2020 Fiscal Year Research-status Report
Discrimination method of suspended matter by ADCP and its application to investigation of material circulation
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20K20933
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
大島 慶一郎 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (30185251)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
深町 康 北海道大学, 北極域研究センター, 教授 (20250508)
伊藤 優人 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), ポストドクトラル研究員 (40887907)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | ADCP / 体積後方散乱 / 物質循環 / フラジルアイス / 動物プランクトン / 巻き上がり |
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| Outline of Annual Research Achievements |
オホーツク海で過去の取得された、係留系による通年の超音波流速計ADCP（Acoustic Doppler Current Profiler）データ、10ケースに対して、体積後方散乱強度データを導き出した。導出には、距離補正、パワー補正、パルス長補正、水温補正等を施している。これらの散乱強度データから、動物プランクトンによるシグナルとフラジルアイスによるシグナルに対して日周成分とそれ以外に分けることで簡易的に両者の分離を行った。その結果、フラジルアイスが強風時に約100m深までも及ぶことが示された。これは、浅い海域ではフラジルアイスが海底に達し、海底堆積物を海氷に取り込むという、物質循環にとって重要なプロセスを示唆している。これらの成果は、英文科学誌Cold Regions Science & Technologyに論文として投稿した。現在は、体積後方散乱強度データに対して、複素経験直交関数CEOFを用いて、動物プランクトン、海底堆積物の巻き上がり、フラジルアイスの三者によるシグナルを分離する手法を開発中である。また、北極海と南大洋の沿岸ポリニヤ域で取得され係留系ADCPデータに対しても、体積後方散乱強度データの導出を開始した。一方、オホーツク海では、過去にサンプリングした海氷から、コールターカウンターにより含有物質の粒度粒径分布の解析を行い、フラジルアイスによる堆積物取り込み過程の検討を行った。オホーツク海では紋別沖にて2021年3月砕氷船ガリンコ号により、新たな海氷サンプリングも行った。
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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
オホーツク海での係留系によるADCPの体積後方散乱強度データの研究では、動物プランクトンとフラジルアイスの識別を行い、一部は論文としても投稿されている。また、本論文は、物質循環研究に切り込むことも行っている。過去に蓄積された南大洋、北極海でのADCPデータに関しても、体積後方散乱強度データへの導出が完了し、解析すべきデータセットを整えることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
解析すべきデータセットは整ったので、今後は複素経験直交関数CEOFなど統計的手法を使って、より汎用性の高い海中浮遊物識別手法の開発をめざす。また、この手法の適用により、高海氷生産過程や海氷への物質取り込み過程の理解に役立てる。今後の新しい展開として、当グループで開発された衛星マイクロ波放射計AMSRによるフラジルアイス検知も組み合わせて研究を行う。
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| Causes of Carryover |
交付決定額後に計画を見直し、人件費への配分を50万から250万へ増額することで、初年度の2020年度はPDを半年間雇用し（応募申請書の案）、ADCPデータ等の解析を進める予定であったが、コロナ禍により、異動が自粛される状況で有能なPDを雇用することが困難であった。また、雇用したとしても効率的に研究を進めることが困難と判断しPD雇用を見送った。代わりに分担者にJAMSTECの伊藤優人氏を加え、ADCPデータの解析と海氷の分析を補強した（分担金50万を配分）。課題遂行のためには、2020年度PD雇用費を使用せずに剰余した分（200万）を、2021年度のPD雇用費に充て、PDとともにADCPデータの解析と海氷の分析を進めるのが最も効率的であると判断した。実際に2021年度4月より半年間の予定でPD雇用の準備は進んでいる。一方、分担者深町氏に2020年度に配分した消耗品費の一部（27万）を2021年度へまわし、雇用したPDと連携して研究を行うのが効率的と判断した。
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