QBO

波を上から入れる

実際の成層圏では, 下側境界から波が伝播してくる. Plum & MacEwan の実験でも, 水槽の下で波を起こしているが, そのような装置は制作が難しい.

逆に,水面で波を起こすようにすれば, 水槽そのものの構造も簡単になるし, 実験中にトラブルが起こっても対処しやすい.

内部重力波の性質は,上下対称なので, 上から波を入れても同じことが起こる.

泡対策

長時間実験をすると, 水槽の内側に無数の泡がついてくる. 成層を作る時に, 台所用の洗剤を少量混ぜておくと, 泡の付着をかなり防げる.

ただし, 洗剤によっては水に溶かすと白濁したり, 特定の塩分濃度で白濁するものもある.

中立浮き

この実験では各層の塩水の比重に対応した中立浮きが必要である. さまざまな素材で実験したが, 結局, ホットメルトガン (接着剤を熱で熔かして出すピストルのような形をしたもの) 用の接着剤と,画材屋で売っている自由樹脂 (お湯で温めると柔らかくなる) を混ぜたものが最もよかった.

ホットメルトガンの接着剤は水よりも軽く, 自由樹脂は水より重いので, これをお湯につけて柔らかくして, 適当な割合で練り合わせると, いろいろな比重のプラスチックができる.

これを整形するには,ホットメルトガンの接着剤のように, まず丸棒を作り, それをトランスを使って温度を下げたガンに装着して 押し出すと,「うどん」のような形で出てくる. これが柔らかいうちに適当な大きさに切って丸めると 中立浮きのでき上がりである.

パラフィンにカオリン (粘土を乾燥させて粉にしたようなもの) を 混ぜて比重を調整したものも試してみたが, こちらはすぐに泡がついて浮き上がってきてしまい, うまくいかなかった.

密度勾配を測る

この実験では, 鉛直方向の密度勾配が重要で, 特に波を起こす表面付近の密度勾配がきれいにできていないと, 実験がうまく行かない. これをチェックするために, ここではレーザーを使った.

成層流体中にレーザー光を水平に入射させると, その光は下向きに曲がる. 水槽の内側に鉛直に鏡を置いて, レーザー光を反射させると, 光は二度水槽内を通って戻ってくるので, 水槽を通らない時に比べて下にずれる. このずれの大きさを測定することで, 密度勾配の大きさを非接触で測定することができる.