琵琶湖における全循環欠損が生態-物質循環系に及ぼす影響に関する観測・理論的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13480161
• Research Institution: Lake Biwa Environmental Research Institute
• Principal Investigator: 熊谷 道夫 滋賀県琵琶湖研究所, 研究企画部門, 総括研究員 (40234512)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻村 茂男 滋賀県琵琶湖研究所, 研究企画部門, 研究員 (60300969) ; 焦 春萌 滋賀県琵琶湖研究所, 研究企画部門, 主任研究員 (70280815) ; 早川 和秀 滋賀県琵琶湖研究所, 研究企画部門, 主任研究員 (80291178) ; 和田 英太郎 総合地球環境学研究所, 教授 (40013578) ; 永田 俊 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (40183892)
• Keywords: 3次元数値シミュレーション / 密度流 / 酸素濃度 / 自律型潜水ロボット

Research Abstract

平成15年度は、以下の研究を実施した。
(1)3次元数値シミュレーションモデルの開発
琵琶湖北湖における3次元数値シミュレーションモデルを開発し、成層期と循環期の異なった状況での流動場の予測を行った。特に、全循環が発生する過程と、河川水の流入について詳細な検討を行ったところ、冬期における姉川の水は密度流となって湖底に沿って北周りで広く湖底に広がるのに対し、安曇川の水は直接的に最深部へ流入することがわかった。このことは、琵琶湖深水層における冬期の酸素回復過程を予測する上で重要な知見である。
(2)湖底酸素濃度の回復過程の解明と現状
湖底に自記式の酸素計を設置して、平成13年から平成16年にかけて、冬期における酸素濃度の変化を計測した。また、自律型潜水ロボット「淡探」を用いて、湖底に生息する生物の個体数密度を計数した。これによると、平成13年から14年にかけての冬は暖冬で、酸素の供給が十分でなく、その年の10月には湖底付近の酸素濃度は2mg/L以下となった。平成14年から15年の冬は比較的寒く、湖底には十分に酸素が供給され、その年の12月でも酸素濃度は4mg/L以上あった。両年の12月に淡探を用いて調べたヨコエビの個体数密度は、平成15年12月のほうが平成14年12月の約10倍であった。この違いは、酸素濃度の違いによるものと思われる。一方、平成15年なら16年にかけての冬は、近年にない暖冬で、16年2月の平均気温は過去最高であった。湖底付近の酸素濃度の回復時期は遅く、また、平成14年-15年に100%まで回復した飽和酸素濃度も、平成16年には80%程度しか回復しなかった。このことは、平成16年秋の年最低酸素濃度が従来にないくらい下がる可能性を示唆しており、注意深い監視が必要であることがわかった。

Research Products

• [Publications] 秋友和典, 黒木聖夫, 大久保賢治, 熊谷道夫: "3次元数値モデルで再現された琵琶湖の熱循環"琵琶湖研究所所報. 21. 28-42 (2004)
• [Publications] Aota Y., Kumagai M., Ishikawa K.: "Over 20 years trend of chloride ion concentration in Lade Biwa"J.Limmology. 62. 42-48 (2004)
• [Publications] Kumagai, M., K.Ishikawa, N.Ishiguro: "Impacts of global warming on large lakes"IAHS Red Book. 280. 65-69 (2003)