海底混合層における乱流パラメタリゼーションと粒子状物質の動態（平成 25年度）
Turbulence and suspended particulate matter dynamics in the coastal ocean bottom boundary layer

研究概要

Large Eddy Simulation (LES) モデルを用いて、様々な潮汐流などの外力条件、および、初期密度条件に対する海底混合層の応答を「ミクロな」観点で明らかにするとともに、その結果を用いて、海洋大循環モデルで使用されてきた流速場、密度場の鉛直混合過程、および、粒子状物質の鉛直拡散、沈降過程に関する既存のパラメタリゼーションの検証・改良を行う。

研究の性格

• 主たるもの：基礎科学研究
• 従たるもの：

全体計画

（１）LESに基づく海底混合層モデルの検証・改良
潮汐流などの外力条件、および、密度の初期条件を様々に変化させたLES数値実験を重ね、海底混合層モデル検証のための乱流データベースを作成する。東京湾、東シナ海などにおいて乱流強度観測を実施し、現場観測データとの比較を通じてLESモデルの有効性を検証する。LES実験の結果に基づき、既存の海底混合層モデル内の様々な乱流パラメータを流速・密度場の平均値のような「巨視的」観点のみならず、乱流エネルギー、乱流長さスケールなどの「微視的」観点まで踏み込んで検証し、海洋物理場（流速場および密度場）の鉛直混合強度に関する既存のパラメタリゼーションの検証・改良を行う。

（２）LESに基づく粒子状物質の鉛直拡散および沈降過程に関する研究
LES数値実験から得られた時々刻々の流速場、密度場の情報を用いて、様々なサイズ、密度を仮定した粒子追跡の数値実験を実施し、得られた結果に基づき、粒子状物質の鉛直拡散および沈降過程に関する既存のパラメタリゼーションの検証・改良を行う。

今年度の研究概要

（１）LESに基づく海底混合層モデルの検証・改良
潮汐流などの外力条件、および、密度の初期条件を様々に変化させたLES数値実験を重ね、海底混合層モデル検証のための乱流データベースを作成する。東京湾、東シナ海などにおいて乱流強度観測を実施し、現場観測データとの比較を通じてLESモデルの有効性を検証する。LES実験の結果に基づき、既存の海底混合層モデル内の様々な乱流パラメータを流速・密度場の平均値のような「巨視的」観点のみならず、乱流エネルギー、乱流長さスケールなどの「微視的」観点まで踏み込んで検証し、海洋物理場（流速場および密度場）の鉛直混合強度に関する既存のパラメタリゼーションの検証・改良を行う。

（２）LESに基づく粒子状物質の鉛直拡散および沈降過程に関する研究
LES数値実験から得られた時々刻々の流速場、密度場の情報を用いて、様々なサイズ、密度を仮定した粒子追跡の数値実験を実施し、得られた結果に基づき、粒子状物質の鉛直拡散および沈降過程に関する既存のパラメタリゼーションの検証・改良を行う。