博士（環境科学）

クリエン

プリ シラ

学位論文題名IV
Iesoscalev
ariabilityalongthee
astcoastof
India revealed in satell
ite data and OGCM
（衛星データと海洋大循環モデルによるインド東岸に沿う中規模変動の解明）

学 位 論 文 内 容 の 要旨

Since mesoscale features like meanders have great importance in nourishing
the coastal fisheries, satellite data analysesandnumer
icalmodel
ing s
tudywerecarried
out for the east coast of India. This region is well known for seasonal winds, summer
monsoon and winter monsoon. During winter monsoon (December‑February), thewinds blow along the coast from the northeastem direction. Winds from thesouthwestem direction dominate the east coast during summer (June‑September). As forthe inter‑monsoon periods, the East India Coastal Current (EICC) flows northeastward
in spring (March‑May) caused by anticyclonic wind‑stress curl over the Bay of Bengal,
when mesoscale activity and biological productivity are high. The EICC tums
southwestward due to cyclonic wind‑stress curl in fall (October‑November). Hence, thepresent study mainly focused on the intem‑monsoon periods and tried to explain thepossible mesoscale variability mechanisms in the inter‑monsoon EICC.
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motesensingofsea surface temperature (SST) and Chlorophyll‑a (Chl‑a), whose pattems were verified
against geostrophic velocity and hence Sea Surface Height Anomaly (SSHA) in
altimeter data: i.e., phytoplankton grows in colderandnutri
ent richerwate
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the seaward meanders in the geostrophic velocity patterns. During the springinter‑monsoon period, productive locations are identified as low in SSHA. Progressionof meanders in the coastal current was revealed and compared with an eddy‑resolving
Ocean General Circulation Model (OGCM), ACOM2.0 (Australian Community Ocean
Model 2.0), which is capable of modeling wind‑driven general circulation and eachstage of the meander growth. The numerical solutions spun‑up with the climatology
forcing data provided insight for baroclinic instability in the EICC as the key
mechanism for the observed meander growth, while meanders are initiated by isolated
mesoscale rotations propagating westward. The OGCM results were analyzed for‑ 1019 ‑potential vorticity and energy transfer between the mean and eddy fields to prove thebaro
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half layer models, by following l
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local model for the coastal region. This analysis again confirmed that baroclinic
instability plays a key role for the meander growth and eddy generation. The
baroclinically unstable meanders have a wavelength of 500 700 km, grow in one monthand propagate downstream of the coastal current at several kilometers per day. The
instability in this temporary westem boundary current is not strong enough for themean
dersto detachan eddy.
The upwelling favorable southwest monsoon wind supports the summer period
to be the most nourished season for the east coast of India. From fall to early winter(October‑December), a cyclonic wind stress curl together with downwelling‑favorable
northeasterly monsoon winds provides a southwestward EICC. No persistent meander
was observed in either of the altimeter data or OGCM. It is noted, however, that theChl‑a maps showed strips of high productive regions along the coastal belt w
ith high inSSHA. Both hydrographic data and OGCM proved that the coastal current has a narrow卜100 km) core in the upper 100‑m layer and does not support baroclinic inst
ability, asalso proven by the quasi‑geostrophic local model. Increased stratificati
on intheBay ofBengal caused by high precipitation and river discharge might be the reason for thenarrow coastal current. The localmodel sug
geste
d a'chance forbarotropi
c instabil
ity inthecoastal current.

1020 ‑

学位論文審査の要 旨
主査
副査
副査
副査
副査

教授 池田元美教授 久保川 厚
教授 大島慶一郎
講師 中村知弘
准教授 升本順夫（東京大学大学院理学系研究科）

学位論文題名
Mesoscale varlabilitya10ngtheeaStCOaStof
Indiarevealedinsate11itedataandOGCM（衛星データと海洋大循環モデルによるインド東岸に沿う中規模変動の解明）

申請者は，人口が急増する諸国に面し，また環境問題も深刻になりつっある南アジア熱帯域の海洋に注目した。自らの母国であるインドと沿岸海洋はそのような熱帯域の代表であり，この深刻な課題に取り組んだことを研究の動機として評価し，将来の地球環境問題に取り組む姿勢に期待してしゝる。
インド東海岸域は漁業が急速に発展しているが，その基礎となる海洋循環は季節変動するモンスーンに応答し，特に100km程度の流れ場を決める中規模現象については，未だ明らかにされていない状態であった。この課題に取り組むには，まず現象を把握し，その上で海洋物理モデルを利用した中規模現象の再現，さらに同現象の鍵となるカ学過程を詳細に解明することが要求される。申請者は，この研究課題を選択した後，研究計画を立案し，着実に解析を進めることにより現象の核心に迫る成果をあげた。まず季節変動する風に応答する1000km以上の大きな海洋循環の場を求め，次に中規模現象を示す海洋の蛇行と渦を人工衛星データから読み取ること，さらに海洋大循環モデルによって異なる季節の状態を再現した上で，簡略化したカ学モデルも使うことにより沿岸海流の不安定について理論的な解明まで行った点で，大変高く評価される。
よく知られているようにモンスーンは季節によって完全に方向を変える大気現象である。インド東岸が面しているべンガル湾では，この大気変動に伴い，春から夏にかけて時計回り海洋循環，秋から冬にかけては反時計回り循環となる。主な要因は風応 カの curlであり， インド東 岸に沿う 風による 変動は二 次的である 。申請者 は海洋大循 環 モ デ ル を 用 い て ， こ の大 循環 季 節変 動を 正確 に再 現 した 。
人工 衛 星デ ー タ のう ち 主に 海 面 高度 計 デー タ に よっ て 中 規模 現象を含 めた循環 場を 求め ，春から 夏にかけ ては北東 方向に流 れる沿岸 海流が東か ら伝播し てくる弱 い渦を 取り 込んで蛇 行するこ とを見出 した。蛇 行は数少 ない赤外画 像と可視 画像に現 れた
水 温と ク 口 口フ ィ ル 分丶 布 によ っ ても再 確認され ている。蛇 行は500km程度 の波長を持 ち， ま ず 沿岸 海 流 が東 か らや っ てくる 渦によっ て撹乱され た後，1ケ 月の間に 振幅を 増大 させなが ら下流に 伝播する 。一方で 秋から冬 にかげては 南西方向 に流れる 沿岸
海 流に 蛇行は現 れなかっ た。次に 海洋大循 環モデル をインド周 辺だけ高 解像度と し，中 規模 現象を表 せるよう 改良する ことによ り，春か ら夏にかけ て蛇行す る沿岸海 流だ
け でな く，秋か ら冬にか けてほば 直進する 場合も再 現した。数 値解を解 析するこ とによ り， 蛇 行 は傾 圧 不 安定 を 主た る 要 因と し てお り ， 海面 下 200m程 度の厚さ を持つ層の沿 岸海流とそ の下の層 の間で傾 圧不安定に特有な変動場の位相差を示していること，
ま た位 置工ネル ギーをそ の源とし ているこ とを明ら かにした。 秋から冬 にかけて 蛇行が 現れ ないのは ，密度成 層が強い ことに加 え，沿岸 海流が細い ことため であるこ とも示し た。
申請者 はさらに 沿岸海流 を理想化 した線形 安定モデ ルと準地衡 流モデル を利用し ，蛇 行の 発達，伝 播速度， 力学過程 ，そして 沿岸海流 速度と幅に 対する安 定性の感 度につ いて ，詳細に 究明した 。これら の結果は 観測と大 循環モデル の示す中 規模現象 を確認し ，保証する ものであ った。
顕著 な 季節 変 動 を持 っ イン ド 東 岸に 沿 う海 流 の 中規 模 現 象ま で解明し たことに よって ，海洋生態 系変動， 物質循環 ，さらにはェルニーニョなどの経年変動への応答や，気 候変 動に伴う 海洋環境 の変動を ち密に予 測する基 盤を提供し たことは 高く評価 できる 。ま た理想化 したモデ ルなど新 たな手段 に挑戦し ，身に付け たことも 合わせ， 研究に 対す る熱意を 感じる。 今後これ らの課題 の解明に 取り組み， 顕著な成 果をあげ るであろ うと期待さ れる。
審査 委 員一 同 は ，こ れ らの 成 果 を高 く 評価 し ， また 研 究 者と して誠実 かつ熱心 で
あ り ， 大 学 院 博 士 課 程 に お け る 研 鑽 や 修 得 単 位 など も あわ せ ， 申請 者 が博 士 傭 蝌学 ） の 学 位 を 受 け る の に 充分 な資 格 を有 する もの と判 定 した 。