表面のアルベドを増大させ、大気と海洋の界面を通じての熱・水蒸気や運動量 
 の交換を制御する。また、海洋への塩の配分を支配する。従って、海氷の変動 
 は地域的ばかりでなく、全地球的規模の気候に多大な影響をもたらす。年間を 
 通じての海氷の諸特性を知ることは、極地の環境に対する海氷の影響を理解す 
 るのに重要である。 
 　海氷の研究は主に北極海を中心とする北半球で行われてきた。南極での観測 
 船を用いての本格的な研究は、やっと1970年代後半からウェッデル海で行われ 
 るようになってきた。これらの観測から同海域の海氷が従来研究されてきた北 
 極域でのものとはかなり異なることが明らかになった。それらの海氷は予想外 
 に薄く、塩分が多く、granu lar ice の量が多く、複雑な構造をしていた。 
   1990年代に入り、Weddell海の結果が南極域全体を代表しているかを確かめ 
 るための研究が Ross,Amndsen,Bellingshausen海で行われるようになり、 
 Weddell海と類似の結果が得られた。また、海氷成長に及ぼす積雪の影響が大 
 きいことが示された。 
 　しかし、それら全ての研究は、ある時点、ある海域での海氷の状況・構造な 
 どであり、同じ地点で通年観測したものは皆無であった。 
   日本南極地域観測隊（JARE）では、ACR（Antarctic Climate Research；南 
 極域における気候変動に関する総合研究計画）の一つの柱として、1990年２月〜 
 1992年１月まで第31、32次隊によって昭和基地周辺のリュツォ・ホルム湾の定 
 着氷域で海氷および海洋に関する通年観測が集中的に行われた。これにより、 
 同一地域での冬期を含めた２年間のデータと新しい知見が得られた(Kawamura 
 et al., 1993; Kawamura et al., 1997)。 
 　リュツォ・ホルム湾の積雪は、他の南極域と比較して多かった。多雪域では、 
 厚い積雪と海氷のため、冬の間でも殆んど成長していない。しかし、夏の時期 
 に極めて大きな氷厚の増大がみられるという、注目すべき結果が得られた。海 
 氷コアの解析からこの夏季の成長は、積雪を起源（積雪に海水が浸透して出来 
 る snow iceと融雪水の再凍結による superimposed ice）として、上方に成長 
 していることが明らかになった。この海氷の成長機構では、積雪があり、それ 
 が一部でも融けさえすれば、際限無く海氷の厚さが増大することになる。 
 　同じ構造を持つ海氷が Amndsen/Belingshausen海の多雪流氷域でも見つかっ 
 た(Jeffries et al., 1994)。この海氷も同じ過程で成長したと思われるので、 
 リュツォ・ホルム湾で発見された新しい成長機構は地域的なのもではなく、普 
 遍的なのもと思われる。それを確認するための観測が1999年１月に行われる。 

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