Fresh water spreads offshore far away from coast and impacts on primary production
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22K03729
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
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| Research Institution | Fisheries Research and Education Agency |
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Principal Investigator |
和川 拓 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(横浜), 主任研究員 (10601916)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川口 悠介 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (00554114)
乙坂 重嘉 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (40370374)
井桁 庸介 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(横浜), 主幹研究員 (50444138)
坂本 圭 気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (60589860)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 沿岸－沖合相互作用 / 低塩水 / 高気圧性渦 / 基礎生産 / 数値モデル実験 / 現場観測 / 日本海 / 対馬暖流 / 渦 / 2km格子数値モデル / ADCP・セジメントトラップ係留系 / 水中グライダー |
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| Outline of Research at the Start |
海への河川水流出は、塩分や栄養塩の輸送におけるインパクトが大きく、水塊分布や物質循環の変動要因となっている。申請者は最近、春先の基礎生産力では親潮域にも匹敵する佐渡島沖合域において、河川水が由来と考えられる分厚い低塩水を初めて観測した。本研究は、この河川水の沿岸域から沖合域への流出過程を新たに探求する。まず、粒子追跡実験により、河川水の供給源域・流出時期・量を特定する。次に、数値実験より、沖合流出の物理機構を明らかにする。さらに、係留系観測を実施して、河川水の生物生産への影響を定量的に評価する。そして、低塩水の流出経路を数値モデルで予測し、そこに機動的にグライダーを向かわせて実証観測も行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
数値実験結果を解析し、高気圧性渦が、春季における東北地方の日本海側沿岸域から低塩水が沖合域へ流出する過程において、重要な役割を果たすことを定量的に明らかにした。
また、船舶観測による塩分の鉛直断面を解析し、沿岸水の沖合流出時には、沿岸域の上層を低塩水が占め、沖合域の亜表層における比較的高塩な水との間に強い塩分前線を形成することを示した。このように、数値実験と実観測の両者において整合的な、鉛直構造を含めた3次元的な沿岸水の沖合流出構造・過程を示した。
沿岸水の流出前の背景初期場が悪条件だと流出が妨げられることも示した。前年の長江希釈水の流入が少ないと、沿岸水が沖合流出しにくく、直前の海面冷却が強すぎて亜表層の高塩水まで混合し、高遠化すると、沖合流出しにくい。また、直前の降水・降雪が少ないと、沿岸水が沖合流出しにくいことも示唆された。
低塩水による生物生産・物質循環への影響を定量的に評価するため、表層から沈降移動する物質フラックスや、捕集される粒子の質の時間変化の情報を取得することを目的に、佐渡島沖合域にセジメントトラップを搭載した係留系を設置することに成功した。係留系は2023年6月に回収する予定である。
沈降粒子フラックスに影響するメソスケール渦の形成・変動が上流における対馬暖流の勢力の影響を受けるという力学機構を、観測データに基づいて実証し、渦の変動予測性も提唱した。この結果は物質循環や生物生産の変動機構を理解する上で重要な知見であり、高い応用性も併せ持つ。
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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
数値モデル実験結果の解析は順調に進められている。沿岸水の沖合輸送と高気圧性渦の関係、基礎生産へのインパクトなどを示した研究成果は既に1報の学術論文としてまとめている最中であり、投稿間近である。
2022年度に係留系の設置は成功した。2023年度の回収も成功すれば、係留系観測は全て成功といえる。
コロナ禍とロシア情勢悪化による人員不足・物資不足・物流停滞の影響を受け、2022年度は米国におけるグライダーの整備業務が完全にストップしてしまう事態に陥った。このため、2023年春季のグライダー観測は実施できなかった。現在は状況が改善してきており、2024年春季にはグライダー観測を実現できる見込みである。
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| Strategy for Future Research Activity |
数値モデルによる粒子追跡実験を行い、低塩水の供給源域と沖合流出時期を特定し、中部・東部日本海における沿岸－沖合間の低塩水供給システムを明らかにする。
数値実験結果を解析し、沿岸－沖合相互作用による低塩水輸送の物理機構を明らかにする。河川水に対する海洋循環の応答にも注目する。
低塩水が流入する沖合域に1年間設置した係留系を回収する。セジメントトラップ観測データを解析し、低塩水による生物生産・物質循環への影響を定量的に評価する。
2024年の低塩水の流出経路を数値実験で予測し、その現場でグライダー観測を実施する。
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Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
