Study on circulation and water mass formation in the intermediate and deep layers of the Okinawa Trough

2011-2013年度科学研究費助成事業（基盤研究（C））研究成果報告書 課題番号：23540516 研究代表者：中村啓彦（鹿児島大学・水産学部・准教授）沖縄トラフの約1000m以深の海域は、南西諸島（海嶺）に遮られて北太平洋中深層から孤立しているため、そこには固有の海水循環システムがある。本研究では、主に船舶を利用した海洋観測と歴史的データ解析により、沖縄トラフの中深層水の循環と水塊形成を調べた。その結果、琉球列島の東側を流れる琉球海流（500～1000m深にある潜流）を経由して、ケラマギャップから沖縄トラフへ流入する中深層水は、沖縄トラフ内で強い鉛直混合を受けて湧昇し、黒潮下層に取り込まれて日本南岸へと流出することが示された。この事実は、北太平洋中層水の子午面循環の湧昇過程を、沖縄トラフの海水循環システムが支配していることを示唆している。Circulation and water mass formation in the intermediate and deep layers of the Okinawa Trough were investigated using comprehensive datasets for 1) water properties on the minimum salinity surface mainly derived from Argo float profiles, 2) velocity data in the Kerama Gap measured by moored current-meters from 2009 to 2011, and 3) CTD/LADCP data over the southern Okinawa Trough measured in Junes 2011 and 2013. Intermediate-water properties are largely modified in the Okinawa Trough due to strong diapycnal diffusion (6.8-21.5 cm2/s based on an advection-diffusion equation). Deep water below the sill depth of the Kerama Gap (1100 m), is ventilated by the bottom-overflow in the Kerama Gap down to the deepest layer (2000 m) in the southern Okinawa Trough. A box model predicts that this bottom-overflow (0.18-0.35 Sv) causes strong upwelling in the southern Okinawa Trough, which must be maintained by buoyancy gain of the deep water due to strong diapycnal diffusion (4.8-9.5 cm2/s)