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海氷・海洋結合データ同化システムを用いた極域海洋における基礎生産の予測可能性研究

研究課題

研究課題/領域番号 17KK0014
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 環境影響評価
研究機関国立研究開発法人水産研究・教育機構 (2018-2021)
国立極地研究所 (2017)

研究代表者

中野渡 拓也  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(釧路), 主任研究員 (20400012)

研究期間 (年度) 2018 – 2021
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワード海氷 / 北極海 / オホーツク海 / 低次生態系モデル / 予測可能性 / データ同化 / 気候変動 / HNLC / 北極低気圧 / 北太平洋 / 基礎生産量 / 長期変動 / 鉄 / 中期予測 / 栄養塩 / 経年変動 / 海氷モデル / 短・中期予報 / 低気圧 / 海氷厚 / アンサンブルカルマンフィルター / 自由漂流 / 物質循環
研究成果の概要

北極海やその周辺海域における基礎生産量の1週間から数十年スケールの大気変動に対する応答特性とその予測可能性について、高解像度の海氷・海洋結合データ同化システム、及び低次生態系モデルを用いた数値シミュレーションによって調査した。北極海では、北極低気圧の発達によって駆動される混合層の発達とそれに伴う栄養塩供給プロセスが基礎生産量を実質的に増加させることが明らかになった。一方、オホーツク海では、長期的な海氷面積の減少によって春季の基礎生産量が増加する半面、北太平洋亜寒帯西部ではオホーツク海の熱塩循環と亜寒帯循環の弱化に伴い、春季ブルームの勢力が弱化している可能性が提示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来、地球温暖化をはじめとする気候変動に対する海洋低次生態系への影響が指摘されているが、その変動要因やその将来予測については未解明な部分が多い。本研究では、高解像度の海氷・海洋結合低次生態系モデルを用いた数値実験によって、大気によって励起される海洋表層の混合や風成循環の変化が基礎生産量の変動において実施的なインパクトを持つことを明らかにした。特に、北太平洋亜寒帯域では、黒潮続流からの高塩分水の輸送量の増加が冬季海洋混合層の深化をもたらし、光環境の悪化を通して春季ブルームの遅延をもたらすことが示された。これらの結果は、海洋低次生態系の近未来将来予測には気温だけでなく風の変化の重要性を提示する。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] ナンセン環境リモートセンシング研究センター(ノルウェー)2018

    • 年月日
      2018-07-15
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Ensemble forecast experiments of summertime sea ice in the Arctic Ocean using the TOPAZ4 ice-ocean data assimilation system2022

    • 著者名/発表者名
      Nakanowatari T.、Xie J.、Bertino L.、Matsueda M.、Yamagami A.、Inoue J.
    • 雑誌名

      Environmental Research

      巻: 209 ページ: 112769-112769

    • DOI

      10.1016/j.envres.2022.112769

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A New Norm for Seasonal Sea Ice Advance Predictability in the Chukchi Sea: Rising Influence of Ocean Heat Advection2022

    • 著者名/発表者名
      Nakanowatari Takuya、Inoue Jun、Zhang Jinlun、Watanabe Eiji、Kuroda Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 35 号: 9 ページ: 2723-2740

    • DOI

      10.1175/jcli-d-21-0425.1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interannual to decadal variability of phosphate in the Oyashio region: Roles of wind-driven ocean current and tidally induced vertical mixing in the Sea of Okhotsk2021

    • 著者名/発表者名
      Nakanowatari Takuya、Nakamura Tomohiro、Mitsudera Humio、Nishioka Jun、Kuroda Hiroshi、Uchimoto Keisuke
    • 雑誌名

      Progress in Oceanography

      巻: 197 ページ: 102615-102615

    • DOI

      10.1016/j.pocean.2021.102615

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ensemble forecast experiments of summertime sea ice in the Arctic Ocean using the TOPAZ4 ice-ocean data assimilation system2020

    • 著者名/発表者名
      中野渡 拓也, Jiping Xie, Laurent Bertino, 松枝未遠, 山上晃央, 猪上淳
    • 雑誌名

      Proceedings of The 35th International Symposium on the Okhotsk Sea and Polar Oceans 2020

      巻: 35 ページ: 92-95

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Seasonal changes of water mass, circulation and dynamic response in the Kuril Basin of the Sea of Okhotsk.2019

    • 著者名/発表者名
      Mensah, V., K. I. Ohshima, T, Nakanowatari, S. Riser
    • 雑誌名

      Deep-Sea Research Part I

      巻: 144 ページ: 115-131

    • DOI

      10.1016/j.dsr.2019.01.012

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Medium-range predictability of early summer sea ice thickness distribution in the East Siberian Sea based on the TOPAZ4 ice?ocean data assimilation system2018

    • 著者名/発表者名
      Nakanowatari Takuya、Inoue Jun、Sato Kazutoshi、Bertino Laurent、Xie Jiping、Matsueda Mio、Yamagami Akio、Sugimura Takeshi、Yabuki Hironori、Otsuka Natsuhiko
    • 雑誌名

      The Cryosphere

      巻: 12 号: 6 ページ: 2005-2020

    • DOI

      10.5194/tc-12-2005-2018

    • NAID

      120006489813

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 海氷融解期における生物生産に及ぼす北極低気圧の影響2021

    • 著者名/発表者名
      中野渡 拓也
    • 学会等名
      2021年度日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 海洋‐海氷結合オホーツク海領域モデルに現れる宗谷海峡の流速の日変動と北海道沿岸の海氷分布との関連性について2021

    • 著者名/発表者名
      佐伯 立, 三寺 史夫, 中野渡 拓也, 黒田 寛, 岩本 勉之
    • 学会等名
      紋別流氷シンポジウム2021連携学術セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 初冬チュクチ海の海氷拡大遅延の要因とその予測可能性2020

    • 著者名/発表者名
      中野渡拓也, 猪上淳, Jinlun Zhang, 黒田寛
    • 学会等名
      日本海洋学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Tidally-modified western boundary current drives crossing straits exchange transport2020

    • 著者名/発表者名
      周宏偉, 三寺史夫, 山 崎開平, 中村知裕, 川崎高雄, 中野渡拓也, 西川はつみ, 佐々木英治
    • 学会等名
      日本海洋学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Ensemble forecast experiments of summertime sea ice in the Arctic Ocean using the TOPAZ4 ice-ocean data assimilation system2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Nakanowatari, Jiping Xie, Laurent Bertino, Mio Matsueda, Akio Yamagami, Jun Inoue
    • 学会等名
      第35回北方圏国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ensemble forecast experiments of summertime sea ice in the Arctic Ocean using the TOPAZ4 ice-ocean data assimilation system2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Nakanowatari, Jiping Xie, Laurent Bertino, Mio Matsueda, Akio Yamagami, Jun Inoue
    • 学会等名
      Sixth International Symposium on Arctic Research
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reproduction of Iron-rich Intermediate Water in the Subarctic North Pacific by High-resolution Biogeochemical Model2020

    • 著者名/発表者名
      西川はつみ, 三寺史夫, 吉成浩志, 中野渡 拓也, 中村知裕, 内本圭亮, 羽角博康
    • 学会等名
      Ocean Sciences Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Far-reaching effects of sea ice extent in the Sea of Okhotsk on sea-surface turbulent heat flux and their possible influence2020

    • 著者名/発表者名
      中村知裕, 高橋祐輔, 中野渡 拓也
    • 学会等名
      Ocean Sciences Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 親潮海域における表層リン酸塩の10年規模変動メカニズムに関する数値シミュレーション研究2019

    • 著者名/発表者名
      中野渡 拓也, 中村知裕, 三寺史夫, 西岡純, 黒田 寛
    • 学会等名
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「2019年度海洋生態系モデリングシンポジウム」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] オホーツク海の海洋・海氷変動と物質循環システムにおける役割2019

    • 著者名/発表者名
      中野渡 拓也, 中村知裕, 三寺史夫, 西川はつみ、西岡純, 黒田 寛
    • 学会等名
      低温科学研究所共同研究集会シンポジウム「変化する環オホーツク陸域・海域環境と今後の展望」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of autumn ocean heat flux on sea ice advance in the Chukchi Sea2019

    • 著者名/発表者名
      Nakanowatari Takuya, Inoue Jun, Jinlun Zhang
    • 学会等名
      第34回北方圏国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Changing Asia-Pacific Marginal Seas2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Nakanowatari, Humio Mitsudera
    • 総ページ数
      320
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811548857
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-01-25   更新日: 2023-01-30  

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