物理海洋学Ⅱ
（2020年度)
2020年5月19日
第10講までの、パワーポイントをUP（Teamsのみです）
2020年5月15日
第5講までの、mp4版（動画版）をUP（Teamsのみです）
2020年5月14日
第2講、mp4版（動画版）をUP
2020年5月12日
第6講とその課題をUP
第5講まで進んだ学生に、
--＞「もしも地球が立方体だったら？」
2020年5月11日
第2講の課題をUP
2020年5月10日
第1講～第5講までのファイルをUP
担当：島田浩二（9号館601）
WEBページ：
http://www2.kaiyodai.ac.jp/~koji/
現象の面白さ・美しさを紹介してゆく予定です。
（１）Microsoft Teamsの共有ファイルにて履修登録者のみに提供します。入手のためには、Office365（Teamsも含めて）をインストールし、海洋大IDでOffice365にログインしていることが必要です。 資料をダウンロードするときは、Teamsを起動しておいてください。
（２）資料については、パスワードが掛かっていますので、LiveCampusを通じての授業連絡でお知らせしますので、忘れないようにしてください。
（３）Microsft Teams（会話、チャット）、および、Emailにて個別の質問にも対応します。対話・チャットの場合は、アポイントメントを取ってください。アポイントメントはチャットもしくはEmailでお願いします。
Teamsでは、学生個人と私のみのコミュニケーションをとることができます。また、個別にファイルのやり取りもできます。
（参考リンク１）Teams で 1 対 1 ミーティングを行う
（参考リンク２）Teams でチャットを開始する
OneDrive（一時的にここにも置きます：但し、第1講のパワーポイント音声なしのみ）
Office365を使えない場合、スマホで通信量制限が掛かっている場合、私までメールを必ずしてください。こちらに講義資料を暫定的に置いています。
通信量制限が掛かっている学生は、「JPGとmp3（画像と音声）」を利用してください。
2019年度「物理海洋学Ⅱ」WEBページ（参考）：
http://www2.kaiyodai.ac.jp/~koji/gfd/index2019.html
第1講（2020
5/10掲載、アンケート締め切り5/13正午）
イントロダクション
本講義の概要（習得すれば、こんないいことがあるという話）。
資料（Teamsのファイル置き場）： 下記【】内の「*」のところが「2020_01_イントロダクション」
（１）パワーポイントファイル音声なし【*.pptx】
(56MB, 7.2MB, 音声なし)
（２）パワーポイントファイル音声あり【*_s.pptx】
(7.2MB, 56MB, 音声あり)
（３）PDFファイル【*.pdf】
（3.6MB, 音声なし）
（４）jpeg画像ファイル【*.zip
】
(3.2MB, 音声なし, ZIP圧縮)
（５）jpeg画像ファイル+mp3音声ファイル【*.JPG,
*.mp3】（合計3.2MB、WEB）
No.1 風のいろいろ
No.4 波のいろいろ
第2講（2020
5/10掲載、課題締切：5/20（水）正午）
質点系の物理では、物体の動きに追従して考える方法、ラグランジュの方法で考えてきた。流体は多くの分子から成り立っており、分子の１つ１つを追跡するのは得策ではない。そこで、流体力学では固定された場所での変化を調べる方法であるオイラーの方法を用いることが多い。オイラーの方法について解説する。
資料（Teamsのファイル置き場）： 下記【】内の「*」のところが「2020_02_オイラーの方法」
（１）パワーポイントファイル音声なし【*.pptx】
(2.3MB,
音声なし)
（２）パワーポイントファイル音声あり【*_s.pptx】
(未掲載)
（３）PDFファイル【*.pdf】
（550KB, 音声なし）
（４）jpeg画像ファイル【*.zip
】
(1.5MB, 音声なし, ZIP圧縮)
（５）jpeg画像ファイル【JPG形式のスライド】（合計1.5MB、WEB）
第3講（2020
5/10掲載、課題締切（未掲載）：5/25（月）正午）
流体の運動方程式と連続方程式を導く。
運動方程式は、ニュートンの運動方程式そのもので、難しくない。
連続方程式は、固定された体積空間での質量変化を考える式である。
資料（Teamsのファイル置き場）： 下記【】内の「*」のところが「2020_03_運動方程式と連続方程式」
（１）パワーポイントファイル音声なし【*.pptx】
(1.3MB,
音声なし)
（２）パワーポイントファイル音声あり【*_s.pptx】
(未掲載)
（３）PDFファイル【*.pdf】
（497KB, 音声なし）
（４）jpeg画像ファイル【*.zip
】
(1.4MB, 音声なし, ZIP圧縮)
（５）jpeg画像ファイル【JPG形式のスライド】（合計1.4MB、WEB）
第4講（2020
5/10掲載、課題締切（未掲載）：5/27（水）正午）
コリオリ力とは？ 自分が反時計回転しているから、回転していないものは、時計回りに回転して見える。それだけのこと！
大事なことは、回転して見える物の周期は、回転台の1/2、回転角速度は２倍であること。
イメージを忘れずに！
◎この動画をインプット！⇒Coriolis.flv
○コリオリの力のもっときちんとした動画資料（2.8GBあります）：VR_MOVIE.mpg
ファイルサイズが大きいので、ダウンロードに時間が掛ります。
そのままの場合、Windows
Media
Playerで再生できます。
拡張子「.mpg」を「.VRO」に変更すると、DVD再生ソフトで閲覧できます。
資料（Teamsのファイル置き場）： 下記【】内の「*」のところが「2020_04_コリオリ力」
（１）パワーポイントファイル音声なし【*.pptx】
(2.3MB,
音声なし)
（２）パワーポイントファイル音声あり【*_s.pptx】
(未掲載)
（３）PDFファイル【*.pdf】
（709KB, 音声なし）
（４）jpeg画像ファイル【*.zip
】
(3.0MB, 音声なし, ZIP圧縮)
（５）jpeg画像ファイル【JPG形式のスライド】（合計3.0MB、WEB）
No.22 コリオリ力の「ユリイカ」
第5講（2020
5/10掲載、課題締切（未掲載）：6/1（月）正午）
静水圧平衡、回転放物面、ジオイド
地学で、ジオイドについて学んだと思いますが、暗記ではなく、その意味をしっかり理解しましょう。例えば、将来、衛星高度計データを使うときには必須の概念です。
資料（Teamsのファイル置き場）： 下記【】内の「*」のところが「2020_05_静水圧平衡＆回転放物面＆ジオイド」
（１）パワーポイントファイル音声なし【*.pptx】
(6.5MB,
音声なし)
（２）パワーポイントファイル音声あり【*_s.pptx】
(未掲載)
（３）PDFファイル【*.pdf】
（893KB, 音声なし）
（４）jpeg画像ファイル【*.zip
】
(1.3MB, 音声なし, ZIP圧縮)
（５）jpeg画像ファイル【JPG形式のスライド】（合計1.3MB、WEB）
地球の重力は、場所によって違います。
遠心力が最大となる赤道で、重力は最小（おおよそ、9.78m/s2）、両極で最大（おおよそ9.83m/s2）です。
参考サイト（測地学会＆東北大講義資料）
http://www.geod.jpn.org/web-text/part2/2-2/index.html
http://www.es.tohoku.ac.jp/JP/private/class/archives/2016_earthsystem/EarthSystem2016_3.pdf
もしも地球が立方体だったら？ありえないことを考えてみると、今の世界のこと、物理に興味が出てくると思います。
動画
https://www.jss.or.jp/fukyu/cubicearth/
保坂さんの解説ページ
http://mt-utoa.webmasters.co.jp/learnocean/knowledge/0015.html
第6講（2020
5/12掲載、課題締切：6/3（水）正午）
スケールアナリシス＆地衡流
資料（Teamsのファイル置き場）： 下記【】内の「*」のところが「2020_06_スケールアナリシス＆地衡流」
（１）パワーポイントファイル音声なし【*.pptx】
(7.5MB,
音声なし)
（２）パワーポイントファイル音声あり【*_s.pptx】
(未掲載)
（３）PDFファイル【*.pdf】
（2.6MB, 音声なし）
（４）jpeg画像ファイル【*.zip
】
(1.3MB, 音声なし, ZIP圧縮)
第7講
慣性振動.
第8講
浅水方程式
第9講
非回転系の浅水重力波
第10講
回転系の浅水重力波
＜おすすめの読み物＞
気象学会のホームページになりますが、気象のABCというコーナーがあります。
リンク：気象のABC
今回の講義までに関わることとして、読むとよいものは、
No.1 風のいろいろ
No.4 波のいろいろ
No.22 コリオリ力の「ユリイカ」
です。
問題が解けて、「できて」、うれしいという気持ちもありますが、これからは、「分かる」という快感を重視しましょう。
「分かろう」としてきた先人の「分かり方」が書かれています。物理・数学というと、難解というイメージがある学生もいると思いますが、
数学は分かるための道具（＝言語）と考えると、便利なものであると気付かされると思います。
道具も使いようで、海洋物理・気象学では、むっちゃ小さいもの（小さい×小さい）はカットの精神です。
そうすれば、楽に解けてしまいます。いい加減ですが、これこそ、物の理を捉える極意⇒「物理」です。
以降の予定：昨年度の講義ページとほぼ同じ内容で実施します。
スケールアナリシス、静水圧近似
非回転系の浅水重力波、津波
回転の影響を受けた慣性重力波
慣性振動
角運動量の保存、渦位の保存
ロスビー波
海洋大循環(スベルドラップバランス、西岸境界流)
エクマン層の力学
熱塩大循環
総復習
CTD観測は物理観測？
現代の海洋学のルール（Thermodynamic Equation Of Seawater - 2010 (TEOS-10)：http://www.teos-10.org/）では、電気伝導度から求めた実用塩分（PSUもしくはPSS）なのか、もしくは、単位質量（1Kg）の海水にどれだけの塩（g）が含まれているかであらわされる絶対塩分（g/Kg）を区別するようにと勧告されている。暗黙の了解ではあるが、これまでの論文でPSU、PSSを付けていない塩分については、電気伝導度から計算された塩分と考えるのが妥当（であろう）。太平洋深層の地衡流計算をするときは、後述する絶対塩分（‰もしくはg/Kg）を用いましょう。塩分には、次元が無いのです。観測では、PSUであるか‰もしくはg/Kgをきちんと付けましょう！
ルール改正された理由は何か？ 海洋学実習ⅡテキストのP11-12を読んでみよう。密度に対し大事なのは、単位質量（1Kg）の海水にどれだけの塩（g）が含まれているかである。もし、塩分に（g/Kg）が付いていたら、それは絶対塩分を意味していると考えましょう。絶対塩分とは、本当に、塩の重量比を示したもので、これが、密度計算に必要な塩分です。含まれていても、ケイ酸塩などは電気伝導度がないので、海水の密度を増加させる効果があっても電気伝導度を増加させる効果はない。ここが問題なのです（⇒詳細は新海洋学実習Ⅱテキスト、PassはArctic）。
リンク：2014年度海洋学実習Ⅱのページ
地衡流とダイナミックハイト(Dynamic Height)、Steric Height、ジオポテンシャル
さて、地衡流は、ジオポテンシャル、Steric Height、Dynamic Heightのいずれかを求めて、地衡流の式より、それら空間微分により計算されます。
ジオポテンシャル（Φ）: ｇη [m2/s2] ---＞ポテンシャルエネルギー（mgh）と似ているよね
Steric Height: η [m] ---＞海面での値は水位そのもの
Dynamic Height: ｇη/10 [m2/s2] or [dynamic m]---＞重力加速度gを10としたええ加減なパラメータ。でも、9.8も10も差が無いと気にしない、大局が大事な海洋物理では、OKでしょう。次元は長さ[m]ではなく、ジオポテンシャルと同じ[m2/s2]、もしくは、海洋分野独特の[dynamic m]を使う。
世界の海の最強の流れの１つである黒潮を横切る水位差(η)は80cmほどです（http://www-pord.ucsd.edu/~ltalley/sio210/images/pac0dbar.jpg）。これは、亜熱帯循環の最高水位と最低水位の差になります。この水位差で数ノットの流れになります（1ノット～50cm/s）。
世界七つの大洋の１つで最も小さい北極海（洋）の海洋大循環は、強流域でも黒潮の約1/10。つまり、水位差は、せいぜい10cmとなります（資料）。衛星による海面高度観測により、50cmもの水位差があるという報告もありますが、どこか基本中の基本を間違えているはずです。あり得ることとあり得ないことは、スケールアナリシスで判断できます。このあたり、海洋物理のスタートライン立つ初めの一歩として大事なことです。
計算法などは、2014年度海洋学実習Ⅱのページ
