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地球流体力学分野の研究紹介
(last updated 2001/04/13): 現在工事中
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研究テーマを一口で言えば
「地球を含んだ惑星の流れの力学」
です。3口位でいえば、
地球惑星「全て」の流れの力学
沿革
:(暫定版です。)
特別研究(卒業研究)・学位論文などのテーマ
などです。(もっと具体的には
こちら
から各教官・学生のページをたどって調べてください。)
研究の手法は、何といっても主力は
コンピュータを使った数値モデリング
です。したがって、この分野での研究には
コンピュータを自在に(出来れば)あやつる力(unixの基礎的経験など)
プログラム(Fortran など)を自分で作れる力
他人が作ったプログラムを読んであやつる力
数値モデルの元となっている物理・数学の理解力
などが必要です。(もちろん、皆、最初から持っているわけではありませんよね。)
地球惑星「全て」の流れの力学:「伝統的 GFD」と「拡張 GFD」
伝統的には「地球流体力学」(Geophysical Fluid Dynamics : GFD)という概念は、
「大気・海洋の流れの力学の共通な基礎となる部分」
として生まれました。地球流体力学が特に熱心に取り組んできたのは:
回転の影響:大気・海洋の大規模な流れは地球の自転の影響を強く受けています。
成層の影響:大気・海洋は、上下方向に一様ではありません。
「渦」の力学:大気・海洋は渦だらけ。
「波」の力学:成層や回転の影響が復元力になって色々な波が生じています。
波と平均流の相互作用:波の伝わり方は周囲の流れの影響を受け、
一方、波はエネルギーや運動量を運んで流れを変えます。
といった様相です。この意味での地球流体力学については、例えば
酒井敏さんによるマルチメディア教材:
「実験室の中の空と海」
: 必見です!
木村龍治 著 「流れの科学」東海大学出版会
J.Pedlosky 著 「Geophysical Fluid Dynamics」Springer Verlag : 定番の教科書(英文)
などが参考になります。
この研究室での「地球流体力学」
伝統的な意味での地球流体力学も、全ての基礎となるものですから大事にしていきますが、 同時に、地球惑星科学科という「地の利」も考え、 「大気と海洋の共通部分」という枠を越えたテーマも目指します。 具体的には、以下の様な方向を視野に入れて研究を進めようとしています。
地球の大気・海洋以外の流れ
他の惑星の大気・海洋の力学
全地球史を視野に入れた大気・海洋の力学
地球の内部の「流れ」の力学
湿った大気の振舞:伝統的な GFD は避けて通ってきました。
雲の群の力学
水惑星の大循環の基本
大気・海洋と、地球の他の部分との相互作用など
大気・海洋が固体地球に与える影響
大気が地球の磁気圏に与える影響 : "Sq" など
火山の噴煙上昇における水蒸気凝結の役割
中層大気の力学
皆さんおなじみの地面付くの大気は、地形の影響や水蒸気の凝結に影響されて 流れ方が複雑になります。 成層圏・中間圏の大気の流れはこれらの直接の影響を受けないため、 ある意味で「理想的」な流れ方をしており、色々な理論の検証のための 「実験室」と見ることも出来るので、地球流体力学的に見ても興味深い領域です。 そのようなわけで
「中層大気科学分野」
と協力して中層大気の力学の研究をしています。 具体的なテーマとしては
内部重力波の伝播と崩壊・平均場との相互作用
大規模大気波動の伝播と崩壊・平均場との相互作用
大気の自由振動
大気潮汐
といったものがあります。 特別研究・大学院の
ゼミ
なども、中層大気科学分野と共通で行うことが多くあります。 (宮原教授は
特定領域研究B 「成層圏力学過程とオゾンの変動およびその気候への影響」
の取りまとめを行っています。)
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kensuke