Salinity-related mid-latitude air-sea interaction and ocean heat waves

• Project Area: Mid-latitude ocean-atmosphere interaction hotspots under the changing climate
• Project/Area Number: 22H04486
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 安田 一郎 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (80270792)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 海洋熱波 / 海洋 / 気候 / 大気海洋相互作用 / 塩分 / 長周期変動

Outline of Research at the Start

2014-2015年に北米西岸で発生した海洋熱波は、北米西岸域の気象や海洋生態系に大きな影響を及ぼし、社会問題となった。海洋観測データの解析から、2014-2015年や2019年の北米西岸での海洋熱波に先行して、塩分・水温・力学高度偏差を伴う海洋大規模海洋擾乱が、北太平洋西部から中央部で出現・東進し、北米西岸での海洋熱波に発展した可能性がある。本研究では「東進する海洋大規模擾乱が北米西岸での海洋熱波の元となる」を作業仮説として、特に東進が顕著に観測される塩分に着目し、中緯度大気海洋相互作用を通じて生じる擾乱発生・伝搬・増幅過程を明らかにし、予測可能性を高めることを目的として研究を行う。

Outline of Annual Research Achievements

2014/15に生じた東部北太平洋アラスカ湾の海洋熱波について、エルニーニョに伴う風応力場による湧昇偏差となっていたにも拘らず、2011-2013年での負のPDOに伴い北太平洋中央部で蓄熱により発生した高温高塩分擾乱の東進に伴い、連行される海水温度塩分が平年に比べて高かったことが、海洋熱波を持続させた一因であることを明らかにし、結果を米国OceanScienceMeetingで発表した。2019-2020年での熱波は、2014/2015とは異なり、風による沈降偏差に伴う等密度面深化によって生じた、高温低塩分低密度偏差に伴う混合層の浅化が、夏季を中心とした熱波を発生させたことを明らかにした。高解像度気候モデルの300年出力データの解析から、2014-2015年熱波と類似した気候モードの変動パターンが存在し繰り返していることを見出した。アラスカ湾水温変動を代表するNPGOモードおよび熱帯と関係の深いPDOモードが熱波の数年前に負から正に転じ極大に向かう際に、中央太平洋エルニーニョの発生と同期してアラスカ湾水温の熱波が発生することが明らかとなった。この変動パターンについて1920年に遡り、温暖化トレンドを除いた観測された海面水温データを用い調べたところ、年平均偏差が標準偏差の1.5倍を超える熱波年のうち、モデルでの熱波パターンおよび2014/15に類似した熱波が1936,57, 2005に生じていたこと、2019/2020の夏季に強まる熱波に類似した熱波が1944年に生じていた。海洋熱波に関わるPDOの長期変動について、18.6年周期、その1.5倍・3倍の周期が位相同期して、生じている可能性を、単純化したモデルで検討した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] オレゴン州立大(米国)
• [Journal Article] Turbulence Across the Antarctic Circumpolar Current in the Indian Southern Ocean: Micro‐Temperature Measurements and Finescale Parameterizations (2024)
  • Author(s): Sasaki Yusuke、Yasuda Ichiro、Katsumata Katsuro、Kouketsu Shinya、Uchida Hiroshi
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Oceans Volume: 129 Issue: 2
  • DOI: 10.1029/2023jc019847
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Different responses of phytoplankton to Fe manipulation in Fe-limited waters with contrasting surface mixed layer depth in the western subarctic Pacific. (2023)
  • Author(s): Yoshida, K., J. Nishioka, I. Yasuda, K. Suzuki
  • Journal Title: Journal of Oceanography Volume: 79 Issue: 5 Pages: 483-497
  • DOI: 10.1007/s10872-023-00692-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Large-Scale Distribution and Variations of Active Salt-Finger Double-Diffusion in the Western North Pacific (2023)
  • Author(s): Oyabu Ryosuke、Yasuda Ichiro、Sasaki Yusuke
  • Journal Title: Journal of Physical Oceanography Volume: 53 Issue: 8 Pages: 2013-2027
  • DOI: 10.1175/jpo-d-22-0244.1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Overlap between suitable nursery grounds for Japanese anchovy (Engraulis japonicus) and Japanese sardine (Sardinops melanostictus) larvae (2022)
  • Author(s): Nishikawa Haruka、Itoh Sachihiko、Yasuda Ichiro、Komatsu Kosei
  • Journal Title: Aquaculture, Fish and Fisheries Volume: - Issue: 3 Pages: 179-188
  • DOI: 10.1002/aff2.39
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] In Situ Calibration of Underwater Glider Flight Model Using Acoustic Doppler Current Profilers (2022)
  • Author(s): T. Tanaka, D. Hasegawa, T. Okunishi, I. Yasuda, T.P. Welch
  • Journal Title: Journal of Atmospheric and Oceanic Technology Volume: 39(9) Issue: 9 Pages: 1331-1352
  • DOI: 10.1175/jtech-d-21-0074.1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] OB34C-0879 Phytoplankton responses to iron and macronutrient fluxes from subsurface waters in the western North Pacific (2024)
  • Author(s): Huailin Deng, Koji Suzuki, Ichiro Yasuda, Hiroshi Ogawa, Jun Nishioka
  • Organizer: Ocean Sciences Meeting. AGU
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Estimation of primary production using a Fast Repetition Rate Fluorometer (FRRF) on an underwater glider (2024)
  • Author(s): T. Tanaka, D. Hasegawa, H. Homma, and I. Yasuda
  • Organizer: Ocean Sciences Meeting. AGU
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Turbulence across the Antarctic Circumpolar Current in the Indian Southern Ocean: Micro-Temperature Measurements and Finescale Parameterizations. (2024)
  • Author(s): Sasaki, Y., Yasuda, I., Katsumata, K., Kouketsu, S., & Uchida, H.
  • Organizer: Ocean Sciences Meeting. AGU.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Eastward propagation of mid-latitude North Pacific temperature-salinity anomaly and link to marine heat wave in the eastern North Pacific. (2024)
  • Author(s): Ichiro Yasuda, Taku Niinuma, and Tomonori Matsuura
  • Organizer: Ocean Sciences Meeting. AGU
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 北西太平洋におけるソルトフィンガー型二重拡散対流の分布と変動 (2023)
  • Author(s): 大藪良祐・安田一郎・佐々木雄亮
  • Organizer: 水産海洋学会
• [Presentation] CTD-attached microstructure measurements using fast response thermistors. (2023)
  • Author(s): Ichiro Yasuda, Yasutaka Goto, Maki Nagasawa, Takahiro Tanaka, Yusuke Sasaki
  • Organizer: JFE-Advantech International ocean mixing symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Internal structures along the Kuroshio large meander area obtained from dissolved inorganic radiocarbon (2023)
  • Author(s): Hui Lan, Yusuke Yokoyama, Shoko Hirabayashi, Yosuke Miyairi, Siyu Jiang, Hiroaki Saito, Hiroyasu Hasumi, Ichiro Yasuda
  • Organizer: JpGU2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dissolved inorganic radiocarbon as a sensitive tracer for tracking water masses in the upper ocean of the Kuroshio Large Meander Region (2023)
  • Author(s): Hui Lan, Yusuke Yokoyama, Shoko Hirabayashi, Yosuke Miyairi, Siyu Jiang, Hiroaki Saito, Hiroyasu Hasumi, Ichiro Yasuda
  • Organizer: JpGU2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 北太平洋亜寒帯域での混合と栄養塩フラックス (2023)
  • Author(s): 安田一郎, 佐々木雄亮
  • Organizer: 北太平洋の生物地球化学・物質循環研究の推進
• [Presentation] CTD搭載型高速水温計を用いた乱流観測：乱流強度の分布と鉛直構造について (2023)
  • Author(s): 佐々木雄亮, 安田一郎, 勝又勝郎, 纐纈慎也, 内田裕
  • Organizer: 海洋乱流の観測及びモデリングに関する研究集会
• [Presentation] Observation of energy transfer from traveling typhoons to turbulent mixing in the ocean (2022)
  • Author(s): Aiqi Zhang, Ichiro Yasuda, Daigo Yanagimoto, Shinzo Fujio, Yusuke Sasaki
  • Organizer: JpGU2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The North Pacific marine heatwave simulated in a high-resolution coupled general circulation model. (2022)
  • Author(s): Matsuura Tomonori, Ichiro Yasuda and Hiroaki Tatebe
  • Organizer: JpGU2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 塩分が関与する中緯度大気海洋相互作用と海洋熱波 (2022)
  • Author(s): 安田一郎・松浦知徳・新沼拓・建部洋晶
  • Organizer: HotSpot2 A02-6班会議
• [Presentation] MIROC6_subhi結合モデルでシミュレートされた北東太平洋海洋熱波 (2022)
  • Author(s): 松浦知徳・安田一郎・建部洋晶
  • Organizer: HotSpot2 A02-6班会議
• [Presentation] 1980年代での黒潮大蛇行研究 (2022)
  • Author(s): 安田一郎
  • Organizer: 日本海洋学会2022年度秋季大会
• [Presentation] 北太平洋中層水のケイ素を含めた化学的特性の形成過程：仮説の提案. (2022)
  • Author(s): 西岡 純, 小畑 元, 山下洋平, 三角和弘, 南 秀樹, 則末和宏, 鈴木光次, 近藤能子, 中村知裕, 三寺史夫, 安田一郎
  • Organizer: 日本海洋学会2022年度秋季大会
• [Presentation] CTD搭載型高速水温計を用いた乱流断面観測及びファインスケールパラメタリゼーションに関する考察 (2022)
  • Author(s): 佐々木雄亮, 安田一郎, 勝又勝郎, 纐纈慎也, 内田裕
  • Organizer: 日本海洋学会2022年度秋季大会
• [Presentation] 白鳳丸2025年2月航海:冬季黒潮での乱流と熱・栄養塩・稚仔魚輸送過程 (2022)
  • Author(s): 安田一郎・田中雄大・坂本達也・西川悠・高須賀明典・西岡純・伊藤幸彦
  • Organizer: 水産海洋学会・大会
• [Presentation] 黒潮・津軽暖流が通過する海峡・海嶺域における硝酸塩乱流鉛直輸送 (2022)
  • Author(s): 田中雄大・長谷川大介・奥西武・安田一郎
  • Organizer: 水産海洋学会・大会
• [Presentation] 北太平洋亜寒帯外洋域の鉛直混合：ロシア船2018観測とフロート乱流計時系列観測 (2022)
  • Author(s): 安田一郎・木村詩乃・佐々木雄亮
  • Organizer: 北海道大学低温科学研究所共同研究集会「海洋コンベアベルト終焉部の生物生産・物質循環における北方圏縁辺海の役割評価」
• [Presentation] 北太平洋中層水のケイ素を含めた化学的特性の形成 過程：仮説の提案 (2022)
  • Author(s): 西岡 純・小畑 元, 山下洋平, 三角和弘, 南 秀樹, 則末和宏, 鈴木光次, 近藤能子, 中村知裕, 三寺史夫, 津旨大輔, 坪野考樹, 安田一郎
  • Organizer: 北海道大学低温科学研究所共同研究集会「海洋コンベアベルト終焉部の 生物生産・物質循環における北方圏縁辺海の役割評価」
• [Presentation] 海色衛星データを用いた北方圏縁辺海の基礎生産と水塊分布に関する研究 (2022)
  • Author(s): 平譯享・西岡純・小畑元・安田一郎・山下洋平・大井田穰示・野村大樹・鈴木光次
  • Organizer: 北海道大学低温科学研究所共同研究集会「海洋コンベアベルト終焉部の生物生産・物質循環における北方圏縁辺海の役割評価
• [Presentation] Phytoplankton responses to iron, macro-nutrient fluxes in the western North Pacific (2022)
  • Author(s): Deng Huailin、西岡純、鈴木光次、安田一郎、小川浩史
  • Organizer: 北海道大学低温科学研究所共同研究集会「海洋コンベアベルト終焉部の生物生産・物質循環における北方圏縁辺海の役割評価」
• [Presentation] 西部北太平洋亜寒帯域における乱流計搭載フロートによる長期乱流観測 (2022)
  • Author(s): 佐々木雄亮, 安田一郎, 山木謙, 杉江恒二, 纐纈慎也
  • Organizer: 海洋乱流の観測及びモデリングに関する研究集会
• [Presentation] 北東太平洋海洋熱波と北太平洋長期変動 (2022)
  • Author(s): 安田一郎・松浦知徳・新沼拓・建部洋晶・濱本真沙希
  • Organizer: HotSpot2研究集会
• [Presentation] 北東太平洋海洋熱波の発生と発達のメカニズム (2022)
  • Author(s): 松浦知徳・安田一郎
  • Organizer: HotSpot2研究集会
• [Remarks] 塩分が関与する中緯度大気海洋相互作用と海洋熱波
  • URL: https://www.jamstec.go.jp/apl/hotspot2/a02-K204.html
• [Remarks] 安田一郎研究室HP
  • URL: http://lmr.aori.u-tokyo.ac.jp/feog/yasuda/index.html