[A-OS16] 沿岸域の海洋循環と物質循環

[AOS16-09] 豊後水道における乱流混合の観測とその流れと成層との関係

*堤 英輔¹、吉江 直樹²、郭 新宇³、森本 昭彦³、遠藤 貴洋⁴、宮澤 泰正⁵、美山 透⁵ (1.鹿児島大学水産学部、2.愛媛大学先端研究・学術推進機構 、3.愛媛大学沿岸環境科学研究センター、4.九州大学応用力学研究所、5.海洋研究開発機構アプリケーションラボ)

キーワード：乱流混合、シア不安定、対流不安定、地形性ウェーク、潮汐フロント、豊後水道

豊後水道の南部では夏季に黒潮系暖水の突発的な侵入現象である急潮が発生し、沿岸の生態系や漁業に影響することが知られている。また、豊後水道の北部では、瀬戸内海とつながる豊予海峡の周辺において潮汐フロントが形成され、フロント域の循環が栄養塩の輸送と生物生産を促進すると考えられている。豊後水道の生態系には物理環境が重要な役割を担うと考えられており、物理環境の支配要因としての鉛直混合の重要性が示されてきたが、鉛直混合の実測例は少なく、その理解は十分でない。本研究では乱流微細構造の計測に基づいて豊後水道の鉛直混合過程を明らかにするとともに、数値海洋モデルで用いられている乱流クロージャースキームとの比較・検証を念頭に、乱流強度の流れや成層との関係を調べた。乱流の観測は2022年5月, 2022年7月, 2023年5月, 2023年7月に実施した。愛媛大学沿岸環境科学研究センター調査実習船「いさな」による航海において, 微細構造プロファイラTurboMAP-5 (JFEアドバンテック社, 512 Hz)と音響ドップラー流速計 (Teledyne RDI社600-kHz WH ADCP) を用いて乱流と成層、流れのデータを得た. 5月の観測は豊予海峡南方の潮汐フロント域, 7月の観測は宇和島市沖の御五神島周辺域において実施し, それぞれ86と198個の乱流運動エネルギー散逸率 ϵ と水温・塩分の鉛直プロファイルが得られた. 流速計は船舶の舷側から下向きに吊り下げ, 海面下 4 m から40 mまで0.5 m 間隔での流速を高精度に計測した. 潮汐フロント域では対流不安定に伴い乱流エネルギー散逸が亜表層で強化されていた. 御五神島周辺では地形性ウェーク中のシア不安定による著しい乱流エネルギー散逸が特徴的であった. ϵの背景の成層強度（2乗浮力振動数 N²）と鉛直シア強度（2乗鉛直シア Sh²）に対する依存性を調べると, 2海域で傾向が異なり, 潮汐フロント域では勾配リチャードソン数 (Ri_g=N²/Sh²) に依存しない MacKinnon-Gregg (2003) 型, 地形性ウェーク域では勾配リチャードソン数に依存するGregg（1989）型もしくはMellor-Yamadaスキームの安定度関数型 (Galperin et al. 1988) を示した. この不安定過程の違いによる乱流強度 ϵ のRi_g (またはN²) 依存性の違いを, 乱流パラメタリゼーションで考慮する必要があると考えられる.