2020 Fiscal Year Annual Research Report
Resolving multi-scale mixing processes and their impacts using a twin tow-yo microstructure profiling system
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19H01965
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
長井 健容 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (90452044)
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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, 水研機構(塩釜), 主任研究員 (10624728)
井上 龍一郎 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋観測研究センター), 主任研究員 (80624022)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 黒潮 / トカラ海峡 / 海山 / 対称不安定 / 乱流混合 / 近慣性内部波 / 日向灘 / 内部波最小周波数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題で実施している二台同時準自由落下観測手法の開発において、昨年度までに自由落下曳航式乱流プロファイラー, Underway-VMP(UVMP)と自由落下曳航式生物化学プロファイラーUnderway-Rinkoを交互に実施する手法を確立した。これらのセンサーを用いて2020年11月にはかごしま丸でトカラ海峡における観測を実施し、海山周辺のデータを取得することができた。このデータを用いて研究協力者である大学院生が現在論文を執筆中である。
2020年度はこれをさらに発展させて、自由落下曳航式生物化学プロファイラーに、紫外線を用いて植物プランクトンの増殖に必要な硝酸塩濃度の測定を現場でできるSUNAセンサーを取り付た新しい生物化学プロファイラー、SUANDAYODAを開発した。
このUVMPとSUNADAYODAを、2020年9月にトカラ海峡と黒潮の大蛇行海域において実施された白鳳丸航海で交互に用いて観測を行った。その結果、トカラ海峡の海山上を流れる黒潮に沿って、100-200km程度著しく強い乱流層が続いて観測された。硝酸塩の断面観測結果から海山上流から下流に向かうにしたがって表層の硝酸塩濃度が増加する傾向があることがわかった。また、上流側では亜表層に明瞭に観測できた亜表層クロロフィル極大が、海山を越えると縦方向に攪拌され、そのさらに下流では亜表層極大のクロロフィル濃度が増加することがわかった。
一方黒潮大蛇行海域では、大蛇行の西側のフロントで硝酸塩濃度の舌状分布が見られること、大蛇行の中心寄りで硝酸塩躍層が海面近くまで上昇していること、それらの２つの部分で比較的乱流が強く、また亜表層のクロロフィル濃度が増加していることがわかった。
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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
前述のとおり、乱流と準同時に生物化学パラメータを高解像度で断面観測する手法を硝酸塩濃度も含めて確立できた。またこれに加えて高解像度カメラをセンサー前面に取り付け、プランクトンや凝集体の画像の撮影に、2021年3月の新青丸航海で成功し、これらの成果は当初計画した以上のものであることから、計画以上に進展していると考えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
このように計画以上に進展している本課題ではあるが、新しく導入したカメラによってクロロフィルセンサーの光が妨げられて蛍光光度の観測に一部欠損が出ることがわかった。次年度はこの問題を解決しつつ、開発した二台同時自由落下曳航観測を用いた観測を実施する。これらの観測で得られたデータは非常に新規性が高いため、得られたデータを基に論文を執筆して早期に出版する。また、2022年2月に実施される国際学会でそれらを発表したいと考える。
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[Journal Article] How a Small Reef in the Kuroshio Cultivates the Ocean2021
Author(s)
Hasegawa, D. and Matsuno, T. and Tsutsumi, E. and Senjyu, T. and Endoh, T. and Tanaka, T. and Yoshie, N. and Nakamura, H. and Nishina, A. and Kobari, T. and Nagai, T. and Guo, X.
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Journal Title
Geophysical Research Letters,
Volume: 48
Pages: e2020GL092063
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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