2015 Fiscal Year Annual Research Report
有害鞭毛藻の日周鉛直移動と乱流混合が赤潮形成に及ぼす影響
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25340024
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| Research Institution | Japan Fisheries Research and Education Agency |
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Principal Investigator |
鬼塚 剛 国立研究開発法人水産総合研究センター, 瀬戸内海区水産研究所, グループ長 (40399647)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉川 裕 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40346854)
紫加田 知幸 国立研究開発法人水産総合研究センター, 瀬戸内海区水産研究所, 研究員 (40603048)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 有害鞭毛藻 / 極大層 / 鉛直移動 / 混合 / LES |
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| Outline of Annual Research Achievements |
八代海西部の楠浦湾において、2015年夏季に48時間の昼夜連続観測を行った。観測期間中に有害鞭毛藻Karenia mikimotoiが優占しており、昼間に5m以浅、夜間に約25m深の海底付近に達する日周鉛直移動をしていた。K. mikimotoiの極大層の時間変化から算出された上昇・下降速度はそれぞれ2.6m/hと2.4m/hであり、既往知見で報告されている遊泳速度と同程度であった。一時的に極大層が不明瞭となり、対応する10m深付近で乱流エネルギー散逸率εが高かったことから鉛直混合が起こっていた可能性があるが、他の時間帯では明瞭な極大層を伴って能動的に鉛直移動しており乱流混合の影響が小さかったと考えられた。観測初日と二日目の日中の分布深度が異なっており、両日の光環境の違いに対してK. mikimotoiが応答していた可能性が見出された。また、数値実験として、有害鞭毛藻の鉛直移動と乱流混合の関係についてLarge Eddy Simulation（LES）を用いて検討した。海面で風速10m/sの一様な風を、初期条件として深さ40mの鉛直一様な混合層とその下の一様な密度成層をそれぞれ与え、定時に一定の速度（1.5mm/s）で上昇・下降する（鞭毛藻を模した）粒子の移動を追跡することで乱れが鉛直移動に与える影響を評価した。混合層内の乱流は、粒子密度最大となる極大層深度の上昇・下降速度を自泳速度より増加させる結果となり、上昇時にはより多くの粒子が自泳速度から予想される時刻より早く海面に集積していた。本研究の観測および数値実験で得られた有害鞭毛藻の鉛直移動特性と極大層形成条件は、有害鞭毛藻の急激な密度増加によって引き起こされる赤潮を監視するうえで重要な知見となった。
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