[A-CG49] 黒潮大蛇行

[ACG49-01] 新しい黒潮/黒潮続流の同定手法および日本周辺域高解像度海洋再解析データ(FORA-JPN60)への適用

★招待講演

*中野 英之¹、碓氷 典久¹、広瀬 成章¹、川上 雄真¹ (1.気象研究所)

キーワード：フロント同定、黒潮/黒潮続流、海洋再解析データ、力学的海面高度、Python スクリプト

最近の水平解像度1/10°以上の解像度をもつ海洋モデルは黒潮や黒潮続流を現実的に再現することができる。このような計算結果を解析するに辺り黒潮の流軸情報を統計的に処理することは非常に重要である。
黒潮や黒潮続流は明瞭なフロントであるため、それらは適当な一定値の海面高度に沿うものであると決め打ちをしてもおおよそ同定できることが多い。たとえば、Nakano et al. (2018) では時間変動するが空間的には一定の値を用いて黒潮続流を同定している。しかしながらこのような手法は外洋に関しては妥当であっても、沿岸では海面高度場が南から北にかけて低下し、且つ大きな季節変動を持つことから、台湾から続流までの全体の同定では問題が生じる。例えば図に1962年7月の黒潮/黒潮続流の同定例を示す。赤い破線が一定の海面高度の値を用いた場合である。この場合は黒潮続流では値が高すぎ本来の続流の南に同定されるが、琉球列島では低すぎて東シナ海に至っている。これは一つの海面高度の値を用いて同定できない例である。
一定の海面高度を用いる以外の方法では、たとえば Ambe et al.(2004) の方法のように局所的な流速で方向を決めて逐次的に探す手法がある。これは局所的には原理的に妥当な手法であるものの高解像度になるにつれて計算量が膨大になることや、局所的な中規模の影響を受けやすく黒潮・黒潮続流の本流から外れた場合の復帰が難しいという欠点がある。これは複数の極小値がある問題で最小値を同定する問題と同様、局所的な値を用いる同定手法には避けることは難しい問題である。
　これらのことを踏まえて、大域的な海面高度から黒潮流軸は求めるものの、台湾から黒潮続流までを一つの海面高度の値を用いるのではなく、海面高度を一定とみなせる140E以東および130E以西の海面高度場の値を求めてから、その間はtanhを組み合わせた関数の形を仮定して平均流速が最大となる係数を探して繋ぐ手法を開発した。実装はpython の画像データ処理系であるscikit-image を用いている。
　この手法を最新の解像度2kmの６０年間の日本近海の海洋再解析データであるFORA-JPN60に適応し、60年間の月平均及び日平均データで失敗例がなくなるまでチューニングを施した。図の黒い太線で示すように一定の海面高度の値を用いては表わすことができなかったケースで黒潮/黒潮続流が妥当に同定されている。
これらの流軸の情報を用いて黒潮の流路を分類し、また黒潮続流の緯度を求めた。学会ではより詳しい手法の詳細に加えて、これらの大蛇行と黒潮続流の東北沖の異常北上の例など、再解析の結果等についても簡単に触れる予定である。