2021年11月25日

西部アラビア海の複雑な海面水温変動


インド洋の西部に位置する西部アラビア海では、夏季にインドモンスーンに関連する強い南西風(風速15 m/s程度)が持続的に吹いています。この南西風は海洋からインド半島の西の地域へ多量の水蒸気を運び、降水を引き起こします(図1)。西部アラビア海はこの水蒸気を運ぶ経路の上にあるため、例えばこの海域の海面水温が平年より高い年には海面からの蒸発が活発になり、インド半島の西の地域における降水も増加する傾向にあります。このように西部アラビア海における夏季の海面水温の変動はインド洋の周辺地域での農業、水資源、災害等に関連して社会経済的活動へも大きな影響を及ぼします。

図1 インド洋における7月の降水量(色、mm/day)、海上風(矢印、m/s)の水平分布。黒い枠線は西部アラビア海を示す。

さらに、西部アラビア海にはモンスーンに伴う南西風の影響によって海洋にも大きな変動が見られます。例えばこの岸に沿った強い南西風は海面を引きずることによって風と同じ北東向きの海流を引き起こしますが、その海流は地球の自転の効果により直角右向きに曲げられます。そのため岸付近の海の浅い層では海岸から沖へ向かう海流が生じ、不足した水を補うように、海の深い層にあった冷たい水が湧き上がります(沿岸湧昇:図2左)。その結果、西部アラビア海の夏季には海面水温が急激に冷たくなります(図2右)。このように西部アラビア海における海面水温変動には太陽光や海水の蒸発に伴う海面での熱のやりとりに加えて、海洋内部の変動プロセスも影響するため非常に複雑です。

図2 海洋モデルで計算された西部アラビア海における2001年6月の(左)水温(色、℃)、流速(矢印、東西流:m/s、鉛直流:10-4 m/s)の経度-鉛直断面と(右)海面水温(色、℃)、海上風(矢印、m/s)の水平分布。

このような海岸付近の狭い範囲に局在した海洋の変動を気候モデル内で精度よく再現するには細かい解像度や物理過程をよりよく表現したパラメタリゼーション*1が必要であり、難しい課題となっています。実際に気候モデルを用いたシミュレーションでは、夏季モンスーンの発達期における西部アラビア海の海面水温の変動やそれを引き起こすプロセスを正確に再現することは難しいことがわかっています。この西部アラビア海における複雑な流れや海面水温変動を気候モデル内でよりよく再現することができれば、インドモンスーンに伴う降水の予測精度向上につながると考えられます。


*1 パラメタリゼーションとはモデルの解像度では直接表現できない空間的に小さな現象の効果をモデル格子点上の物理量から求める手法のこと(コラム「モデル解像度と雲」参照)

参考文献
de Boyer Montégut, C., Vialard, J., Shenoi, S. S. C., Shankar, D., Durand, F., Ethé, C., & Madec, G. (2007).  Journal of Climate, 20(13), 3249–3268.
Izumo, T., Montegut, C. de B., Luo, J. J., Behera, S. K., Masson, S., & Yamagata, T. (2008). Journal of Climate, 21(21), 5603–5623.
Sayantani, O., Gnanaseelan, C., Chowdary, J. S., Parekh, A., & Rahul, S. (2016). International Journal of Climatology, 36(6), 2541–2554.

研究参画者 久住 空広
東京大学 大学院理学系研究科

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