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海洋:沿岸域において振幅の大きな内部波を生じさせる河川プリューム

Nature 437, 7057 doi: 10.1038/nature03936

海面下の等密度面に沿って伝播する振幅の大きな内部波が海面に表われることは、衛星画像によってずっと以前から示されている。内部波は沿岸域において典型的に見られるエネルギーが非常に大きく周波数の高い現象であり、水塊の位置を100 mも変え、強い流れと乱流を作り出し、これによって栄養分が海面近くの海水と混合されて生物が利用できるようになる。内部波は海底の起伏の上を流れる潮流によって作り出されることが知られているが、はっきりした潮流−海底地形の相互作用がなくても頻繁に観測される。本論文ではコロンビア川のプリューム・フロント全域にわたって流速、密度および後方散乱音波を反復して測定した結果を示す。この測定結果は、重力流として沿岸域に流れ込む河川プリュームから内部波が作られるメカニズムを明らかにしている。プリューム・フロントにおける水平流速の収束によって、フロントの成長とそれに引き続く表層近くの海水の下方への移動が引き起こされることが見いだされた。フロントの伝播速度がその前面の海水の波速より遅くなったときに、個々の自由に伝播する波が河川のプリューム・フロントから放たれる。このメカニズムは、他の場所で観測された潮流−海底地形相互作用に起因する内部波と同様な振幅と勾配の内部波を作り出し、したがって沿岸域での混合を解明する上で重要である。

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