ポテンシャル渦度一様化における西岸強化の役割

抄録

風成海洋循環論における一様化仮説に肯定的に答えるために、粘性西岸境界層で閉じた（非渦解像）亜熱帯循環の時間発展を、海面摩擦と海底摩擦を含む２層準地衡流モデルを用いて調べた。下層の特性線に囲まれたプール領域のポテンシャル渦度が摩擦係数に関して漸近的に一様になる場合が存在することを示す。海底摩擦を経由して注入される循環スケールの渦度は小さいが、西岸強化によってO(1)のポテンシャル渦度アノマリがつくられる。このアノマリが特性流によって効率的に内部領域に移流され、プール領域のポテンシャル渦度をその境界における値で満たす。一様化のプロセスは移流によって支配されており、流体粒子が亜熱帯循環を１周する間に完了する。定常状態では（Rhines-Young理論と異なり）摩擦による渦度注入と移流が高次でバランスしている。このような一様化が起こるのは、初期のアノマリがプール境界の値を超えないように摩擦係数の比が特定の範囲にあるときである。このことは、適当な非粘性極限のもとでもポテンシャル渦度が一様なプール領域が存在しうることを示唆している。