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第 77 回 大気海洋圏物理系セミナー のおしらせ

日　時：1999年12月 9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：菊地 一佳 (東大CCSR D2)
題　目：季節内変動のエネルギー解析

発表者：Xiangdong Zhang (IARC, University of Alaska)
題　目：Heat and Freshwater Budgets and Pathways in the Arctic

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季節内変動のエネルギー解析 (菊地 一佳) 発表要旨：

   熱帯では日変化、季節変化とともに季節内変動( ISV )の擾乱が東西風、 
 OLR場で卓越していることが知られている。( Madden et. al ,1971,72 ) 
 これらの擾乱は30日から60日かけて東向きに地球を１周している。 
 季節内変動のメカニズムについては、いくつかの理論が提案されてきたが 
 (Hayashi(1971),Emanuel(1987))、発達する波の東西スケール、位相速度など 
 が現実に見られる現象と一致しておらず、どの理論も一般に同意を得られ 
 る理論にはなっていない。また、データ解析においても様々な過去の研究があ 
 るが、振動を維持するエネルギーの流れという観点からの研究はあまりなさ 
 れていない。 
  
   そこで、本研究ではECMWFの客観再解析データを用いて、熱帯域の 
 エネルギー解析を行なった。その結果、擾乱運動エネルギー(KE)、有効 
 位置エネルギー(AE)はともに30-60日周期で変動していて、AEの方 
 がKEよりも3日から7日程位相が早いことが分かった。 
 また、KEとAEの時間変化をもとにカテゴリー分けを行なって場の解析をした 
 結果、KEの変化にとってはAEからの変換が重要であることが示唆された。 
 さらに、位相の違いによるAEからKEへの変換の差異は上層で顕著に現れ、 
 インド洋 - 西部太平洋で対流活動が活発な位相の時にAEが増加し、 
 東部太平洋-大西洋で対流活動が活発な位相の時にAEが減少することが明らか 
 になった。 
  
 今回の発表では、エネルギー解析を一歩進めた東西方向に波数分解した 
 エネルギー収支、場の解析の結果もあわせて紹介する。 
  

Heat and Freshwater Budgets and Pathways in the Arctic (Xiangdong Zhang) 発表要旨：

 The Arctic Mediterranean is important for climate studies because of 
 its unique thermodynamic characteristics and its potential role in 
 freshwater export, which would influences air-sea and ice-sea 
 interactions and may change North Atlantic thermohaline 
 circulation. Because of sparse observation, it is difficult to get 
 consistent and complete estimates of heat and freshwater budgets. In 
 this study, we use a coupled Arctic Ocean/sea-ice model with NCEP/NCAR 
 reanalysis data, long-term gauged river runoff data, precipitation 
 data and estimates of volume transports to examine heat and freshwater 
 budgets and pathways. The model includes the implementations of 
 neptune, flux-corrected-transport algorithm and more sophisticated 
 treatments of heat and freshwater fluxes. We also evaluated 
 uncertainties in the modelling. Results show that the Arctic Ocean 
 gets heat mainly from the Fram Strait branch of Atlantic water. About 
 46TW of heat goes into the Arctic Ocean by the Western Spitzbergen 
 Currents while about 32TW of heat returns due to outflow of the Arctic 
 water. About 43TW of net heat enters the Barents Sea from the GIN Sea 
 where Atlantic water is modified significantly and about 2TW of net 
 heat enters the Arctic Ocean. Estimated net surface heat loss is about 
 19TW and 39TW over the Arctic Ocean and the Barents Sea, respectively.  
 It is also shown that about 887km^3/yr and 321km^3/yr of freshwater 
 enters the Arctic Ocean and the Barents Sea at the ocean 
 surface. About 2013km^3/yr of liquid freshwater goes into the Arctic 
 Ocean through the Bering Strait. 
  
 3010km^3/yr and 1400km^3 of liquid freshwater leaves the Arctic Ocean 
 through the Canadian Archipelago and Fram Strait; respectively. About 
 1923km^3/yr of sea-ice is exported through Fram Strait. Imbalances of 
 heat and freshwater budgets can be accounted for by warmer and saltier 
 trends of modelling. Term balance analyses show how heat and 
 freshwater are redistributed and how climate drifts are caused. In 
 different region and depth, the contribution of physical process to 
 temperature and salinity budgets and imbalance are different. 
  

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