| 研究領域 | 海洋混合学の創設：物質循環・気候・生態系の維持と長周期変動の解明 |
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| 研究課題/領域番号 |
15H05818
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
安田 一郎 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (80270792)
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| 研究分担者 |
井上 龍一郎 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 主任研究員 (80624022)
長谷川 大介 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 東北区水産研究所, 主任研究員 (10624728)
柳本 大吾 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (40260517)
藤尾 伸三 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (00242173)
田中 雄大 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 東北区水産研究所, 任期付研究員 (10750391)
川口 悠介 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (00554114)
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| 研究期間 (年度) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
94,380千円 (直接経費: 72,600千円、間接経費: 21,780千円)
2019年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2018年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
2017年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
2016年度: 22,750千円 (直接経費: 17,500千円、間接経費: 5,250千円)
2015年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
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| キーワード | 海洋混合学 / 乱流観測 / 鉛直混合 / 海洋循環 / 物質鉛直フラックス / 乱流 / 海洋物理学 / 海洋観測 / 海洋計測学 / 物質循環 / 海洋大循環 / 海洋物質循環 / 栄養塩鉛直輸送 / 観測機器手法開発 / 海洋生態系 |
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| 研究実績の概要 |
2018年度は、1) CTD取り付け型高速水温計観測を拡大し、より広域での混合分布を明らかにした(気象庁凌風丸・啓風丸による11航海、ロシア海域航海、白鳳丸インド洋・南大洋・南極航海など)。水温計の時定数補正のためのシアプローブとの比較を新青丸航海で行い、精度向上を図った。2) グライダ搭載の乱流計の解析手法を開発し、黒潮での観測に用いて、伊豆海嶺を乗り越える黒潮での乱流強化の下流への影響範囲や２重拡散による栄養塩輸送を定量化した。SeaExplorer搭載のADCPの解析をAlseamerとの共同で行った。3) 乱流計搭載超深海フロートを12/20に青森県開運丸で青森沖に投入し、冬季の深層乱流の時系列観測を行った。また、高速水温計を取り付けた昇降式係留系を、みらい航海で亜寒帯K2定点に設置し、時系列観測を開始した(2019/6月に回収予定)。加えて、ロシア船航海を実施し、カムチャッカ海峡での係留観測、西部ベーリング海・アナデイール湾・亜寒帯海域での乱流・物理観測を実施した。深層でのベーリング海の閉鎖性・北極域へ流入する水塊への乱流の影響・グリーンベルトを支える過程などが明らかにされつつある。津軽海峡での跳水を伴う強乱流発生過程、津軽暖水前線での２重拡散現象、トカラ海峡での海山による乱流の詳細な観測が、東北水研若鷹丸３航海、かごしま丸航海を通じて明らかにされた。新青丸KS-18-4航海においてグライダや乱流フロート・生物化学センサ搭載フロートによる観測が国際共同研究として行われ、春季の再成層化に伴う生物地球化学過程に中規模以下の物理現象が与える影響が明らかにされつつある。18.6年周期潮汐振動の日周潮汐極大から10年目にエルニーニョが起こりやすく、3年目16年目にラニーニャが起こりやすい傾向があることが明らかにされた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本計画研究班は、本計画研究班で培ってきた鉛直混合の観測手法を発展させ、新しい観測システム・手法を導入し、日本の誇る海洋観測網を活かして観測を展開し、鉛直混合を通じて繋がる新しい学術の創出に貢献することを目的にしている。具体的には、１）通常観測に用いられるCTDに高速水温計を取り付け、鉛直混合強度を求める手法を開発し、様々な観測航海を利用しデータを収集する。中深層循環に対する鉛直混合の役割を明らかにし、親潮・黒潮を通じて日本周辺海域へ輸送される栄養塩等の物質輸送量を評価する。２）昇降しながら自在に動いて自動観測する水中グライダに、乱流計と超音波流速計を搭載し、多様な鉛直規模をもつ現象をつなぐ観測ができる集中観測システムを構築し、鉛直混合強化過程を明らかにする。また、３）自動昇降フロートに電磁流速計または鉛直混合センサを取り付けた漂流型フロート・係留系等による長期時系列観測を行い、鉛直混合の時間変動を明らかにする。1)については、エネルギー散逸率10-10から10-8W/kgの範囲で有用な、高速水温計をCTDに取り付ける手法を確立し、多くの観測機会を捉えてデータを収集体制を構築することができた。2)については、グライダ搭載の乱流計の解析を自動化し、特に高速水温計が有用であることを明らかにした。3)については、高速水温計・電磁流速計を搭載したフロート時系列観測データがワシントン大学との共同研究を通じて得られている。本領域独で開発された4000mまで観測できる深海フロート乱流計は、これまで機器の不備などから長期観測ができていなかったが、12月に青森沖に投入したフロートは4月に無事回収された。
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| 今後の研究の推進方策 |
高速水温計観測については、精度向上と適用範囲の拡大を目指す。高精度・超深海乱流計観測を行い、エネルギー散逸率10-11W/kgの弱い乱流領域での高速水温計観測の妥当性を明らかにして、1000mより深い海のほとんどを占める弱乱流領域での混合の実態を明らかにする。10-8W/kg以上の強乱流域についても補正手法を工夫することによって適用範囲の拡大を図る。個々の水温計でバラつく応答特性を補正する検定手法を開発し、これまでのデータを含めて、精度向上を目指し、公開可能なデータを作成する。グライダについては、４月の新青丸航海において、SeaExplorerを船からコントロールする手法での観測を三陸沖で行う。搭載しているADCPの解析手法をフランスAlseamerと共同で開発し、乱流・流速シア・水温塩分の同時高精度観測の実現を目指す。開発を進めてきたが、機器のトラブルで観測データが取得できていなかった世界で唯一流速シア・高速水温計を両方搭載した深海フロート型乱流計の2018/12/20から2019/4/21までの冬を超える時系列観測（約10日間隔で16キャスト）データを取得する。また、回収点では、高精度超深海乱流計とCTD取り付け高速水温計観測を実施し、基準データとの比較を行う。これらを用いて、深海フロートによる乱流観測の有用性検証を行うとともに、深海乱流の時間変動について明らかにする。また、昇降式ブイに搭載した高速水温計の時系列データ(0-150m, 5日間隔)が2019/6月に回収される。実測データから亜表層乱流の変動特性や生態系変動との関係を明らかにする。加えて、作業部会活動や他班との連携を通じて、混合の分布と海洋循環、栄養塩輸送を明らかにしてゆく。
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