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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Mixing processes, nutrient transport, fundamental structure of ecosystem in the Kuroshio and its origin area

Planned Research

Project AreaOcean Mixing Processes: Impact on Biogeochemistry, Climate and Ecosystem
Project/Area Number 15H05821
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

郭 新宇  愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (10322273)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松野 健  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (10209588)
張 勁  富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (20301822)
市川 香  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (40263959)
中村 啓彦  鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 教授 (50284914)
千手 智晴  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (60335982)
Project Period (FY) 2015-06-29 – 2020-03-31
Keywordsトカラ海峡 / 黒潮 / 鉛直混合 / 現場観測 / 培養実験
Outline of Annual Research Achievements

黒潮の水温・塩分の鉛直構造の時空間的変化から、黒潮の内部における混合を推定することができる。今年度は、東シナ海陸棚縁辺部およびトカラ海峡における気象庁の定線PN線、TK線のデータを用いて、黒潮の塩分極小層付近における鉛直混合の季節変動を見積もり、春・夏に比較して、秋・冬に混合が強くなる傾向を見出した。
トカラ海峡での観測に基いた混合過程の研究からは、多くの島や海山のある海峡を黒潮が通過する際に強い鉛直混合が起こっていることを示す様々な証拠が得られ、前年度の観測結果の解析からは、海山を通過した黒潮の下流で、大きなシアとそれに伴った不安定を生じ、大きな鉛直混合が起こって、鉛直構造がその上流に比べて明瞭に変化していることが示された。この結果は簡単な鉛直一次元モデルによって再現され、海山近傍での強い混合が示唆された。海山周辺の乱流構造を明らかにするため、今年度実施された観測期間中に、海山付近を通過する黒潮に乗ってドリフトしながら乱流計測を繰り返すことにより、海山のすぐ下流で海山の深さ以深で強い混合が起こっているとともに、海山の下流では上流に比べて、水温・塩分の鉛直構造が大きく変わっていることが確認された。
さらに、黒潮の流軸と、それから少し離れた位置に係留したADCPによる流速の鉛直分布の時系列からは、黒潮の流軸付近で、より顕著な鉛直シアを持った流速分布が観測された。比較的鉛直波数の小さい、内部潮汐の時間スケールを持った変動とともに、鉛直高波数の流速変動も明瞭に観測された。またトカラ海峡での観測期間中に得られたSAR画像から、1から数km程度のスケールを持った濃淡の構造がみられ、ADCPによる流速構造と比較することでその関連が示唆された。
トカラ海峡での強い鉛直混合によって有光層に供給される硝酸塩の低次食物網への影響を評価するために、船上の培養実験を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2回目のかごしま丸の観測は計画通りで行われた。海山近傍での強い混合が観測された。さらに、係留ADCPデータと衛星SARデータとの比較も行い、内部波の面的な情報を得ることができた。船上培養実験では貴重なデータやサンプルを多数取得できた。

Strategy for Future Research Activity

トカラ海峡では、栄養塩の下層からの供給とその基礎生産および動物プランクトンへのつながりに関する観測を継続するとともに、29年度には、ルソン海峡における係留と乱流強度の観測を計画しており、黒潮源流域での内部波と鉛直混合が黒潮に及ぼす影響を評価するためのデータを取得する。また30年度以降には夏季(6月)にトカラ海峡での観測を計画し、鉛直混合過程の季節による相違を明らかにするための情報を得る。特に生物過程との関連においては、季節のよる背景の相違は大きな条件の相違となることが考えられ、これまで11月に実施してきたが、季節躍層の発達する夏季にトカラ海峡での混合過程の生物過程との関連を明らかにすることは、研究成果の普遍性のためにも、また素過程の役割を明確にするためにも大きな意味を持つと考えられる。

  • Research Products

    (40 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 2 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Kongju National University(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      Kongju National University
  • [Int'l Joint Research] Korea Institute of Ocean Sci. & Tech./Inha University/Second Institute of Oceanography(South Korea, China)

    • Country Name
      South Korea, China
    • Counterpart Institution
      Korea Institute of Ocean Sci. & Tech./Inha University/Second Institute of Oceanography
  • [Journal Article] Contributions of physical 1 and biological processes to phytoplankton biomass enhancement in the surface and subsurface layers during the passage of typhoon Damrey2017

    • Author(s)
      Pan, S., Shi, J., Gao, H., Guo, X., Yao, X., Gong, X.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research- Biogeosciences

      Volume: 122 Pages: 212-229

    • DOI

      10.1002/2016JG003331

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Tidal currents and Kuroshio transport variations in the Tokara Strait estimated from ferryboat ADCP data2017

    • Author(s)
      Zhu, X.-H., H. Nakamura, M. Dong, A. Nishina, and T. Yamashiro
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research-Oceans

      Volume: 122 Pages: 2120-2142

    • DOI

      10.1002/2016JC012329

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Volume transport from the Japan Basin to the Yamato Basin in the abyssal Japan Sea inferred from direct current observations2017

    • Author(s)
      Senjyu, T. , T. Aramaki
    • Journal Title

      Journal of Oceanography

      Volume: 73 Pages: 235-247

    • DOI

      10.1007/s10872-016-0399-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Climatology and linear trends of seasonal water temperature and heat budget in a semi-enclosed sea connected to the Kuroshio region2016

    • Author(s)
      Tsutsumi, E., and Guo, X.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research-Oceans

      Volume: 121 Pages: 4649-4669

    • DOI

      10.1002/2016JC011748

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Deep ventilation in the Okinawa Trough induced by Kerama Gap overflow2016

    • Author(s)
      Nishina, A., H. Nakamura, J.-H. Park, D. Hasegawa, Y. Tanaka, S. Seo, and T. Hibiya
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research-Oceans

      Volume: 121 Pages: 6092-6102

    • DOI

      10.1002/2016JC011822

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 水温と14Cの鉛直分布に基づく日本海深層の鉛直拡散係数の推定2017

    • Author(s)
      千手智晴・荒巻能史
    • Organizer
      地球化学フォーラム2017「大気‐海洋‐海底の物質循環」
    • Place of Presentation
      高知大学(高知県・高知市)
    • Year and Date
      2017-03-28 – 2017-03-28
  • [Presentation] 希土類元素及び同位体比による縁辺海-北太平洋間の物質輸送2017

    • Author(s)
      張 勁
    • Organizer
      「海洋地球化学フォーラム」~大気―海洋―海底の物質循環~
    • Place of Presentation
      高知大学(高知県・高知市)
    • Year and Date
      2017-03-27 – 2017-03-27
  • [Presentation] Turbulent mixing within Kuroshio in Tokara Strait2017

    • Author(s)
      Eisuke Tsutsumi, Takeshi Matsuno, Ren-Chieh Lien, Hirohiko Nakamura, Tomoharu Senjyu, Xinyu Guo
    • Organizer
      International Symposium “Ocean Mixing Processes: Impact on Biogeochemistry, Climate and Ecosystem”
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] What can we learn from rare earth elements and Nd isotope: material transport and interaction between the East China Sea and the western North Pacific2017

    • Author(s)
      Jing Zhang
    • Organizer
      International Symposium “Ocean Mixing Processes: Impact on Biogeochemistry, Climate and Ecosystem”
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 鉛直一次元モデルによる日本海深層の鉛直拡散係数の評価2017

    • Author(s)
      千手智晴・荒巻能史
    • Organizer
      東アジアから太平洋規模への海洋・大気循環に関わる素過程研究の精緻化と環境変動への応用
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県・春日市)
    • Year and Date
      2017-02-17 – 2017-02-17
  • [Presentation] Evaluation of vertical eddy diffusivity in the abyssal Japan/East Sea based on the one-dimensional advection-diffusion model in temperature and 14C profiles2017

    • Author(s)
      Tomoharu Senjyu and Takafumi Aramaki
    • Organizer
      International Workshop on Mixing and Water Mass Modification in the East Asian Marginal Seas
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県・春日市)
    • Year and Date
      2017-02-13 – 2017-02-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 黒潮流路・流量の季節変動の研究 ―源流域から日本南岸まで―2017

    • Author(s)
      中村啓彦
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会,「この10年の海洋物理学を振り返る(杉ノ原伸夫・川辺正樹記念シンポジウム)」
    • Place of Presentation
      東京大学(千葉県・柏市)
    • Year and Date
      2017-01-28 – 2017-01-28
  • [Presentation] 東シナ海における乱流・内部波2017

    • Author(s)
      松野 健
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「黒潮域における混合と栄養塩供給・生物生産へ与える影響」
    • Place of Presentation
      東京大学(千葉県・柏市)
    • Year and Date
      2017-01-19 – 2017-01-19
  • [Presentation] トカラ海峡における乱流混合2017

    • Author(s)
      堤 英輔・松野 健・Ren-Chieh Lien・千手 智晴・李 根淙・中村 啓彦・仁科 文子・郭 新宇
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「黒潮域における混合と栄養塩供給・生物生産へ与える影響」
    • Place of Presentation
      東京大学(千葉県・柏市)
    • Year and Date
      2017-01-19 – 2017-01-19
  • [Presentation] KH-15-3東シナ海における生物地球化学物質の分布と輸送2017

    • Author(s)
      張 勁
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「黒潮域における混合と栄養塩供給・生物生産へ与える影響」
    • Place of Presentation
      東京大学(千葉県・柏市)
    • Year and Date
      2017-01-19 – 2017-01-19
  • [Presentation] 微量元素の3次元輸送:GEOTRACESシンポジウムより2017

    • Author(s)
      西岡 純,小畑 元,張 勁
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「黒潮域における混合と栄養塩供給・生物生産へ与える影響」
    • Place of Presentation
      東京大学(千葉県・柏市)
    • Year and Date
      2017-01-19 – 2017-01-19
  • [Presentation] KH-16-7ケラマ海裂における観測速報2017

    • Author(s)
      中村啓彦・安田一郎
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会,「黒潮域における混合と栄養塩供給・生物生産へ与える影響」
    • Place of Presentation
      東京大学(千葉県・柏市)
    • Year and Date
      2017-01-19 – 2017-01-19
  • [Presentation] What can we learn from rare earth elements and Nd isotope: material transport and interaction between the East China Sea and the western North Pacific2017

    • Author(s)
      Jing Zhang
    • Organizer
      East Asia GEOTRACES Workshop Trace Element and Isotope (TEI) study in the Northwestern Pacific and its marginal seas
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2017-01-16 – 2017-01-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Contribution of East China Sea shelf water to the Sea of Japan and the Northwestern Pacific using neodymium isotope2017

    • Author(s)
      Hong Che, Jing Zhang, Huijun He
    • Organizer
      The 3rd Xiamen Symposium on Marine Environmental Sciences
    • Place of Presentation
      Xiamen, China
    • Year and Date
      2017-01-09 – 2017-01-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] What can we learn from rare earth elements and Nd isotope: material transport and interaction between the East China Sea and the western North Pacific2017

    • Author(s)
      Jing Zhang
    • Organizer
      The 3rd Xiamen Symposium on Marine Environmental Sciences
    • Place of Presentation
      Xiamen, China
    • Year and Date
      2017-01-09 – 2017-01-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The conservative behavior of Rare earth elements along the salinity gradient in the Changjiang Estuary-East China Sea interface2017

    • Author(s)
      Huijun He, Jing Zhang, Jie Liang
    • Organizer
      The 3rd Xiamen Symposium on Marine Environmental Sciences
    • Place of Presentation
      Xiamen, China
    • Year and Date
      2017-01-09 – 2017-01-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rare earth element speciation and changes in core sediments of the East China Sea Shelf: sources, biogeochemical processes and environmental implication2017

    • Author(s)
      Yanli Liu, Jing Zhang, Huijun He, Shifeng Yang, Huanixn Li, Wenkai Guan
    • Organizer
      The 3rd Xiamen Symposium on Marine Environmental Sciences
    • Place of Presentation
      Xiamen, China
    • Year and Date
      2017-01-09 – 2017-01-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] トカラ海峡の黒潮における乱流混合2017

    • Author(s)
      堤 英輔・松野 健・Ren-Chieh Lien・千手 智晴・李 根淙・中村 啓彦・仁科 文子・長谷川 大介・郭 新宇
    • Organizer
      九大応力研共同利用研究集会2016年度海洋乱流研究会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県・春日市)
    • Year and Date
      2017-01-06 – 2017-01-06
  • [Presentation] 東シナ海陸棚域における学際的・国際的共同観測2016

    • Author(s)
      松野 健,吉川 裕, 遠藤貴洋, 石坂丞二, 張勁, 武田重信, 梅澤有, 市川香, 千手智晴, Jae Hak Lee, Meixun Zhao
    • Organizer
      2016年度九州沖縄地区合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • Year and Date
      2016-12-09 – 2016-12-09
    • Invited
  • [Presentation] 大和海盆は日本海における乱流混合のHotspotか?2016

    • Author(s)
      千手智晴・荒巻能史
    • Organizer
      金沢大学環日本海域環境研究センター共同利用シンポジウム「対馬暖流系の変動機構の解明に向けて」
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2016-11-24 – 2016-11-24
  • [Presentation] トカラ海峡における流れと乱流混合2016

    • Author(s)
      堤 英輔・松野 健・千手 智晴・李 根淙・広瀬 直毅・中村 啓彦・仁科文子・長谷川大介・郭 新宇
    • Organizer
      日本海洋学会2016年度秋季大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-14
  • [Presentation] シナ海陸棚域海底境界層における懸濁粒子の沈降速度の推定2016

    • Author(s)
      小川 俊樹,松野 健,李 根淙,堤 英輔,張 勁,劉 茜,神林 翔太,吉川 裕東
    • Organizer
      2016年度日本海洋学会秋季大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • Year and Date
      2016-09-12 – 2016-09-12
  • [Presentation] Mixing and inter-basin water mass exchange in the abyssal Japan Sea2016

    • Author(s)
      Tomoharu Senjyu
    • Organizer
      The 8th PEACE Ocean Science Workshop
    • Place of Presentation
      Vladivostok, Russia
    • Year and Date
      2016-08-30 – 2016-08-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] トカラ海峡で観測された黒潮を反転させるほどの強流現象について2016

    • Author(s)
      千手智晴・松野健・堤英輔・Keunjong Lee・中村啓彦・仁科文子・郭新宇・長谷川大介
    • Organizer
      九州大学応用力学研究所共同利用研究集会「日本海及び日本周辺海域における環境急変現象(急潮)のモニタリング、モデリングおよびメカニズム解明に関する研究集会」
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県・春日市)
    • Year and Date
      2016-08-05 – 2016-08-05
  • [Presentation] Water Mass Analysis and Fraction Estimates Using Rare Earth Elements2016

    • Author(s)
      Jing Zhang, Qian Liu, Zun-Hao Zhao
    • Organizer
      26th Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-06-28 – 2016-06-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] トカラ海峡における黒潮の高時間分解能係留観測2016

    • Author(s)
      千手智晴・松野健・堤英輔・Keunjong Lee・中村啓彦・仁科文子・郭新宇
    • Organizer
      2016年度日仏海洋学会学術研究発表会
    • Place of Presentation
      東京海洋大学(東京都・品川区)
    • Year and Date
      2016-06-18 – 2016-06-18
  • [Presentation] 東シナ海陸棚域底層における懸濁物の沈降速度の推定2016

    • Author(s)
      松野 健,李 根淙,堤 英輔,小川 俊樹,張 勁,劉 茜,神林 翔太
    • Organizer
      九州大学応用力学研究所共同利用研究集会「東シナ海の循環と混合に関する研究」
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県・春日市)
    • Year and Date
      2016-06-11 – 2016-06-11
  • [Presentation] 希土類元素を用いた東シナ海起源水解2016

    • Author(s)
      張 勁,麻 洪良,梁 傑,何Hui軍
    • Organizer
      九州大学応用力学研究所共同利用研究集会「東シナ海の循環と混合に関する研究」
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県・春日市)
    • Year and Date
      2016-06-11 – 2016-06-11
  • [Presentation] 化学トレーサーからみる東シナ海―黒潮間の相互作用~太平洋縁辺海洋における国際共同研究ネットワークの構築2016

    • Author(s)
      張 勁
    • Organizer
      RIAMフォーラム2016
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県・春日市)
    • Year and Date
      2016-06-02 – 2016-06-02
    • Invited
  • [Presentation] Diffusive benthic nutrient flux in the central of East China Sea2016

    • Author(s)
      Qian Liu, Jing Zhang, Kai Jiang, Shota Kambayashi
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市
    • Year and Date
      2016-05-23 – 2016-05-23
  • [Presentation] Water mass analysis using rare earth elements of shelf water in the East China Sea: contribution of Kuroshio Intermediate Water2016

    • Author(s)
      張 勁,劉 茜,松野 健
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市
    • Year and Date
      2016-05-23 – 2016-05-23
  • [Presentation] Variabilities of currents and turbulence in the Tokara Strait2016

    • Author(s)
      Eisuke Tsutsumi, Tomoharu Senjyu, Keunjong Lee, Tomohiko Nakamura, Ayako Nishina, Takeshi Matsuno
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2016
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県・千葉市
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-22
    • Int'l Joint Research
  • [Funded Workshop] International Workshop on Mixing and Water Mass Modification in the East Asian Marginal Seas2017

    • Place of Presentation
      九州大学応用力学研究所(福岡県・春日市)
    • Year and Date
      2017-02-13 – 2017-02-13

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-08-30  

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