亜熱帯モード水・季節密度躍層系の物理過程とその生物・化学的役割

• Project Area: Linkages in biogeochemical cycles between surface ocean and lower atmosphere
• Project/Area Number: 21014004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 須賀 利雄 東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (70211977)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 日比谷 紀之 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80192714)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥8,900,000 (Direct Cost: ¥8,900,000); Fiscal Year 2010: ¥4,400,000 (Direct Cost: ¥4,400,000); Fiscal Year 2009: ¥4,500,000 (Direct Cost: ¥4,500,000)
• Keywords: 亜熱帯モード水 / 季節密度躍層 / 亜表層酸素極大 / クロロフィル極大 / 鉛直拡散 / 内部波 / 一次生産 / プロファイリングフロート

Research Abstract

東北大学と海洋研究開発機構が共同で北太平洋亜熱帯域に展開してきたクロロフィルセンサー・酸素センサー付プロファイリングフロートのデータを解析し、亜熱帯モード水・季節密度躍層系の水温・塩分・密度・クロロフィル・酸素の季節内スケールから季節スケールまでの時間発展を記述した。特に、酸素センサーの経時変化を定量的に評価した上で、酸素の時間変動を調べたところ、5～7月の有光層内に顕著な酸素増加が見出された。さらに、これもとに純群集生産を見積もった結果、有光層内の積算値として25.2±3.2mmol cm^<-2>day^<-1>が得られた。これは、先行研究による亜熱帯循環東部における値の約5倍にも及ぶ大きな値であり、亜熱帯モード水の上端付近における強い鉛直拡散に伴う大きな栄養塩輸送の存在を支持するものである。このデータ解析の結果を説明するため、海洋表層の非静力学モデルに大気の総観規模擾乱に相当する強制を与え、亜熱帯モード水が存在する場合と存在しない場合の内部波の伝播過程を調べた。その結果、亜熱帯モード水が存在する場合には、混合層底部から下方に伝播する内部波は亜熱帯モード水上端付近で反射し、大気擾乱が通過した後も亜熱帯モード水上端以浅において乱流運動エネルギーが大きい状態が持続することがわかった。これは、密度め鉛直一様性で特徴づけられる亜熱帯モード水が内部波伝播のバリアとして作用し、モード水上端付近に強い鉛直拡散をもたらすという仮説を支持するものである。

Research Products

• [Journal Article] Biogeochemical evidence of large diapycnal diffusivity associated with the subtropical mode water of the North Pacific (2011)
  • Author(s): Sukigara, C.
  • Journal Title: Journal of Oceanography Volume: 67 Pages: 77-85
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vertical structure of North Pacific mode waters (2010)
  • Author(s): Toyama, K.
  • Journal Title: Deep Sea Research II Volume: 57 Pages: 1152-1160
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 亜熱帯モード水と一次生産 (2010)
  • Author(s): 須賀利雄
  • Journal Title: 海洋と生物 Volume: 32 Pages: 218-225
• [Journal Article] Anticyclonic eddies in the Alaskan Stream (2010)
  • Author(s): Ueno, H.
  • Journal Title: Journal of Physical Oceanography 39 Pages: 934-951
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Indian Ocean Subtropical Mode Water : its water characteristics and spatial distribution (2010)
  • Author(s): Tsubouchi, T.
  • Journal Title: Ocean Science 6 Pages: 41-50
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Subduction of North Pacific central mode water associated with subsurface mesoscale eddy (2009)
  • Author(s): Oka, E.
  • Journal Title: Geophysical Research Letters 36
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Global surface layer salinity change detected by Argo and its implication for hydrological cycle intensification (2009)
  • Author(s): Hosoda, S.
  • Journal Title: Journal of Oceanography 65 Pages: 579-586
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure and Modification of the South Pacific Eastern Subtropical Mode Water (2009)
  • Author(s): Sato, K.
  • Journal Title: Journal of Physical Oceanography 39 Pages: 1700-1714
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 海洋の中・深層における鉛直拡散強度の全球分布に関する理論的・観測的研究-2008年度日本海洋学会賞記念論文- (2009)
  • Author(s): 日比谷紀之
  • Journal Title: 海の研究 18 Pages: 115-134
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerically reproduced internal wave spectra in the deep ocean (2009)
  • Author(s): Sugiyama, Y.
  • Journal Title: Geophysical Research Letters 36
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical study of the bottom-intensified tidal mixing using an "eikonal approach" (2009)
  • Author(s): Iwamae, N.
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research 114
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transition to the large meander path of the Kuroshio as observed by satellite altimetry (2009)
  • Author(s): Ambe, D.
  • Journal Title: La Mer 47 Pages: 19-27
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] On the loss of wind-induced near-inertial energy to turbulent mixing in the upper ocean (2009)
  • Author(s): Zhai, X
  • Journal Title: Journal of Physical Oceanography 39
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interaction between the trigger meander of the Kuroshio and the abyssal anticyclone over Koshu Seamount as seen in the reanalysis data (2009)
  • Author(s): Endoh, T.
  • Journal Title: Geophysical Research Letters 36
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 亜熱帯モード水研究の歩みと展望 (2009)
  • Author(s): 須賀利雄
  • Journal Title: 月刊海洋 41 Pages: 668-675
• [Journal Article] アルゴ太平と船舶観測による北洋亜熱帯モード水の新たな形成・循環像 (2009)
  • Author(s): 岡英太郎
  • Journal Title: 月刊海洋 41 Pages: 676-682
• [Journal Article] 亜熱帯モード水が亜熱帯の生物過程に果たす役割 (2009)
  • Author(s): 鋤柄千穂
  • Journal Title: 月刊海洋 41 Pages: 731-737
• [Journal Article] 北太平洋のモード水の鉛直構造 (2009)
  • Author(s): 遠山勝也
  • Journal Title: 月刊海洋 41 Pages: 745-749
• [Presentation] 風起源の近慣性振動に関するLESとその結果に基づく海洋混合層モデルの有効性の検証 (2011)
  • Author(s): 古市尚基
  • Organizer: 2011年度日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京大学柏キャンパス,柏,千葉
  • Year and Date: 2011-03-23
• [Presentation] Subsurface new production in the northwestern subtropical North Pacific fueled by nutrients from the Subtropical Mode Water (2010)
  • Author(s): Suga, T.
  • Organizer: 2010 AGU Fall Meeting
  • Place of Presentation: モスコーンセンター,サンフランシスコ,米国
  • Year and Date: 2010-12-15
• [Presentation] Profiling floats as tools for biogeochemical and biological monitoring (2010)
  • Author(s): Suga, T.
  • Organizer: PICES 2010
  • Place of Presentation: ポートランド・コンベンションセンター,米国
  • Year and Date: 2010-10-28
• [Presentation] 父島近海の表層における乱流混合過程:Large Eddy Simulationと乱流直接観測 (2010)
  • Author(s): 古市尚基
  • Organizer: 2010年度日本海洋学会秋季大会
  • Place of Presentation: 東京農業大学オホーツクキャンパス、網走,北海道
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] 伊豆小笠原海嶺付近の表層における乱流強度の時系列観測 (2010)
  • Author(s): 長澤真樹
  • Organizer: 2010年度日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学品川キャンパス(東京)
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] Biological responses to submesoscale variations in the Kuroshio Extension frontal region (2010)
  • Author(s): 鋤柄千穂
  • Organizer: Ocean Science Meeting 2010
  • Place of Presentation: オレゴン・コンベンション・センター(ポートランド、アメリカ)
  • Year and Date: 2010-02-24
• [Presentation] Global distribution of mixed layer depth from the Argo profiling floats : improving the temporal and spatial maps (2010)
  • Author(s): Hosoda, S.
  • Organizer: Ocean Science Meeting 2010
  • Place of Presentation: オレゴン・コンベンション・センター(ポートランド、アメリカ)
  • Year and Date: 2010-02-24
• [Presentation] Model-predicted distribution of wind-induced near-inertial wave energy in the world's oceans (2010)
  • Author(s): 古市尚基
  • Organizer: Ocean Science Meeting 2010
  • Place of Presentation: オレゴン・コンベンション・センター(ポートランド、アメリカ
  • Year and Date: 2010-02-22
• [Presentation] Sea-to-air oxygen flux associated with the destruction of shallow oxygen minimum (2009)
  • Author(s): Nakagawa, Y.
  • Organizer: SOLAS Open Science Conference
  • Place of Presentation: コスモ・カイシャ(バルセロナ、スペイン)
  • Year and Date: 2009-11-16
• [Presentation] 黒潮続流域の南側における水塊構造と生物過程 (2009)
  • Author(s): 鋤柄千穂
  • Organizer: 2009年度日本海洋学会秋季大会
  • Place of Presentation: 京都大学吉田キャンパス(京都)
  • Year and Date: 2009-09-27
• [Presentation] 海洋混合層内における風起源の近慣性振動流のLarge Eddy Simulation (2009)
  • Author(s): 古市尚基
  • Organizer: 2009年度日本海洋学会秋季大会
  • Place of Presentation: 京都大学吉田キャンパス(京都)
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] Physical-Biogeochemical Study Using a Profiling Float : Subsurface Primary Production in the Subtropical North Pacific (2009)
  • Author(s): Suga, T.
  • Organizer: OceanObs'09
  • Place of Presentation: ベニス・コンベンションセンター(ベニス、イタリア)
  • Year and Date: 2009-09-22
• [Presentation] Argo -A decade of progress (2009)
  • Author(s): Freeland, H.
  • Organizer: OceanObs'09
  • Place of Presentation: ベニス・コンベンションセンター(ベニス、イタリア)
  • Year and Date: 2009-09-22
• [Presentation] Monitoring ocean-atmosphere interactions in western boundary current extensions (2009)
  • Author(s): Cronin, M.F.
  • Organizer: OceanObs'09
  • Place of Presentation: ベニス・コンベンションセンター(ベニス、イタリア)
  • Year and Date: 2009-09-22
• [Presentation] Recent change in global sea surface layer salinity detected by Argo float array (2009)
  • Author(s): Hosoda, S.
  • Organizer: OceanObs'09
  • Place of Presentation: ベニス・コンベンションセンター(ベニス、イタリア)
  • Year and Date: 2009-09-22
• [Presentation] Sea-to-air oxygen flux associated with the destruction of shallow oxygen minimum (2009)
  • Author(s): Suga, T.
  • Organizer: IAMAS-IAPSO-IACS 2009 Joint Assembly
  • Place of Presentation: モントリオール・パレ会議場(モントリオール、カナダ)
  • Year and Date: 2009-07-21
• [Presentation] Vertical structures of the North Pacific mode waters (2009)
  • Author(s): Toyama, K.
  • Organizer: IAMAS-IAPSO-IACS 2009 Joint Assembly
  • Place of Presentation: モントリオール・パレ会議場(モントリオール、カナダ)
  • Year and Date: 2009-07-21
• [Presentation] 九州西方沿岸域を襲う巨大波「あびき」の正体をとらえる (2009)
  • Author(s): 日比谷紀之
  • Organizer: シンポジウム「東京大学の海研究『海の現在と明日』」
  • Place of Presentation: 東京大学弥生講堂・一条ホール(東京)
  • Year and Date: 2009-07-14
• [Remarks]
  • URL: http://www.pol.gp.tohoku.ac.jp/pol/paper.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.pol.gp.tohoku.ac.jp/pol-english/paper.html
• [Remarks]
  • URL: http://ns.eps.s.u-tokyo.ac.jp/jp/member/index.php?_urid=1387&_lang=ja
• [Remarks]
  • URL: http://ns.eps.s.u-tokyo.ac.jp/en/member/index.php?_urid=1387&_lang=en