2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of method and system of mixing and large-scale observations
| Project Area | Ocean Mixing Processes: Impact on Biogeochemistry, Climate and Ecosystem |
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| Project/Area Number |
15H05818
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
安田 一郎 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (80270792)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 大介 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 東北区水産研究所, 研究員 (10624728)
柳本 大吾 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (40260517)
井上 龍一郎 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 主任研究員 (80624022)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 海洋混合学 / 乱流観測 / 鉛直混合 / 海洋循環 / 海洋物理学 / 海洋物質循環 / 栄養塩鉛直輸送 / 観測機器手法開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本計画研究班で培ってきた鉛直混合の観測手法を発展させ、新しい観測システム・手法を導入し、日本の誇る海洋観測網を活かして観測を展開し、鉛直混合を通じて繋がる新しい学術の創出に貢献する。具体的には、通常観測に用いられるCTDに高速水温計を取り付け、鉛直混合強度を求める手法を開発し、気象庁・水産関係機関等の様々な観測でデータを収集する。中深層循環に関わる鉛直混合の役割を明らかにし、親潮・黒潮を通じて日本周辺海域へ輸送される栄養塩等の物質輸送量を評価する。昇降しながら自在に動いて自動観測する水中グライダに、乱流計と超音波流速計を搭載し、多様な鉛直規模をもつ現象をつなぐ観測ができる集中観測システムを構築し、鉛直混合強化過程を明らかにする。また、自動昇降フロートに電磁流速計または鉛直混合センサを取り付けた漂流型フロート等による長期時系列観測を行い、鉛直混合の時間変動を明らかにする。
2016年度は、1)気象庁凌風丸・啓風丸でのAFP07観測を開始し、137E線での海底までの詳細乱流強度分布観測を成功させ、A01-2班データ同化にデータを組み込む作業を行った。2) 乱流計・多層流速計を搭載した水中グライダの黒潮での観測を、新青丸航海で伊豆海嶺、かごしま丸トカラ海峡域、において実施するとともに、シアと水温両手法を合わせて適切なデータを選別する手法を開発した。3)東北沖でのアルゴフロートデータを用いて乱流強度の季節変動を明らかにするとともに、ワシントン大との国際共同航海において、高速水温計・電磁流速計付きフロート観測を実施し、台風下での時系列データの取得に成功した。4)単年度公募で採択された白鳳丸航海において慶良間海裂周辺海域での詳細観測をA02-4班との共同で成功させた。5)乱流計搭載深海フロートの実海域試験を実施し、水温とシアデータを比較することで、データの選別手法を考案した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
新規単年度公募で白鳳丸航海を実施することができたこと、当初計画にはなかった乱流計搭載超深海フロート型乱流計の開発・実海域試験を行ったこと。本年度航海によって、黒潮が海峡・海嶺を横切る際に強烈な混合を引き起こし、前線付近で強化される乱流とも相まって硝酸塩輸送を強化し、黒潮を肥沃化していることを明らかにした。
1)水温計乱流観測手法開発・乱流広域観測：高速水温計の補正手法についての論文を出版し、非自由降下型CTD取付型観測における異常データ除去手法の論文を投稿し、新型乱流計AFPO7の実用化を進めた。気象庁凌風丸・啓風丸による13航海、白鳳丸KH-16-3（A01-2と連携5/31-6/29：東北沖・天皇海山）・深層係留、おしょろ丸北洋航海（6/19-7/15：西部亜寒帯）、新青丸KS-16-10（8/3-11:黒潮伊豆海嶺）、新青丸KS-16-12（8/24-9/3:東北沖）、白鳳丸KH-16-7（12/6-26、ケラマ海裂）、その他航海での乱流観測データを収集し鉛直混合分布を明らかにした。2)水中グライダ乱流集中観測システム開発・観測：新青丸KS-16-10航海、かごしま丸トカラ海峡観測航海（11/12-20）において観測を実施するとともに、水温・シア両センサを利用したグライダ乱流強度算出手法を開発した。3)フロート型乱流観測手法開発・観測：新青丸KS-16-12航海における電磁流速計・高速水温計搭載フロートの投入・時系列観測（ワシントン大連携）、4000mまで計測可能な乱流センサ付深海フロート型乱流計のKS-16-10航海での実海域試験（鶴見精機・RSI社との共同研究）を行い、有用性を明らかにした。アルゴフロートデータを用いて東北沖乱流強度の季節変動・海域を明らかにし、論文を出版した。
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| Strategy for Future Research Activity |
1)高速水温計観測手法開発・乱流広域観測：2016年度の気象庁船AFP07観測において浸水が続出したコネクタを強固なものに改造し、165E南北海底までの観測など計11航海で乱流観測を実施、2015-2016年度との比較を通して、鉛直混合の時間変動研究に着手する。白鳳丸KH-17-5航海（安田主席10/18-12/17）を実施し、北海道沿岸から25N南北線、北緯28.5N線で海底までの日本周辺を囲む観測、ルソン海峡での観測を実施し、鉛直混合分布及び物質輸送を明らかにする。白鳳丸KH-17-3（6/23-8/7長澤、A02-3小畑、47N）, KH-17-4(8/12-10/5 22N)の太平洋横断航海、おしょろ丸北洋航海（公募大木、柳本天皇海山深層流係留回収）、新青丸KS-17-5（公募長井6/18-7/1伊豆海嶺黒潮から続流域）、新青丸KS-17-9（井上8/20-9/1:東北沖）その他航海での乱流観測データを収集し、鉛直混合分布・循環像解明につなげる。本年度は水産関係調査船に観測を拡大する。
2)水中グライダ集中観測システム開発・観測：新規乱流計ADCP搭載グライダSeaExplorerについて、テスト(6月上旬)、KS-17-5黒潮航海を通じての実用化を進め、既存グライダを含め複数集中観測を実施し、KH-17-5航海における伊豆海嶺付近でのPSI現象を対象にした観測を実施する。グライダADCP観測の有用性についての検討を進める(新規分担田中・藤尾)。
3)フロート型乱流観測手法開発・観測：KS-17-9航海における電磁流速計・高速水温計搭載フロートの投入・観測・解析（ワシントン大との共同研究）、乱流センサ付深海フロート乱流計を改良し、観測をKH-17-5航海で実施し、計測手法の検討及び深海までの時系列観測を実施する（鶴見精機・RSI社との共同研究）。
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[Journal Article] Coastal ocean and shelf-sea biogeochemical cycling of trace elements and isotopes: lessons learned from GEOTRACES2017
Author(s)
M. A. Charette, P. J. Lam, M.C. Lohan, E. Y. Kwon, V. Hatje, C. Jeandel, A. M. Shiller, G. A. Cutter, A. Thomas, P. W. Boyd, W. B. Homoky, A. Milne, H. Thomas, P. S. Andersson, D. Porcelli, T. Tanaka, W. Geibert, F. Dehairs, J. Garcia-Orellana
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Journal Title
Phil. Trans. R. Soc. A
Volume: 374
Pages: 20160076
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Preliminary report on the observations of turbulence and vertical nitrate flux in the Kuroshio through the Tokara Strait and Izu Ridge”, International Symposium2017
Author(s)
Takahiro Tanaka, Daisuke Hasegawa, Ichiro Yasuda, Hideyuki Tsuji, Daigo Yanagimoto, Shinzo Fujio, Yasutaka Goto, Shinichi Ito, Jun Nishioka
Organizer
cean Mixing Processes: Impact on Biogeochemistry, Climate and Ecosystem
Place of Presentation
Tokyo 山上会館（東京都文京区）
Year and Date
2017-03-16
Int'l Joint Research
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[Presentation] Glider observation in the Bussol Strait2016
Author(s)
Takahiro Tanaka, Ichiro Yasuda, Jun Nishioka, Yuri N. Volkov,
Organizer
7th EGO Conference on autonomous ocean gliders and their applications
Place of Presentation
Southampton （英国）
Year and Date
2016-09-26
Int'l Joint Research
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