モドン（流体力学）

モドンまたは双極子渦は、ロスビー波のような通常の海流とは異なる方向に、他の渦よりもはるかに速く、海洋で1000km以上の距離にわたって水を運ぶことができる渦です。 ^[1]

歴史

モドンという名前は、米国とソ連の共同海洋学研究プログラム POLYMODEにちなんで ME スターンが作ったものです。 ^[2]モドンは、回転流体の異常な大気ブロッキング現象や渦構造を説明するために理論化された渦位方程式の双極子渦解であり、 ^[3]最初の解は 1975 年にスターンによって得られました。しかし、この解はモドン境界で連続していなかったため不完全でした。そのため、ラリチェフやレズニック (1976) などの他の科学者は、その問題を修正した他の解を提案しました。^[2]

モドンは1970年代に理論的には予測されていましたが、反対方向に回転する一対のモドンが2017年にタスマン海上を移動しているのが初めて確認されました。衛星画像の研究により、少なくとも1993年まで遡り、それまでそのように特定されていなかった他のモドンを特定できました。野生で最初にモドンを発見した科学者は、モドンが小さな海洋生物を吸収し、それらを長距離にわたって高速で運ぶことができると考えています。^[4]モドンは、その海域での熱、炭素、栄養素の輸送にも影響を与えることができます。モドンは通常の渦の約10倍の速度で移動し、分離するまで6か月間持続することがあります。

赤道モドン

2019年、ロスタミとツァイトリン^[5] は、湿潤対流回転浅水モデルを用いて、安定して長寿命でゆっくりと東に移動する大規模なコヒーレントツインサイクロン、いわゆる「赤道モドン」を発見したと報告した。赤道に沿った東向きの伝播、遅い位相速度、流体力学的コヒーレント構造、湿潤対流の収束帯など、MJOの最も粗い順圧特性は、ロスタミとツァイトリンのモドンによって捉えられている。赤道漸近モドンの内部および外部領域の流線の正確な解を持つことは、この構造のもう1つの特徴である。このような東向きのコヒーレント双極構造は、赤道上の非断熱湿潤対流環境における局所的な大規模圧力異常の地衡調整中に生成される可能性があることが示されている。^[6]

参考文献

^ヒューズ、クリス W .; ミラー、ピーター I. (2017 年 12 月 28 日)。「南半球中緯度海域における長時間持続するモドン渦対による急速な水輸送」( PDF)。地球物理学研究レター。44 (24): 12, 375–12, 384。Bibcode :2017GeoRL..4412375H。doi : 10.1002 / 2017GL075198。
^ ab Green, Beverley (1995).流体渦. Springer Science & Business Media. p. 578.
^ たとえば、ヘインズ、キース、マーシャル、ジョン (1987 年 4 月) を参照してください。「大気ブロッキングのプロトタイプとしての渦強制コヒーレント構造」、王立気象学会季刊誌。113 (476): 681–704。Bibcode :1987QJRMS.113..681H。doi : 10.1002 / qj.49711347613。
^ 「科学者が地球の海に『煙の輪』を発見」Sci-News 2017年12月17日2018年1月2日閲覧。
^ Rostami, M.; Zeitlin, V. (2019). 「赤道接線面の浅瀬における東向きの対流促進モドン」(PDF) .流体物理学. 31 (2). 流体物理学、31、021701: 021701. Bibcode :2019PhFl...31b1701R. doi :10.1063/1.5080415. S2CID 127460777.
^ Rostami, M.; Zeitlin, V. (2019). 「赤道ベータ面における地衡調整の再考」(PDF) .流体物理学. 31 (8). 流体物理学, 31, 081702: 081702. Bibcode :2019PhFl...31h1702R. doi :10.1063/1.5110441. S2CID 202128329.

[1] ^ヒューズ、クリス W .; ミラー、ピーター I. (2017 年 12 月 28 日)。「南半球中緯度海域における長時間持続するモドン渦対による急速な水輸送」( PDF)。地球物理学研究レター。44 (24): 12, 375–12, 384。Bibcode :2017GeoRL..4412375H。doi : 10.1002 / 2017GL075198。

[vortices-2] Green, Beverley (1995).流体渦. Springer Science & Business Media. p. 578.

[3] たとえば、ヘインズ、キース、マーシャル、ジョン (1987 年 4 月) を参照してください。「大気ブロッキングのプロトタイプとしての渦強制コヒーレント構造」、王立気象学会季刊誌。113 (476): 681–704。Bibcode :1987QJRMS.113..681H。doi : 10.1002 / qj.49711347613。

[4] 「科学者が地球の海に『煙の輪』を発見」Sci-News 2017年12月17日2018年1月2日閲覧。

[5] Rostami, M.; Zeitlin, V. (2019). 「赤道接線面の浅瀬における東向きの対流促進モドン」(PDF) .流体物理学. 31 (2). 流体物理学、31、021701: 021701. Bibcode :2019PhFl...31b1701R. doi :10.1063/1.5080415. S2CID 127460777.

[6] Rostami, M.; Zeitlin, V. (2019). 「赤道ベータ面における地衡調整の再考」(PDF) .流体物理学. 31 (8). 流体物理学, 31, 081702: 081702. Bibcode :2019PhFl...31h1702R. doi :10.1063/1.5110441. S2CID 202128329.