北極海の海氷減少による海洋環境、プランクトン変動の実態解明

• 研究課題/領域番号: 16K00533
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 伊東 素代 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), 副主任研究員 (60373453)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 北極海 / 海洋物理 / 海洋生態 / 環境変動

研究成果の概要

北極海では地球温暖化で急激な海氷減少が進行しているが、海洋生態系への影響は未解明である。本研究では、多氷年(2000-03年)と、少氷年(2010-13年)に得られた、バロー海底谷の係留式音響流向流速計のデータから、動物プランクトン量の10年規模変動の解析を行った。その結果、動物プランクトン量は、この10年で1.6倍に増加し、植物プランクトンへの摂餌圧も増加し、有機物のほとんどが底生生物に供給される生態系(pelagic-benthic coupling)から、動物プランクトンによる有機物の消費が卓越する生態系(pelagic-pelagic coupling)への移行が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で示された動物プランクトン量の増加は摂餌圧の変化を通して、海洋生態系の食物連鎖網に影響を与える。動物プランクトンは、太平洋側北極海の主要な魚類である北極タラ、サケの餌となるため、漁業資源の変動にも影響する可能性がある。バロー海底谷で観測された、動物プランクトン量の増加、植物プランクトンへの摂餌圧の増加、底生生物への有機物供給量の減少は、海氷減少が発端となって起こっている。そのため、今後も更なる海氷減少が予測される北極海での食物連鎖網の変化の端緒を捉えた可能性がある。

研究成果

• [雑誌論文] Mean and seasonal circulation of the eastern Chukchi Sea from moored timeseries in 2013‐14 (2021)
  • 著者名/発表者名: Tian Fei、Pickart Robert S.、Lin Peigen、Pacini Astrid、Moore G.W.K.、Stabeno Phyllis、Weingartner Thomas、Itoh Motoyo、Kikuchi Takashi、Dobbins Elizabeth、Bell Shaun、Woodgate Rebecca A.、Danielson Seth L.、Wang Zhaomin
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Oceans 巻: - 号: 5
  • DOI: 10.1029/2020jc016863
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Analysis of the Beaufort Gyre freshwater content in 2003-2018 (2019)
  • 著者名/発表者名: Proshutinsky, A., R. Krishfield, J. Toole, M.-L. Timmermans, W. Williams, S. Zimmerman, M. Yamamoto-Kawai, T. W. K. Armitage, D. Dukhovskoy, E. Golubeva, G. E. Manucharyan, G. Platov, E. Watanabe, T. Kikuchi, S. Nishino, M. Itoh, S.-H. Kang, K.-H. Cho, K. Tateyama, and J. Zhao
  • 雑誌名: JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH - Oceans 巻: 124 号: 12 ページ: 9658-9689
  • DOI: 10.1029/2019jc015281
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The warming of the Chukchi slope through the Barrow Canyon outflow in the 2016‐2017 winter (2019)
  • 著者名/発表者名: Kimura, S., J. Onodera, M. Itoh, T. Kikuchi, S. Nishino, Y. Kawaguchi, E. Watanabe, and N. Harada
  • 雑誌名: JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH - Oceans 巻: 124 号: 11 ページ: 7437-7456
  • DOI: 10.1029/2019jc015093
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Seasonal to mesoscale variability of water masses and atmospheric conditions in Barrow Canyon, Chukchi Sea (2019)
  • 著者名/発表者名: Pickart, R., C. Nobre, P. Lin, K. Arrigo, C. Ashjian, C. Berchok, L. Cooper, J. Grebmeier, I. Hartwell, J. He, M. Itoh, T. Kikuchi, S. Nishino, and S. Vagle
  • 雑誌名: Deep Sea Research Part II 巻: in press ページ: 32-49
  • DOI: 10.1016/j.dsr2.2019.02.003
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Interannual variation in solar heating in the Chukchi Sea, Arctic Ocean (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsukada, Y., H. Ueno, N. Ohta, M. Itoh, E. Watanabe, T. Kikuchi, S. Nishino, and K. Mizobata
  • 雑誌名: Polar Science 巻: 17 ページ: 33-39
  • DOI: 10.1016/j.polar.2018.06.003
  • NAID: 120006882067
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transport of Pacific Water into the Canada Basin and the formation of the Chukchi Slope Current (2018)
  • 著者名/発表者名: Spall, M. A., R. S. Pickart, M. Li, M. Itoh, P. Lin, T. Kikuchi, and Y. Qi
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 123(10) 号: 10 ページ: 7453-7471
  • DOI: 10.1029/2018jc013825
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Winter water formation in coastal polynyas of the eastern Chukchi shelf: Pacific and Atlantic influences (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirano, D., Y. Fukamachi, K. I. Ohshima, E. Watanabe, A. R. Mahoney, H. Eicken, M. Itoh, D. Simizu, K. Iwamoto, J. Jones, T. Takatsuka, T. Kikuchi, and T. Tamura
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 123 号: 8 ページ: 5688-5705
  • DOI: 10.1029/2017jc013307
  • NAID: 120006559016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Year-round observations of sea-ice drift and near-inertial internal waves in the Northwind Abyssal Plain, Arctic Ocean (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, Y., M. Itoh, Y. Fukamachi, E. Moriya, J. Onodera, T. Kikuchi and N. Harada
  • 雑誌名: Polar Science 巻: in press ページ: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.polar.2019.01.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Increasing zooplankton biomass associated with sea ice loss in the western Arctic Ocean (2021)
  • 著者名/発表者名: Motoyo Itoh , Minoru Kitamura , Amane Fujiwara , Eddy Carmack , Kazuo Amakasu , Koichi Ara , Mario Uchimiya , Toru Hirawake , Jonaotaro Onodera , Shigeto Nishino , Takashi Kikuch
  • 学会等名: Alaska Marine Science Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Long term variability of Barrow Canyon fluxes and its impact on subsurface warming in the western Arctic Ocean (2021)
  • 著者名/発表者名: Motoyo Itoh, Takashi Kikuchi, Shigeto Nishino
  • 学会等名: Arctic Science Summit Week 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Preliminary results of the R/V Mirai Arctic Ocean cruise in 2020 (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishino Shigeto, Amane Fujiwara, Motoyo Itoh, Jonaotaro Onodera, Akihiko Murata, Takashi Kikuchi
  • 学会等名: Arctic Science Summit Week 2021 Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Mean and Seasonal Circulation of the Eastern Chukchi Sea from Moored Timeseries in 2013‐ 14 (2021)
  • 著者名/発表者名: Robert Pickart, Fei Tian, Peigen Lin, Astrid Pacini, Kent Moore, Phyllis Stabeno, Thomas Weingartner, Motoyo Itoh, Takashi Kikuchi, Elizabeth Dobbins, Shaun Bell, Rebecca Woodgate, Zhaomin Wang
  • 学会等名: Alaska Marine Science Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Increasing zooplankton biomass associated with sea ice loss in the western Arctic Ocean (2020)
  • 著者名/発表者名: Motoyo Itoh , Minoru Kitamura , Amane Fujiwara , Eddy Carmack , Kazuo Amakasu , Koichi Ara , Mario Uchimiya , Toru Hirawake , Jonaotaro Onodera , Shigeto Nishino , Takashi Kikuch
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Summary of the R/V Mirai Arctic Ocean cruise in 2020 (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishino Shigeto, Amane Fujiwara, Motoyo Itoh, Jonaotaro Onodera, Akihiko Murata, Takashi Kikuchi
  • 学会等名: The 11th symposium on polar science
  • 国際学会
• [学会発表] 北極海バロー海底谷を通過する夏季太平洋水の昇温 (2020)
  • 著者名/発表者名: 伊東素代, 菊地隆, 西野茂人
  • 学会等名: 日本海洋学会 2020 年度秋季大会
• [学会発表] Long term variability of Barrow Canyon fluxes and its impact on subsurface warming in the western Arctic Ocean (2020)
  • 著者名/発表者名: Itoh, M., T. Kikuchi, S. Nishino
  • 学会等名: Sixth International Symposium on the Arctic Research (ISAR-6) Online Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Pacific water in the northeastern Chukchi Sea (2020)
  • 著者名/発表者名: Muramatsu, M., H. Ueno, M. Itoh, E. Watanabe, and J. Onodera
  • 学会等名: Sixth International Symposium on the Arctic Research (ISAR-6) Online Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] The warming of the Chukchi slope through the Barrow Canyon outflow in the 2016‐2017 winter (2020)
  • 著者名/発表者名: Kimura, S., J. Onodera, M. Itoh, T. Kikuchi, S. Nishino, Y. Kawaguchi, E. Watanabe, N. Harada
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Long term variability of Barrow Canyon fluxes and its impact on sub surface warming in the Canada Basin (2019)
  • 著者名/発表者名: Itoh, M., T. Kikuchi, S. Nishino
  • 学会等名: 17th ASOF-ISSG Meeting and Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Nutrient and phytoplankton distributions associated with ocean circulation, eddies, and mixing in the Pacific Arctic Region (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishino, S., A. Fujiwara, Y. Kawaguchi, T. Shiozaki, M. Itoh, T. Hirawake, M. Yamamoto-Kawai, M. Aoyama, N. Harada, T. Kikuchi
  • 学会等名: Future Oceans 2 - the 2nd IMBeR Open Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] チャクチ海北東部陸棚縁辺部における太平洋起源水の移流 (2019)
  • 著者名/発表者名: 村松美幌, 上野洋路, 伊東素代, 渡邉英嗣, 小野寺丈尚太郎
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
• [学会発表] Pacific water in the northeastern Chukchi Sea (2019)
  • 著者名/発表者名: Muramatsu, M., H. Ueno, M. Itoh, E. Watanabe, J. Onodera
  • 学会等名: The North Pacific Marine Science Organization (PICES) 2019 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Particle flux change reflecting input of Pacific-origin water in the southwestern Canada Basin (2019)
  • 著者名/発表者名: Onodera, J., S. Kimura, M. Itoh, E. Watanabe, K. Mizobata, Y. Tanaka, N. Harada
  • 学会等名: Future Oceans 2 - the 2nd IMBeR Open Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] High resolution sea ice motion analysis with MODIS data in the western Arctic region (2019)
  • 著者名/発表者名: Yaguchi, S., N. Kimura, M. Itoh, Y. Fukamachi, T. Kikuchi, and H. Yamaguchi
  • 学会等名: The 34th International Symposium on the Okhotsk Sea and Polar Ocean 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 西野茂人、藤原周、川口悠介、菊地隆、伊東素代 2017年「みらい」北極航海概要と観測結果の報告 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西野茂人、藤原周、川口悠介、菊地隆、伊東素代
  • 学会等名: ブルーアースサイエンス・テク2019
• [学会発表] On the warming of the Chukchi slope through the Barrow Canyon outflow in the winter of 2016-17 (2019)
  • 著者名/発表者名: Kimura, S., J. Onodera, M. Itoh, T. Kikuchi, and S. Nishino
  • 学会等名: Polar Marine Science (GRS) Gordon Research Seminar
  • 国際学会
• [学会発表] Brief update of recent activities and results for DBO: Japan DBO results (2018)
  • 著者名/発表者名: Itoh, M.
  • 学会等名: Pacific Arctic Group 2018 Fall meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 2017年「みらい」北極航海概要/Summary of the R/V Mirai Arctic Ocean cruise in 2017 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西野茂人、藤原周、川口悠介、菊地隆、伊東素代
  • 学会等名: JpGU2018 日本地球惑星科学連合2018年大会
  • 国際学会
• [学会発表] Jonaotaro Onodera, Eiji Watanabe, Kohei Mizobata, Yuichiro Tanaka, Motoyo Itoh, Naomi Harada Lateral advection of biogenic particles in the southwestern Canada Basin, Arctic Ocean (2018)
  • 著者名/発表者名: Onodera, J., E. Watanabe, K. Mizobata, Y. Tanaka, M. Itoh, and N. Harada
  • 学会等名: JpGU2018 日本地球惑星科学連合2018年大会
  • 国際学会
• [学会発表] チャクチ海北東部陸棚縁辺部における太平洋起源水の移流 (2018)
  • 著者名/発表者名: 村松美幌、上野洋路、伊東素代、渡邉英嗣、小野寺丈尚太郎
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
• [学会発表] On the warming of the Chukchi slope through the Barrow Canyon outflow in the winter of 2016-17 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kimura, S., J. Onodera, M. Itoh, T. Kikuchi, and S. Nishino
  • 学会等名: Forum for Arctic Modelling and Observational Synthesis 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Sea-ice thickness from moored ice-profiling sonar in the Canada Basin, Arctic Ocean (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Itoh, Y. Fukamachi, N. Kimura, R.A. Krishfield, T. Kikuchi, E. Moriya, J. Onodera, N. Harada
  • 学会等名: Fifth International Symposium on Arctic Research (ISAR-5)
  • 国際学会
• [学会発表] Interannual variabilities of Pacific Water inflow into the Arctic basin via Barrow Canyon (2017)
  • 著者名/発表者名: Itoh, M., T. Kikuchi, S. Nishino
  • 学会等名: Alaska Marine Science Symposium
  • 発表場所: Anchorage, Alaska, USA
  • 年月日: 2017-01-24
  • 国際学会
• [学会発表] Interannual variabilities of Pacific Water inflow into the Arctic basin via Barrow Canyon (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Itoh, T. Kikuchi, S. Nishino
  • 学会等名: Arctic Science Summit Week 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Sea-ice thickness from moored ice-profiling sonar in the Canada Basin, Arctic Ocean (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Itoh, Y. Fulamachi, N. Kimura, R.A. Krishfield, T. Kikuchi, E. Moriya, J. Onodera, N. Harada
  • 学会等名: Arctic Change 2017
  • 国際学会
• [学会発表] バロー海底谷における太平洋水のフラックスと北極海の温暖化への影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊東素代, 菊地隆, 西野茂人
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
• [学会発表] 係留系観測による北極海カナダ海盆の海氷厚の季節変動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊東素代, 深町康, 木村詞明, R.A. Krishfield, 菊地隆, 守家衣利加, 小野寺丈尚太郎, 原田尚美
  • 学会等名: 日本海洋学会2017年秋季大会
• [学会発表] Wind-driven variability in subsurface warm layers of the Chukchi shelf break (2016)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, E., J. Onodera, M. Itoh, S. Nishino, T. Kikuchi
  • 学会等名: ArcticNet Annual Scientific Meeting 2016
  • 発表場所: Winnipeg, Manitoba, Canada
  • 年月日: 2016-12-07
  • 国際学会
• [学会発表] Interannual variabilties of fluxes in Barrow Canyon from 2010-2014 : results from the (2016)
  • 著者名/発表者名: Itoh, M., T. Kikuchi, Y. Fukamachi, R. Pickart
  • 学会等名: 2016 Pacific Arctic Group Fall Meeting
  • 発表場所: 青島, 中国
  • 年月日: 2016-10-27
  • 国際学会
• [学会発表] 北極海チャクチ陸棚縁における冬季海氷下の亜表層暖水輸送 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡邉英嗣， 小野寺丈尚太郎， 伊東素代， 西野茂人， 菊地隆
  • 学会等名: 日本海洋学会2016年度秋季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 西部北極海における厳冬期の亜表層暖水輸送 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡邉英嗣， 小野寺丈尚太郎， 伊東素代， 西野茂人， 菊地隆
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2016-05-26