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(等温層内に強い塩分成層ができた結果として鉛直混合を妨げる層)が厚くなることが、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発達過程は、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通過によるバリアレイヤーの発達過程について調べた。 2. 結果 図1は、赤外輝度温度(Global-IR)と地表東西風(JRA55)の時間経度断面および観測船「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日にMJOの大規模な西風域と雲群が観測点(aの破線)を通過していることがわかる。「みらい」では、11日の降水による１次元的な日積算淡水フラックス(2×10-5kg/m2)、13日の海上風速の5-7m/sに及ぶ増大が観測され、混合層深度に比べて等温層深度が急激に深まり、40-60mのバリアレイヤーが形成された。 塩分鉛直傾度(b)は、12月11日以前に表層20mで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フラックスよりもむしろ13日以降の海上風強化に伴う乱流エネルギー散逸率の増大(c)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っている。1度目のピークである13日には、バリアレイヤーが厚くなっているが、15日のピークでは逆に混合層が深まってバリアレイヤーが薄くなっている。しかし、15〜16日の淡水フラックス増大後には、表層に新たな塩分鉛直傾度極大が現れた結果として混合層のみが浅くなり、バリアレイヤー厚が80m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、2回の西風ピークに鉛直混合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60m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
勝俣昌己
米山邦夫
安藤健太郎
長谷川拓也
Pre-YMC 観測期間中の
MJO 通過時における
スマトラ西岸沖
バリアレイヤー構造の急変

2. Pre-YMC
2015/11-12

3. 「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 で観測された MJO
Global-IR

4. 高い高い SST(30 )℃SST(30 )℃
MJO 発生下での SST
NOAA2015/12/13 00Z

5. 低塩域低塩域 (< 33psu)(< 33psu)
MJO 発生下での表層塩分
ECCO22015/12/13 00Z

6. バリアレイヤー
バリアレイヤー
水温躍層
低塩分層
強風 静穏
降水
地表面
加熱
強風下の
混合層
降水後の
表層低塩化
表層の
高温化

7. MJO 通過
水深(m)
バリアレイヤー層：塩分成層
等温層 ( T=0.2 )⊿ ℃
等密度層
( [ T=0.2 ])⊿σ ⊿ ℃

8. 赤外輝度温度 (K: カラー ) 西風 (m/s: コンター )

9. 等密度層と等温層の分離
MJO 通過に伴う
急激な構造変化
表層流速の増加
乱流エネルギー散逸率の増加
CTD
LADCP
MSP

10. 水温 (K: カラー )
MJO 通過
水深(m)
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：
塩分成層塩分成層
水深(m)

11. 塩分 (psu: カラー )
MJO 通過
水深(m)

12. 地表風速 (m/s: 黒実線 )
MJO 通過
水深(m)

13. 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)

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

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

16. 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
数週間前の大気強制による
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
MJO 通過に伴う SST 低下は
表層構造によって大きく異なる

17. 110km
260km

18. 110km
260km
〜 5000m 〜 3000m 〜 1000m 〜 700m

19. 110km
260km
〜 5000m 〜 3000m 〜 1000m 〜 700m

20. 110km
260km
〜 5000m 〜 3000m 〜 1000m 〜 700m

21. 110km
260km
〜 5000m 〜 3000m 〜 1000m 〜 700m

22. 110km
260km
〜 5000m 〜 3000m 〜 1000m 〜 700m

25. 等密度層等密度層
等温層等温層
バリアレイヤー：塩バリアレイヤー：塩
分成層分成層
密度 (kg/m3
: カラー )
MJO 通過
水深(m)

26. 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

27. 海洋が降水形成に与える影響
MJO の発生・梅雨前線の北進
MJO が海洋表層に与える影響
バリアレイヤーの形成過程
観測現場でのリアルタイムの
データ同化システムの構築
実績
5 年計画
10 年展望

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

30. MJO 通過
水深(m)
蛍光度 (fls: カラー )

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

32. 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

33. 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