| Project Area | Macro coastal oceanography: integrated simulation for the material dynamics from the land through the open ocean |
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| Project/Area Number |
22H05201
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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Transformative Research Areas, Section (IV)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
伊藤 幸彦 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (80345058)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浦川 昇吾 気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (00733916)
長谷川 大介 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(塩釜), 主任研究員 (10624728)
西川 悠 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 情報地球科学研究部門(アプリケーションラボ), グループリーダー (10625396)
田中 雄大 長崎大学, 総合生産科学研究科(水産学系), 准教授 (10750391)
坂本 圭 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60589860)
増田 貴子 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(塩釜), 主任研究員 (60893831)
堤 英輔 鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 助教 (70635846)
増永 英治 茨城大学, 地球・地域環境共創機構, 講師 (90779696)
本間 光 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(塩釜), 研究員 (91002228)
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| Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2026)
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| Budget Amount *help |
¥124,410,000 (Direct Cost: ¥95,700,000、Indirect Cost: ¥28,710,000)
Fiscal Year 2026: ¥15,730,000 (Direct Cost: ¥12,100,000、Indirect Cost: ¥3,630,000)
Fiscal Year 2025: ¥15,600,000 (Direct Cost: ¥12,000,000、Indirect Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2024: ¥14,430,000 (Direct Cost: ¥11,100,000、Indirect Cost: ¥3,330,000)
Fiscal Year 2023: ¥26,260,000 (Direct Cost: ¥20,200,000、Indirect Cost: ¥6,060,000)
Fiscal Year 2022: ¥52,390,000 (Direct Cost: ¥40,300,000、Indirect Cost: ¥12,090,000)
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| Keywords | 海水交換 / 物質循環 / 大陸棚 / 陸起源物質 / 物質交換 |
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| Outline of Research at the Start |
河川水などの陸水は栄養塩を豊富に含んでいますが、沿岸の生態系にどのように影響しているのか、特に沖合深層からの栄養塩との相対的な重要性についてはよくわかっていませんでした本研究では、最新の技術によって、沿岸から外洋までをカバーする観測と数値シミュレーションをを通して、河川由来の海水がどのように拡がるのか、大陸棚上の鉛直混合が堆積物由来の物質をどのように輸送するか明らかにし、日本列島全域における沿岸－外洋間の淡水・物質フラックスの定量評価を行います。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画班では、沿岸海域の生産性に関わる沿岸と外洋間の物質交換過程を解明し、日本全域における物質フラックスを定量化することを事業全体における目 的としている。また、この目的達成のための具体的方法として、4つのアプローチ (i) 沿岸系水塊の空間分布と拡散過程の観測、(ii)大陸棚上の鉛直混合と物質輸送過程の観測、(iii) 沿岸域における海水の流動・栄養塩分布と生態系動態、(iv)数値モデリングによる淡水・物質フラックス推定、を設定している。2024 年度は、これらに関連して以下の成果・進展が得られた。
(i)利根川河口域における漁業調査船たか丸および傭船調査データを蓄積し、河川水の分布と潮汐および風との関係を調べたほか、河川プリュームと海水の水平および鉛直拡散係数の推定を行なった。(ii)銚子沖において２回の新青丸航海KS-24-11およびKS-24-16により、大陸棚上の水深約100 m、150 mの地点に係留系を設置し、流速・水温およびクロロフィルa濃度の変動を明らかにした。また、漁業調査船若鷹丸を利用して水中グライダーによる調査を行い、東北沖に北偏している黒潮への沿岸水の取り込みと、水塊ごとの低次生物生産の特徴を明らかにした。(iii)冬季および夏季の銚子沖の沿岸側、沖合側の観測点における植物プランクトン炭素および窒素取り込み実験結果の解析を進めた。 (iv)気象庁気象研究所の海洋循環モデルを高度化し、低次生産モデルから沿岸域の基礎生産における河川由来の栄養塩の寄与を推定したほか、関東沖をさらに高解像度で再現したモデルを構築、内部潮汐エネルギーの解析を行なった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
沿岸の浅海域、大陸棚の水塊と流動、植物プランクトンによる栄養塩利用のいずれもデータの蓄積が進展、モデリングによる淡水・栄養塩フラックスの推定も進んでいる。利根川河口の浅海域では、YODAプロファイラ、マイクロAUVによるこれまでにない水平高解像度で河川プリュームの空間分布が得られており、乱流計観測から鉛直混合の特徴についても情報が得られつつある。銚子沖の大陸棚域では、2023年9-11月、2004年7-8月に設置した係留系から、沖合から大陸棚に侵入する非線形内部波の波列が捉えられ、大陸棚上の水柱の混合に重要な役割を果たしていることが示唆されている。また、三陸沖では繰り返し実施してきた水中グライダーの観測から、サブメソスケール現象が黒潮と沿岸水の交換に重要であることがわかってきた。これらの観測結果は、これまでの沿岸―外洋の海水交換過程で見落とされてきたものであり、領域が目指す統合的シミュレーションシステムの高度化に貢献できる。モデリングによる取り組みは、日本近海モデルへの低次栄養段階モデルの結合、関東近海を対象とした高解像度化が完了し、フラックス推定値が得られ領域および他班との相互比較の準備が整ってきた。以上のことから、順調に進捗していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
事業計画に従って、観測・数値モデリングおよび培養実験・分析を推進する。沿岸域においては、漁業調査船たか丸による調査を秋に実施予定であるほか、2023年度末より継続している毎月の傭船調査を実施、7から8月にかけては係留系を設置して流速・水温・塩分の変動に対する潮汐の影響を捉える。大陸棚域では、漁業調査船若鷹丸による水中グライダー等による観測を蓄積し、外洋の海流による沿岸水の取り込みの定量化に向けて取り組む。銚子沖の海域においては、2023年、2024年に取得した係留データを含む各種観測データの解析を進める。モデリングに関しては、これまで構築してきた低次栄養段階モデル、領域高解像度モデル計算結果の解析を進めるほか、沿岸域の栄養塩循環の変動をより精緻に再現するための海底堆積層における栄養塩動態を再現するモジュールの構築に取り組む。このほか、研究項目A02班との連携のため、三重大学練習船勢水丸による伊勢湾から黒潮域の航海に乗船し、物理観測を実施する。
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