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The impact of river outflows on the coastal environment

Research Project

Project/Area Number 21H03591
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Kida Shinichiro  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (50543229)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 潔  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (20345060)
芳村 毅  北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (20371536)
伊佐田 智規  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (80725359)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywords河川水 / 沿岸域 / ドローン観測 / 物質循環
Outline of Research at the Start

日本の海岸線に数多く存在する河川は、沿岸域で育まれる生態系にとって不可欠な栄養塩をもたらすと考えられている。しかし河川水が河口から沿岸域にかけてどのように広がり、そしてその栄養塩がどのように植物プランクトンに消費されていくのか、実態は長年謎なままである。そこで北海道道東の厚岸湾にて沿岸域でどう河川水が広がるのか、そして河川水の栄養塩の組成がどう変化しながら植物プランクトンが増殖しているのか、を明らかにするためドローンと船舶観測によるマルチスケール観測を実施する。河川水がもつ栄養塩の組成が植物プランクトンの量と種類に与える役割を定量的に明らかにすることを目指す。

Outline of Final Research Achievements

The pathway of riverine water from the river mouth to the ocean was examined by utilizing aerial images taken from UAVs and direct measurements from ships. Spatial maps of salinity, chlorophyll-a, and velocity field surrounding a river front were deduced by combining ocean color images, taken using a spectral camera, with salinity and chlorophyll-a direct measurements, taken using drone boats. Our analysis suggests intense mixing occurs along the narrow river front where many eddies form and dissipate. Numerical experiments further show that intense vertical mixing occurs at the channel between Akkeshi Lake and Akkeshi Bay near the bottom boundary layer and through internal shear-driven mixing. Strong tidal pumping is forced, which enables simultaneous mixing and export of river-origin nutrients and lake-bottom-origin nutrients to the bay.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

沿岸域における河川水は、栄養塩の源として物質循環を駆動する重要な役割を担っていると考えられている.しかし沿岸域のような時間変化が大きい領域では海の中を流れる河川水の経路と変質過程を観測から把握することが難しかった.本研究では、ドローンを活用した広範囲かつ高解像度、そして海水の実測値をも獲得できる新しい観測手法を確立した.これにより河川水と海水が1mにも満たない薄い領域で、潮汐によって作り出された数時間ほどの時間帯のなかで混合することが特定できた.河川水の栄養塩が海水へと取り込まれるメカニズムの解明は、日本の沿岸域における正確な生物生産の将来予測の実現に貢献すると考えられる.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Impact of a Large Shallow Semi‐Enclosed Lagoon on Freshwater Exchange Across an Inlet Channel2023

    • Author(s)
      Kida Shinichiro、Tanaka Kiyoshi、Isada Tomonori、Nakamura Tomohiro
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      Volume: 129 Issue: 1 Pages: 19755-19755

    • DOI

      10.1029/2023jc019755

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ドローンを用いた機動的海中観測2023

    • Author(s)
      木田新一郎・伊佐田智規・田中潔・中村知裕
    • Journal Title

      月刊海洋

      Volume: 55 Pages: 346-351

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Freshwater exchange across an inlet channel of a large and semi-enclosed lagoon2024

    • Author(s)
      Kida Shinichiro、Tanaka Kiyoshi、Isada Tomonori、Nakamura Tomohiro
    • Organizer
      Ocean Sciences Meeting 2024
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 河川水の流出過程に汽水湖が与える影響2023

    • Author(s)
      木田新一郎・伊佐田智規・田中潔・中村知裕
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Impact of a semi-enclosed estuary on freshwater outflow and biogeochemical response for a small-scale river2023

    • Author(s)
      Kida Shinichiro、Tanaka Kiyoshi、Isada Tomonori、Nakamura Tomohiro
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 広範囲に捉えた河川フロントの流速場の推定2023

    • Author(s)
      杉原 光都、木田 新一郎、中村 知裕、横松 和
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 河川フロントの流速場の高解像度推定2023

    • Author(s)
      杉原光都、木田新一郎
    • Organizer
      日本海洋学会・西南支部・地区シンポジウム
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 厚岸湖から厚岸湾にかけた河川水の流出過程について2023

    • Author(s)
      木田新一郎、田中潔、伊佐田智規、芳村毅、中村知裕、杉原光都
    • Organizer
      研究集会:陸海結合システムー沿岸域の生物生産特性を制御する栄養物質のストイキオメトリー
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 空撮ドローンとラジコンボートを用いた海況観測2023

    • Author(s)
      木田 新一郎、杉原 光都、伊佐田智規、田中潔、中村 知裕
    • Organizer
      日本生態学会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 河川フロントの流速場の高解像度推定2023

    • Author(s)
      杉原光都、木田 新一郎
    • Organizer
      日本海洋学会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 潮汐が河川水に対する海洋生態系の 応答メカニズムに与える影響2022

    • Author(s)
      泉智貴,木田新一郎
    • Organizer
      日本海洋学会秋季大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 潮汐が河川水に対する海洋生態系の応答メカニズムに与える影響2022

    • Author(s)
      泉智貴,木田新一郎
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ドローンによる汽水域・沿岸域の空撮・水中同時観測2022

    • Author(s)
      木田新一郎,田中潔,伊佐田智規,中村 知裕
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ドローンボートによる海中観測2022

    • Author(s)
      木田新一郎,田中潔,伊佐田智規,中村 知裕
    • Organizer
      日本海洋学会秋季大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 河川水の流出過程に汽水湖が与える影響2022

    • Author(s)
      木田新一郎,田中潔,伊佐田智規,中村 知裕
    • Organizer
      日本海洋学会秋季大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ドローンとラジコンボートを用いた河川フロントの観測2021

    • Author(s)
      高見健大朗,木田新一郎,磯辺篤彦,田中潔
    • Organizer
      日本海洋学会秋季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ドローン搭載赤外線・可視カメラによる河川フロントの観測2021

    • Author(s)
      高見健大朗,木田新一郎,磯辺篤彦
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 沿岸域における河川水の行く末2021

    • Author(s)
      木田新一郎,阿部稜,山敷庸亮
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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