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溶存有機物と光学特性から探る亜寒帯海域の水塊構造と生物生産環境

研究課題

研究課題/領域番号 19H04250
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関国立極地研究所 (2020-2022)
北海道大学 (2019)

研究代表者

平譯 享  国立極地研究所, 先端研究推進系, 教授 (70311165)

研究分担者 山下 洋平  北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (50432224)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
キーワードCDOM / FDOM / 水塊 / 光吸収 / 蛍光 / 基礎生産 / 水塊混合 / 有色溶存有機物 / 光吸収・蛍光 / 水塊指標 / 水塊分類 / 溶存有機物 / 三陸沖 / 混合
研究開始時の研究の概要

親潮と黒潮はそれぞれ異なる特徴を持つ海水である(水塊)。三陸沖はこれらが複雑に混合することで豊かな生物生産力を生み出し、水産業にとっても重要な海域である。今後の海洋生物資源の動態を知る上で、水塊構造と生物資源の基盤となる基礎生産力を理解することが必要であるが、水塊の同一性と起源を、水温・塩分のみで判断することは困難である。そこで溶存有機物の吸光・蛍光特性を新たなトレーサーとして活用し、新しい水塊構造の解析方法を提案し、海洋循環・物質循環と生物生産力との関係を解明する。さらに、センサー観測や衛星リモートセンシングによる広範囲・多次元・連続観測研究へと発展させる。

研究成果の概要

様々な特徴を持つ海水が近接・混合する三陸沖やベーリング陸棚域およびそれら縁辺海において、海水中に溶存する有機物(CDOM)の光吸収量や蛍光強度を測定し、それらの特性に基づいて幾つかの同じ特徴を持つ海水(水塊)に分類し、水塊を蛍光センサーや衛星センサーによる光吸収データから3次元的に区分することが可能となった。また、沿岸堆積物の影響を受けた水塊や植物プランクトンの生産に寄与する水塊を判別できることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水塊の判別には水温と塩分が使われることが通例であるが、CDOMの情報を利用した本研究結果は、水温・塩分だけでは判別困難な沿岸堆積物の影響や、生物生産を促進させる水塊の生成過程の理解を大きく前進させるものである。今後、これらのプロセスを海洋生態系モデルに組みことで、我が国の持続的な海洋生物資源利用と管理および日本列島を含めた亜寒帯の生態学的研究と炭素循環研究の基礎情報として役立つと期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Intrusion of Coastal Oyashio Water to Funka Bay and Tsugaru Strait occasionally disturbed by Kuroshio-originating warm core ring2023

    • 著者名/発表者名
      Abe, H., Y. Yahiro, T. Hasegawa, T. Hirawake, H. Onishi, A. Ooki, T. Takatsu, K. Sasaki, M. Wakita, H. Kaneko, S. Watanabe, T. Tanaka, T. Okunishi, S. Ohno, S. Hashizume
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: - 号: 4 ページ: 349-366

    • DOI

      10.1007/s10872-022-00675-0

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The efficiency of the microbial carbon pump as seen from the relationship between apparent oxygen utilization and fluorescent dissolved organic matter2023

    • 著者名/発表者名
      Xiao, X., Y. Yamashita, M. Gonsior, and N. Jiao
    • 雑誌名

      Progress in Oceanography

      巻: 210 ページ: 102929-102929

    • DOI

      10.1016/j.pocean.2022.102929

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dissolved iron concentration and the solubility inferred by humic-like fluorescent dissolved organic matter in the intermediate water in the North Pacific including the marginal seas2023

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, Y., and J. Nishioka
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research-Biogeosciences

      巻: - 号: 3

    • DOI

      10.1029/2022jg007159

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Performance of primary production algorithm using absorption coefficient of phytoplankton in the Pacific Arctic2022

    • 著者名/発表者名
      Futsuki Ryosuke、Hirawake Toru、Fujiwara Amane、Waga Hisatomo、Kikuchi Takashi、Nishino Shigeto、Isada Tomonori、Suzuki Koji、Watanabe Yutaka W.
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 78 号: 4 ページ: 311-335

    • DOI

      10.1007/s10872-022-00646-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biogeochemical and physical linkages between the Arctic Ocean and Sub-Arctic Pacific through marginal seas2022

    • 著者名/発表者名
      Nishioka Jun、Yasuda Ichiro、Hirawake Toru、Nakamura Tomohiro、Kondo Yoshiko、Volkov Yuri N.
    • 雑誌名

      Progress in Oceanography

      巻: 203 ページ: 102768-102768

    • DOI

      10.1016/j.pocean.2022.102768

    • 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] Water mass distribution in the northern Bering and southern Chukchi seasusing light absorption of chromophoric dissolved organic matter2021

    • 著者名/発表者名
      Hirawake T, Ooida J, Yamashita Y, Waga H, Abe H, Nishioka J, Nomura D, Ueno H, Ooki A
    • 雑誌名

      Progres in Oceanography

      巻: - ページ: 102641-102641

    • DOI

      10.1016/j.pocean.2021.102641

    • 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] Performance of JAXA’s SGLI standard ocean color products for oceanic to coastal waters: chlorophyll a concentration and light absorption coefficients of colored dissolved organic matter2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Atsushi、Campbell Janet W.、Hooker Stanford B.、Steinmetz Fran?ois、Ogata Kazunori、Hirata Takafumi、Higa Hiroto、Kuwahara Victor S.、Isada Tomonori、Suzuki Koji、Hirawake Toru、Ishizaka Joji、Murakami Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: Special Section 号: 4 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1007/s10872-021-00617-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Widespread distribution of allochthonous fluorescent dissolved organic matter in the intermediate water of the North Pacific2021

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Youhei、Tosaka Tetsu、Bamba Rise、Kamezaki Ryuichi、Goto Shuji、Nishioka Jun、Yasuda Ichiro、Hirawake Toru、Oida Joji、Obata Hajime、Ogawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Progress in Oceanography

      巻: 191 ページ: 102510-102510

    • DOI

      10.1016/j.pocean.2020.102510

    • 関連する報告書
      2020 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] Stratification in the northern Bering Sea in early summer of 2017 and 20182020

    • 著者名/発表者名
      Ueno, H., M. Komatsu, Z. Ji, R. Dobashi, M. Muramatsu, H. Abe, K. Imai, A. Ooki, and T. Hirawake
    • 雑誌名

      Deep-Sea Research, Part II

      巻: 181-182 ページ: 104820-104820

    • DOI

      10.1016/j.dsr2.2020.104820

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impacts of unusually light sea-ice cover in winter 2017-2018 on the northern Bering Sea marine ecosystem ? An introduction2020

    • 著者名/発表者名
      Hirawake Toru、Hunt George L.
    • 雑誌名

      Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography

      巻: 181-182 ページ: 104908-104908

    • DOI

      10.1016/j.dsr2.2020.104908

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of the Water Masses in the Shelf Region of the Bering and Chukchi Seas With Fluorescent Organic Matter2019

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Youhei、Yagi Yuki、Ueno Hiromichi、Ooki Atsushi、Hirawake Toru
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      巻: 124 号: 11 ページ: 7545-7556

    • DOI

      10.1029/2019jc015476

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impacts of Mesoscale Eddies on Phytoplankton Size Structure2019

    • 著者名/発表者名
      Waga Hisatomo、Hirawake Toru、Ueno Hiromichi
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 46 号: 22 ページ: 13191-13198

    • DOI

      10.1029/2019gl085150

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Detection of biologically productive water mass from ocean color satellite using chromophoric dissolved organic matter (CDOM)2022

    • 著者名/発表者名
      Oida, J., T. Hirawake, Y. Yamashita, H. Abe, J. Nishioka, H. Waga, D. Nomura, S. Kakehi
    • 学会等名
      ESSAS Annual Science Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 太平洋側北極域における光吸収ベース基礎生産量アルゴリズムの性能2022

    • 著者名/発表者名
      平譯 享, 夫津木亮介, 藤原 周, 和賀久朋, 菊地 隆, 西野茂人, 伊佐田智規, 鈴木光次, 渡辺豊
    • 学会等名
      日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 有色溶存有機物 (CDOM)を用いた海色衛星による高生産水塊の検出2022

    • 著者名/発表者名
      大井田 穣示, 平譯 享, 山下 洋平, 阿部 泰人, 西岡 純, 和賀 久朋, 野村 大樹, 筧 茂穂
    • 学会等名
      日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 中層水循環により縁辺海から北太平洋に輸送される溶存鉄の化学形態2022

    • 著者名/発表者名
      山下洋平, 西岡 純
    • 学会等名
      日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The nutrient supply and mixing control the primary production seasonality in the subarctic Pacific2022

    • 著者名/発表者名
      Toru Hirawake, Takuro Kaneko, Jun Nishioka, Hajime Obata, Ichiro Yasuda
    • 学会等名
      Ocean Carbon From Space Workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geographical distributions of primary production phenology and nutrient/iron supply in the subarctic North Pacific Ocean2020

    • 著者名/発表者名
      Toru Hirawake, Jun Nishioka, Hajime Obata
    • 学会等名
      JpGU 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [学会発表] 衛星海色リモートセンシングによる沿岸域の観測2020

    • 著者名/発表者名
      平譯享,山下洋平,鈴木光次,西岡純
    • 学会等名
      JpGU 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有色溶存有機物(CDOM)から見る西部北太平洋及び北部ベーリング海の水塊構造と栄養塩分布2020

    • 著者名/発表者名
      大井田穣示,平譯享,山下洋平,阿部泰人、西岡純、和賀久朋 、野村大樹
    • 学会等名
      JpGU 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [学会発表] 北太平洋における中層水循環に伴う外来性溶存有機物の輸送2020

    • 著者名/発表者名
      山下洋平, 森雄太郎, 遠坂哲, 亀崎龍一, 後藤周史, 西岡純, 馬場梨世, 安田一郎, 藤尾伸三, 平譯享, 大井田穣示, 小畑元, 小川浩史
    • 学会等名
      JpGU 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of absorption-based primary production model for SGLI/GCOM-C2019

    • 著者名/発表者名
      Toru Hirawake, Takuhei Shiozaki, Hisatomo Waga, Koji Suzuki
    • 学会等名
      JpGU 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] リモートセンシング事典 (「海洋における基礎生産の推定」を担当)2023

    • 著者名/発表者名
      日本リモートセンシング学会(平譯 享、執筆分担)
    • 総ページ数
      758
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621307762
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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