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黒潮周辺海域における急激な海面水温上昇のメカニズム解明とその沿岸環境への影響評価

研究課題

研究課題/領域番号 19K03978
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17020:大気水圏科学関連
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

碓氷 典久  気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (50370333)

研究分担者 広瀬 成章  気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 研究官 (20748074)
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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード黒潮 / 対馬暖流 / 水温上昇 / 大蛇行 / 東シナ海 / 日本海貯熱量 / 沿岸水位 / 急潮 / 黒潮続流 / 貯熱量 / 黒潮大蛇行 / 沿岸捕捉波 / 海面水温 / 表層水温 / 海面フラックス / 潜熱 / エントレインメント / 混合層熱収支 / 水温トレンド / 長期変動 / 海洋再解析 / 沿岸モデル / 暖水波及 / 海面水温上昇 / 熱輸送量 / 沿岸環境
研究開始時の研究の概要

日本周辺の暖流域は過去100年間で全球平均の2~3倍のペースで海面水温が上昇している。この急激な海面水温の上昇は、近年の極端気象現象の発生や、沿岸域の海洋環境の変化に深刻な影響を及ぼしており、そのメカニズムの解明は喫緊の課題となっている。本研究では、高解像度の海洋再解析データ、及び、海洋モデル・同化システムを用いて、①黒潮及び対馬暖流の長期変化の実態を把握し、②暖流周辺海域で生じている急激な海面水温上昇のメカニズムを解明すると共に、③暖流の変化が沿岸域の海洋環境へ及ぼす影響について評価する。上記①~③を総合して、日本周辺で生じている急激な海面水温上昇の全容を明らかにする。

研究成果の概要

黒潮、黒潮続流、対馬暖流の変動と相互の関係、およびそれらが沿岸域や縁辺海を含む日本周辺の水温変動に及ぼす影響に着目し、以下を明らかにした。(1)東シナ海陸棚上において亜表層水温の顕著な高温傾向とそれによる夏季の潜熱放出強化。(2)2017年黒潮大蛇行の長期化は、黒潮の低流量傾向が主要因。(3)日本南岸で発生した過去の顕著な異常潮位と黒潮変動の関係。(4)黒潮続流、日本沿岸水位、対馬暖流、日本海貯熱量の同期した変動メカニズム。(5)室戸岬と越前海岸で発生した急潮現象のメカニズムと黒潮、対馬暖流の関係。

研究成果の学術的意義や社会的意義

東シナ海の亜表層水温の顕著な高温化と夏季潜熱放出の強化は、九州周辺の豪雨に寄与している可能性があり、気象予測や防災情報の高度化に資する。これまで個々に研究されてきた、黒潮、黒潮続流、対馬暖流を結びつけるメカニズムを提案し、日本沿岸水位も含めて3つの海流系を統合した新たな見方を提示した。歴史的長期間持続の黒潮大蛇行の長期化要因を明らかにした。高い再現性を有するデータ同化モデルを用いることで、これまで再現が困難であった、異常潮位や急潮現象を再現し、そのメカニズムを明らかにした。

報告書

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

    (26件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 9件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Superposition of coastal-trapped waves and Kuroshio warm water intrusions caused unusually high sea levels around the southern coasts of Japan in early September 19712022

    • 著者名/発表者名
      Hirose Nariaki、Usui Norihisa、Sakamoto Kei、Kohno Nadao、Yamanaka Goro
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 78 号: 6 ページ: 475-493

    • DOI

      10.1007/s10872-022-00655-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sea level variability along the Japanese coast forced by the Kuroshio and its extension2022

    • 著者名/発表者名
      Usui Norihisa、Ogawa Koji
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 78 号: 6 ページ: 515-527

    • DOI

      10.1007/s10872-022-00657-2

    • 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] Unusually high sea level at the south coast of Japan in September 2011 induced by the Kuroshio2021

    • 著者名/発表者名
      Usui, N., K. Ogawa, K. Sakamoto, H. Tsujino, G. Yamanaka, T. Kuragano, and M. Kamachi
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 77 号: 3 ページ: 447-461

    • DOI

      10.1007/s10872-020-00575-1

    • NAID

      40022579304

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a new operational system for monitoring and forecasting coastal and open ocean states around Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Hirose, N., N. Usui, K. Sakamoto, H. Tsujino, G. Yamanaka, H. Nakano, S. Urakawa, T. Toyoda, Y. Fujii, and N. Kohno
    • 雑誌名

      Ocean Dynamics

      巻: 69 号: 11-12 ページ: 1333-1357

    • DOI

      10.1007/s10236-019-01306-x

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A new method for estimating steric mean sea surface dynamic height in MOVE system combining in-situ profiles and sea level anomalies2022

    • 著者名/発表者名
      Hirose, N., N. Usui, and Y. Fujii
    • 学会等名
      2022 Ocean Surface Topography Science Team (OSTST) meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Why has the 2017 Kuroshio large meander lasted so long?2022

    • 著者名/発表者名
      Usui, N., N. Hirose, Y. Fujii, and N. Kohno
    • 学会等名
      Ocean Sciences Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanism of unusually high sea level around the southern coasts of Japan in early September 1971 revealed by coastal ocean assimilation system2022

    • 著者名/発表者名
      Hirose, N., N. Usui, K. Sakamoto, N. Nadao, and G. Yamanaka
    • 学会等名
      Ocean Sciences Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interdecadal changes of surface-to-subsurface temperature in the East China Sea2021

    • 著者名/発表者名
      Usui, N., and N. Hirose
    • 学会等名
      International workshop for mid-latitude air-sea interaction: advancing predictive understanding of regional climate variability and change across timescales
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Progress in Kuroshio forecasting at JMA2021

    • 著者名/発表者名
      Usui, N.
    • 学会等名
      East Asian Workshop on A Predicted Ocean
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 気象庁現業海況システムにおけるオホーツク海の海洋・海氷場のバイアス低減に向けた取り組み2021

    • 著者名/発表者名
      碓氷典久, 広瀬成章, 平原幹俊, 檜垣将和
    • 学会等名
      研究集会 「縁辺海と外洋とを繋ぐ対馬暖流系の物理・化学・生物過程」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 2017年9月中旬の室戸岬東部で発生した急潮の要因について2021

    • 著者名/発表者名
      広瀬成章, 碓氷典久, 坂本圭, 中野英之, 高野洋雄, 山中吾郎
    • 学会等名
      日本海洋学会2021年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 2017年9月の室戸岬東部の急潮の要因と予測不確実性について2021

    • 著者名/発表者名
      広瀬成章, 碓氷典久, 坂本圭, 中野英之, 高野洋雄, 山中吾郎
    • 学会等名
      日本周辺海域の海況モニタリングと波浪計測に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 東シナ海海面水温と黒潮変動の関係2020

    • 著者名/発表者名
      碓氷典久, 広瀬成章
    • 学会等名
      2020年度九州沖縄地区合同シンポジウム「南西諸島近海における大気・海洋・生態系」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 2km高解像度現業海況システムを用いた1971年9月異常潮位の再現実験とその要因2020

    • 著者名/発表者名
      広瀬成章, 碓氷典久, 坂本圭, 高野洋雄, 山中吾郎
    • 学会等名
      日本海洋学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Japanese Coastal Ocean Monitoring and Forecasting System: system configuration and reanalysis experiment2020

    • 著者名/発表者名
      Usui, N., N. Hirose, K. Sakamoto, N. Kohno, and G. Yamanaka
    • 学会等名
      OceanPredict 4th Data Assimilation Task Team Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ocean circulation and Sea ice variability in the southern part of the Okhotsk Sea in a high-resolution ocean-ice assimilation model2020

    • 著者名/発表者名
      Usui, N., N. Hirose, K. Sakamoto, N. Kohno, and G. Yamanaka
    • 学会等名
      The 35th International Symposium on Okhotsk Sea & Polar Oceans
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of regional high-resolution assimilation systems based on four-dimensional variational method at JMA/MRI2019

    • 著者名/発表者名
      Usui, N., N. Hirose, Y. Fujii, T. Toyoda, N. Kohno, T. Kuragano, and M. Kamachi
    • 学会等名
      OceanPredict'19
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FORA-WNP30 high-resolution ocean reanalysis for the western North Pacific2019

    • 著者名/発表者名
      Usui, N., N. Hirose, Y. Fujii, T. Toyoda, and Y. Takatsuki
    • 学会等名
      OceanObs'19
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高解像度海洋データ同化システムの開発とそれを用いた観測システム評価2019

    • 著者名/発表者名
      碓氷典久
    • 学会等名
      2019年度 名古屋大学宇宙地球環境研究所研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水産利用に資する高解像度海洋再解析データの作成2019

    • 著者名/発表者名
      碓氷典久
    • 学会等名
      日本海洋学会2019年度秋季大会ナイトセッション「海洋・水産分野への利用に向けたデータ同化と衛星観測」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高解像度海洋モデル・データ同化システムを用いた黒潮研究2019

    • 著者名/発表者名
      碓氷典久
    • 学会等名
      日本海洋学会2019年度秋季大会シンポジウム「今後の黒潮と周辺海域の国際共同観測を考える」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2017年黒潮大蛇行の長期予測2019

    • 著者名/発表者名
      碓氷典久, 広瀬成章, 坂本圭, 藤井陽介, 高野洋雄
    • 学会等名
      JpGU meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 2-km解像度データ同化モデルで再現された2017年黒潮大蛇行とその沿岸域への影響2019

    • 著者名/発表者名
      広瀬成章, 碓氷典久, 坂本圭, 山中吾郎, 高野洋雄
    • 学会等名
      JpGU meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本近海2km解像度海況データ同化システムを用いた10 年再解析2019

    • 著者名/発表者名
      広瀬成章, 碓氷典久, 坂本圭, 山中吾郎, 高野洋雄
    • 学会等名
      研究集会「縁辺海と外洋とを繋ぐ対馬暖流系の物理・化学・生物過程」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 2km解像度沿岸海況システムで再現された急潮及び暖水波及2019

    • 著者名/発表者名
      広瀬成章, 碓氷典久, 坂本圭, 山中吾郎, 高野洋雄
    • 学会等名
      日本海及び日本周辺海域における環境急変現象(急潮)のモニタリング、モデリング及びメカニズム解明に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 海洋短波レーダ等を用いた日向灘周辺における2km高解像度現業海況システムの検証2019

    • 著者名/発表者名
      広瀬成章, 碓氷典久, 坂本圭, 山中吾郎, 高野洋雄
    • 学会等名
      海洋レーダを用いた海況監視システムの開発と応用
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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