1. はじめに スマトラ西岸沖では、降水量増大に対応して10月から12月にかけてバリアレイヤーが深まることが、過去の統計的な研究から知られている(e.g. Qiu et al. 2012, GRL)。一方で、個別のMJOと対応した観測例はまだ少なく、月平均よりも細かい時間規模におけるバリアレイヤーの形成・変動過程は、十分に理解されていない。本研究では、2015年11月から12月に行われたPre-YMC観測キャンペーン中に捉えられたMJO(マッデンジュリアン振動)の通過時におけるバリアレイヤー構造の急変について調べた。 2. 結果 図1は、観測船「みらい」の定点である南緯4度、東経102度、水深約800mのスマトラ西岸から55km沖合における鉛直時間断面である。12月11日MJOの大規模な西風域通過に伴って降水による日積算淡水流入(2×10-5 kg/m2)と海上風速の5-7m/sに及ぶ増大、海面水温の低下(0.8℃/4日間)が観測され、混合層深度に比べて等温層深度が急激に深まり、40-50mのバリアレイヤーが形成された。 ポテンシャル水温(a)は、水深50m-100mの層全体として海面水温と同様の下がり方であるが、12月13日の水深50m付近に特徴的な水温極大が見られる。塩分鉛直傾度(b)は、12月11日以前に表層20mに極めて大きくなっているが、11日以降は、等温層の深まりに大きな塩分鉛直傾度が追随している。こうした水温と塩分成層の急激な変化に伴って形成されたバリアレイヤーは、11日のMJOに伴う降水による淡水流入よりもむしろ13日以降の海上風強化に伴う流速強化(c)と乱流エネルギー散逸率の増大(d)とよく対応している。8m/sを超える海上風速のピークは、12月13日と15日に2回見られ、同日に乱流エネルギー散逸率の増大が起こり、流速強化は、14日と16日に約1日遅れで生じていることが分かる。更に、15〜16日の淡水流入後に混合層のみが浅くなった結果として、17日にはバリアレイヤー層厚が75mに達している。 3. まとめ Pre-YMC中に捉えられたMJO通過時のバリアレイヤー構造の急変について調べた。MJOに伴う強い西風の風応力に伴って表層の鉛直混合が強まっていることが分かった。また、西風のピークに1日遅れで流速強化が見られ、2回の西風ピークに鉛直混合と流速強化が対応していることが分かった。MJO通過前に表層20mで形成されていた極めて強い塩分成層が、MJOに伴う風速強化によって鉛直拡散し、約50mに及ぶ非常に厚いバリアレイヤーが形成されたと考えられる。定点観測のため水平移流の定量化は難しいが、流速が10-30cm/sと極めて小さいこと、植物プランクトンの指標である蛍光度において10-70mに鉛直混合の特徴が確認されていることから、鉛直混合の効果がバリアレイヤー発達の主要因であったと考えられる。

1. 海洋研究開発機構
茂木 耕作
Pre-YMC の観測期間中
MJO における通過時
スマトラ西岸沖
バリアレイヤー の構造 急変

3. Pre-YMC
2015/11-12

4. みらい「 」 MR15-04
11/23-12/17
海洋乱流観測

5. 「みらい」観測域を「みらい」観測域を MJOMJO が通過が通過
2015/12/13 00Z
MR15-04 で された観測
MJO

6. 赤外輝度温度 (K: カラー ) 西風 (m/s: コンター )

7. MJO 通過
水深(m)
バリアレイヤー層厚 : 黒

8. 等密度層と等温層の分離
MJO に う通過 伴
な急激 構造変化
表層流速の増加
乱流エネルギー散逸率の増加
CTD
LADCP
MSP

9. CTD
等密度層
等温層
塩分成層

10. 等密度層等密度層
等温層等温層
バリアレイヤーバリアレイヤー
密度 (kg/m3
: カラー )
MJO 通過
水深(m)

11. 水温 (K: カラー )
MJO 通過
水深(m)

12. 塩分 (psu: カラー )
MJO 通過
水深(m)

13. LADCP
風速増加
流速増加

14. MJO 通過
水深(m)
流速 (cm/s: カラー )

15. 地表風速 (m/s: 黒実線 )
MJO 通過
水深(m)

16. MSP
乱流エネルギー散逸率
増加

17. 乱流エネルギー散逸率 ( カラー )
log[ ](W/kg)ε
MJO 通過
海洋の鉛直混合の強さ
水深(m)

18. 鉛直混合だけで
可能なのか？
急変の原因

19. 水深(m)
塩分鉛直傾度 (dpsu/dz: カ
ラー )
MJO 通過

20. MJO 通過
水深(m)
塩分鉛直傾度 (dpsu/dz: カラー )

22. MJO ・西風バーストによる
表層低塩分の鉛直混合
MJO 通過に伴う
急激な構造変化
海洋 Kelvin 波による
1 ヶ月規模の水温躍層の沈降
表層が強風で鉛直混合した結果、
50-100m の塩分成層が顕在化して
厚いバリアレイヤーが出現
10-30m
30-100m
MSP

23. 低塩分の表層が強風で鉛直混合した結果
、
水温躍層の塩分成層が顕在化して
厚いバリアレイヤーが出現
MJO 通過塩分 (psu)
ケルビン波によるケルビン波による
水温躍層・塩分成層の沈降水温躍層・塩分成層の沈降
MJOMJO によるによる
表層の鉛直混合表層の鉛直混合

24. 高高 SST(30 )℃SST(30 )℃
2015/12/13 00Z
MR15-04 で観測された MJO

25. MJO 通過
水深(m)
蛍光度 (fls: カラー )

26. MJO 通過
水深(m)
塩分時間変化 (dpsu/dt: カラー )

27. MJO 通過
水深(m)
乱流エネルギー変化率 ( カラー )
log[ ](W/kg/day)ε 鉛直混合の強化・弱化

28. MJO 通過
水深(m)
乱流エネルギー変化率 ( カラー )
log[ ](W/kg/day)ε 鉛直混合の強化・弱化

29. MJO 通過
水深(m)
蛍光度 (fls: カラー )

30. MJO 通過
水深(m)
蛍光度 (fls: カラー )

31. MJO 通過
水深(m)
蛍光度 (fls: カラー )