2015 Fiscal Year Annual Research Report
大規模観測データの統合による太平洋循環の実態把握とメカニズムの解明
| Project Area | Ocean Mixing Processes: Impact on Biogeochemistry, Climate and Ecosystem |
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| Project/Area Number |
15H05819
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
増田 周平 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, グループリーダー (30358767)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長船 哲史 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, 技術研究員 (50638723)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 鉛直混合 / 海洋観測 / データ同化 / 海洋循環 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、外洋のさまざまな観測機会において鉛直混合観測を実施し、現在の海洋環境を正確に把握する。そこから得られた観測データや入手可能な多様なデータを活用し、鉛直混合・物質分布等の観測に合うような鉛直混合強度の未知パラメタの最適値を四次元変分法データ同化手法を用いて求める。推定された最適パラメタ（鉛直混合分布）を適用することでそれぞれの観測と矛盾なく海盆スケールでの海洋循環を再現できる。これは力学フィルターを用いたデータ統合（高度なマッピング）に相当し、循環や物質輸送のメカニズムを解明するためには有効な手法である。
本年度はまず、海盆スケールの鉛直混合の事態を把握するため、インド洋I10測線における大規模観測を実施、マイクロライダ MR6000 で温度の微細構造のプロファイリングなどを行った。また、北太平洋P01測線の鉛直拡散観測解析により、海底付近で有効な観測のあった全てのキャストでのデータに対して、鉛直減衰の特徴的長さのパラメタを算出するなど、成果をあげた。
続いて、四次元変分法データ同化手法を応用したデータ統合システムを改良し、鉛直混合観測を、直接同化できるプロトタイプを開発した。
以上から、次年度以降の海洋循環場の鉛直混合による影響の解析に向けた基本的な道具が準備できたことになる。当初2年目以降に完成予定だったデータ統合システムのプロトタイプが想定より早く形になったことは今年度の大きな成果といえる。
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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
当初計画通り、海盆スケールの海洋観測を通して海面から海底までの詳細な水温塩分・溶存物質・鉛直混合観測データを用いて鉛直分布を明らかにするとともに、様々な観測機会において鉛直混合観測を実施し、現在の海洋環境を正確に把握するため、リピートハイドログラフィによる海洋環境中長期変動の解明（インド洋）に参加し、MR6000にて鉛直混合の観測を実施した。
また、北太平洋の鉛直混合観測の解析を行い乱流散逸率の分布に関する新たな科学的知見を得るとともに、それらの知見を元に鉛直混合観測データを直接データ統合できるデータ統合システムのプロトタイプを開発した。
MR6000はセンサーの安定性などを担保するため、当初予定より、取得金額が増大したが、データ統合の際の国立研究開発法人海洋研究開発機構の地球シミュレータ利用にあたり、公募研究課題に応募することで、計算機資源を減らすことができ、結果として当初想定通りの成果を獲得できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
統合データセットベータ版を作成し、鉛直拡散データが海洋環境再現データセットに与えるインパクトを洗い出す。いくつかの顕著なインパクトは科学的に重要な知見に結びつくことが期待される。
具体的には、観測された鉛直拡散データを用い統合データセットを作成し（A）、鉛直拡散データを同化しないケース（B）との比較を行うことで、再現された気候変動現象に関するインパクトを明らかにする。特に差異（A-B）が大きかった海域の循環を調べ、その力学過程を検証する。また、AおよびBを用いて、南極周極流輸送量などを調べ、乱流混合の役割などを検証する。同様にAおよびBを用いて、溶存無機炭素 の増加量の見積もりなどの変化を記述する。
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