栄養塩供給と湧昇から迫る新海洋区系：超・高解像度北太平洋物理・生物モデル解析

• Project Area: New Ocean Paradigm on Its Biogeochemistry, Ecosystem and Sustainable Use
• Project/Area Number: 15H01606
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 見延 庄士郎 北海道大学, 理学研究院, 教授 (70219707)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000); Fiscal Year 2016: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2015: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
• Keywords: サブメソスケール現象 / 海洋中規模渦 / 栄養塩 / 生物生産 / 湧昇 / 鉛直混合 / 水平移流 / 混合 / 北太平洋

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，1/30度の超高解像度・サブメソスケール許容および1/10度の高解像度・渦解像の海洋物理モデルとそれと結合した簡易生態系モデルの解析によって，サブメソスケールと海洋中規模渦とが有光層への栄養塩供給過程とそれが引き起こす生物生産にどのような役割を果たすのかを明らかにする．具体的には，1) サブメソスケール現象が広域の生物生産にどのような影響をもたらすのか？2)黒潮から切離した中規模渦が黒潮の南に低栄養・低生産領域にどのような影響をもたらすのか？の二つの問いに答える．
最初の問いに対しては，サブメソスケール現象を数値モデルで表現することで，広域の生物生産が亜寒帯・亜熱帯ともに増加することが示された．栄養塩フラックス解析およびブルームタイミング解析によって，サブメソスケール現象が生物生産を強めるメカニズムは，亜熱帯域では栄養塩の鉛直輸送を強めて生物生産を増加させる一方，亜寒帯では浅い混合層が作られることによってブルームのタイミングが早まるためであることが判明した．
また後者の問については，渦追跡と栄養塩の収支解析を組み合わせることで，黒潮続流の北の栄養塩に富んだ水が黒潮続流から切離して南に移動する冷水に補足された栄養塩輸送が，黒潮続流の南に拡がる貧栄養海域に重要な寄与を与えていることが明らかとなった．これらの結果はサブメソスケール現象およびメソスケール渦が，栄養塩の供給，ブルームタイミングそして生物生産において，重要な役割を果たしそれが場所によって異なることを意味している．
また計画当初には予定していなかった成果として，海洋貧酸素化の全球解析を行い，過去半世紀において，北太平洋で特に大きく溶存酸素が減少していることが明らかになった．この成果はGeophysical Research Letters誌に受理された．

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ハワイ大学/ジョージア工科大学/ワシントン大学(米国)
• [Int'l Joint Research] フランス海洋利用研究所(フランス)
• [Int'l Joint Research] 米国海洋大気庁/ハワイ大学/ウィスコンシン大学(米国)
• [Int'l Joint Research] Pacific Biological Station/Salmoforsk International(カナダ)
• [Int'l Joint Research] 太平洋水産科学研究所(ロシア連邦)
• [Journal Article] Upper Ocean O2 trends: 1958-2015 (2017)
  • Author(s): Takamitsu Ito, Shoshiro Minobe, Matthew C. Long, Curtis Deutsch
  • Journal Title: Geophysical Research Letters Volume: 印刷中 Issue: 9 Pages: 4214-4223
  • DOI: 10.1002/2017gl073613
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Dynamical downscaling of future sea-level change in the western North Pacific using ROMS (2016)
  • Author(s): Zhao-Jun Liu, Shoshiro Minobe, Yoshi N. Sasaki, Mio Terada
  • Journal Title: Journal of Oceanography Volume: 72 Issue: 6 Pages: 905-922
  • DOI: 10.1007/s10872-016-0390-0
  • NAID: 120006366473
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The atmospheric frontal response to SST perturbations in the Gulf Stream region (2016)
  • Author(s): Rhys Parfitt, Arnaud Czaja, Shoshiro Minobe, Akira Kuwano-Yoshida
  • Journal Title: Geophysical Research Letters Volume: 43 Issue: 5 Pages: 2299-2306
  • DOI: 10.1002/2016gl067723
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The Pacific Decadal Oscillation, Revisited (2016)
  • Author(s): Matthew Newman, Michael A. Alexander, Toby R. Ault, Kim M. Cobb, Clara Deser, Emanuele Di Lorenzo, Nathan J. Mantua, Arthur J. Miller, Shoshiro Minobe, Hisashi Nakamura, Niklas Schneider, Daniel J. Vimont, Adam S. Phillips, James D. Scott2, and Catherine A. Smith
  • Journal Title: Journal of Climat Volume: 印刷中 Issue: 12 Pages: 4399-4427
  • DOI: 10.1175/jcli-d-15-0508.1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 北太平洋におけるサブメソスケール現象が生物生産にもたらす影響：海洋大循環-海洋生態系結合モデルの解析 (2017)
  • Author(s): 畑嶋良亮・見延庄士郎・笹井義一・佐々木英治
  • Organizer: 日本海洋学会海洋生物学研究会第一回シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京海洋大学（東京都・港区）
  • Year and Date: 2017-03-22
• [Presentation] Causality linkages in atmosphere, ocean and marine ecosystem over the North Pacific: Modes, processes and prediction (2017)
  • Author(s): Shoshiro Minobe
  • Organizer: International symposium “Drivers of dynamics of small pelagic fish resources
  • Place of Presentation: Victoria(Canada)
  • Year and Date: 2017-03-06
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 栄養塩供給と湧昇から迫る新海洋区系：超・高解像度北太平洋物理生物モデル解析 (2017)
  • Author(s): 見延庄士郎・佐々木克徳・畑嶋良亮・長尾俊平・笹井一義・佐々木英治
  • Organizer: 新学術領域研究「新海洋像：その機能と持続的利用」領域全体集会：成果報告会
  • Place of Presentation: 東京大学農学部（東京都・文京区）
  • Year and Date: 2017-03-04
  • Invited
• [Presentation] Dynamical downscaling of future sea-level change in the western North Pacific using ROMS (2016)
  • Author(s): Zhao-Jun Liu, Shoshiro Minobe, Yoshi N. Sasaki, Mio Terada
  • Organizer: CLIVAR Open Science Conference
  • Place of Presentation: Qingdao(China)
  • Year and Date: 2016-09-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Pacific decadal oscillation, revisited (2016)
  • Author(s): Matthew Newman, Michael Alexander, Toby Ault, Kim Cobb, Clara Deser, Emanuele Di Lorenzo, Nathan Mantua, Arthur Miller, Shoshiro Minobe, Hisashi Nakamura, Niklas Schneider, Daniel Vimont, Adam Phillips
  • Organizer: CLIVAR Open Science Conference
  • Place of Presentation: Qingdao(China)
  • Year and Date: 2016-09-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] CMIP5モデルでの北太平洋の領域海面高度将来変化と海洋内部および外力変化 (2016)
  • Author(s): 寺田 美緒・見延 庄士郎
  • Organizer: 日本海洋学会秋季大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2016-09-12
• [Presentation] 1/30度サブメソスケール許容モデルと1/10度渦解像モデルにおける北太平洋の栄養塩輸送と生物生産 (2016)
  • Author(s): 畑嶋良亮・見延庄士郎・笹井義一・佐々木英治
  • Organizer: 日本海洋学会秋季大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2016-09-12
• [Presentation] 海洋の地球温暖化問題に関する海洋物理と海洋化学・海洋生物学の連携の種：CMIPを中心として (2016)
  • Author(s): 見延庄士郎・寺田美緒・劉昭君・佐々木克徳
  • Organizer: 日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2016-03-17
• [Presentation] The Pacific Decadal Oscillation, revisited (2016)
  • Author(s): Matthew Newman, Arthur Miller, Michael Alexander, Toby Ault, Kim Cobb, Clara Deser, Emanuele Di Lorenzo, Nathan Mantua, Shoshiro Minobe, Hisashi Nakamura, Niklas Schneider, Daniel Vimont, Adam Phillips, Catherine Smith, James Scott
  • Organizer: 2016 Ocean Sciences Meeting
  • Place of Presentation: ニューオリンズ（米国）
  • Year and Date: 2016-02-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The influence of the gulf stream on European wintertime blocking: impacts and mechanism (2016)
  • Author(s): Shoshiro Minobe, Christopher H. O'Reilly, Akira Kuwano-Yoshida
  • Organizer: 2016 Ocean Sciences Meeting
  • Place of Presentation: ニューオリンズ（米国）
  • Year and Date: 2016-02-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Climate Dynamics Panel and mid-latitude ocean’s influence on the atmosphere (2016)
  • Author(s): Shoshiro Minobe
  • Organizer: CLIVAR/JAMSTEC Workshop on the Kuroshio Current and Extension System: Theory, Observations, and Ocean Climate Modelling
  • Place of Presentation: 海洋研究開発機構（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-01-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] SST habitat and food change projections for Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) in the North Pacific and adjacent seas based on CMIP5 climate models (2015)
  • Author(s): Shoshiro Minobe, Hiromichi Ueno, James R. Irvine, Alexander V. Zavolokin, Katherine W. Myers, Mio Terada, Mitsuho Oe and Skip McKinnell
  • Organizer: Developing new ocean provinces on their biogeochemistry and ecosystems
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2015-12-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A01 栄養塩供給と湧昇から迫る新海洋区系：超・高解像度北太平洋物理生物モデル解析 (2015)
  • Author(s): 見延庄士郎・佐々木克徳・Hanna Na・畑嶋良亮・寺田美緒
  • Organizer: 新学術領域研究「新海洋像：その機能と持続的利用」領域全体集会：平成27年度成果報告
  • Place of Presentation: KKRホテル熱海会議場(静岡県・熱海市）KKRホテル熱海会議場(静岡県・熱海市）
  • Year and Date: 2015-10-31
• [Presentation] SST habitat and food change projections for Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) in the North Pacific and adjacent seas based on CMIP5 climate models (2015)
  • Author(s): Shoshiro Minobe, Hiromichi Ueno, James R. Irvine, Alexander V. Zavolokin, Katherine W. Myers, Mio Terada, Mitsuho Oe and Skip McKinnell
  • Organizer: PICES 2015 “Change and sustanability of the North Pacific”
  • Place of Presentation: 青島(中国）
  • Year and Date: 2015-10-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] How important will submeso-scale phenomena become? (2015)
  • Author(s): Shoshiro Minobe
  • Organizer: Submesoscale Oceanography -Prospect for a new world -
  • Place of Presentation: 愛媛大学（松山市・愛媛県）
  • Year and Date: 2015-09-26
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Influence of sub-mesoscale phenomena on biological production over the North Pacific : Analysis of high-resolution coupled OGCM-marine ecosystem models (2015)
  • Author(s): Ryosuke Hatashima, Shoshiro Minobe, Yoshikazu Sasai, Hideharu Sasaki
  • Organizer: Submesoscale Oceanography -Prospect for a new world -
  • Place of Presentation: 愛媛大学（松山市・愛媛県）
  • Year and Date: 2015-09-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dynamical downscaling of future sea-level change in the western North Pacific using ROMS (2015)
  • Author(s): Zhaojun Liu, Shoshiro Minobe, Yoshi N. Sasaki, Mio Terada
  • Organizer: 12th Asia Oceania Geosciency Society annual meeting
  • Place of Presentation: シンガポール （シンガポール）
  • Year and Date: 2015-08-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Pacific decadal oscillation, revisited (2015)
  • Author(s): M. Newman, M. Alexander, T. Ault, K. Cobb, C. Deser, E. DiLorenzo, N. Mantua, A. Miller, S. Minobe, H. Nakamura, N. Schneider, D. Vimont
  • Organizer: 26th IUGG General Assembly 2015
  • Place of Presentation: プラハ（チェコ）
  • Year and Date: 2015-06-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Habitat change projections for Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) in the North Pacific and adjacent seas based on CMIP5 climate models (2015)
  • Author(s): Shoshiro Minobe, James R. Irvine, Alexander V. Zavolokin, Shigehiko Urawa, Hiromichi Ueno, Elizabeth A. Logerwell, Katherine W. Myers, and Mio Terada
  • Organizer: International Symposium on “Pacific Salmon and Steelhead production in a changing climate: Past, presenta and future”
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2015-05-17
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] 新学術領域「新海洋像：その機能と持続的利用」
  • URL: http://ocean.fs.a.u-tokyo.ac.jp/