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西部北太平洋域における海洋の一次生産に対する人為起源エアロゾルの影響評価

研究課題

研究課題/領域番号 20H04350
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63040:環境影響評価関連
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

相田 真希  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), グループリーダー (90463091)

研究分担者 長島 佳菜  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 副主任研究員 (90426289)
松本 和彦  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 准研究主任 (50359155)
宮川 拓真  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 副主任研究員 (30707568)
関谷 高志  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 研究員 (00781460)
竹谷 文一  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 主任研究員 (50377785)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード大気エアロゾル / 鉱物粒子 / 海洋一次生産 / 大気モデル / 海洋生態系モデル / TEP / 人為起源物質 / 栄養塩沈着 / 鉄供給源 / 全球化学輸送モデル / ブラックカーボン / 大気-海洋生態系モデル / 大気モデル・海洋生態系モデル
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、東アジア域から排出される大気エアロゾルが、いつ・どこで・どれだけ海洋に沈着し、その後、どのように海水中で移流・拡散され、最終的に西部北太平洋域の一次生産に影響を与えうるのか、を定量的に評価することである。ここでは、大気エアロゾルの中でも化学的に安定な2種の粒子トレーサー:人為活動などによる「燃焼起源過程」より排出されるPM2.5エアロゾル中のBC粒子と、「陸域自然起源」に由来する鉱物粒子に着目する。これらを船舶による調査観測と数値モデルの双方における粒子トレーサーとして用い、大気エアロゾルと海洋内部における水平輸送や鉛直混合など複合的な各プロセスの一次生産への寄与率を推定する。

研究成果の概要

本研究では主に海表面に沈着する物質と海洋の一次生産の関係に注目した調査解析を実施した。その結果、雨水中に硝酸塩およびアンモニウムといった高濃度の窒素栄養塩が含まれており、貧栄養な亜熱帯域の海表面の一次生産を促進させていたこと、またダストを介した鉄沈着量の解析から、北西部北太平洋亜寒帯海域の基礎生産全体に対し、最大30%程度を担っていることが見積もられた。降雨や黄砂など、栄養塩が枯渇する時季にイベント的に沈着する栄養塩物質は、海洋の一次生産力を上げていることが本研究から定量的に明らかになり、特にこれまでの海洋物質循環モデルの研究において、大気物質沈着の効果を過小評価している可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通して、アジア塵による溶存鉄フラックス量を定量化し、北太平洋亜寒帯海域西部の一次生産に必要な鉄分の約3割を担っていることを明らかにしたことは、これまで大気沈着による生物生産を過小評価していた当該分野にとって大変重要な成果であると考える。最新の地球システムモデルによるシミュレーション実験結果では、北太平洋の一次生産に与える影響は温暖化よりも栄養塩排出の影響が支配的であることが推察されている一方で、大気エアロゾル付加については未だ定量化できていない要素であり(Planetary Boundary, Persson et al., 2022)、プロセスを詳細に理解し、評価する必要性がある。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] 海洋生態系モデルと人為的影響評価~地域から全球スケール~2020

    • 著者名/発表者名
      相田(野口)真希、岸道郎
    • 雑誌名

      海洋と生物

      巻: 250 ページ: 433-438

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 西部北太平洋亜寒帯域の海水中石英粒子から復元したダスト沈着フラックスおよび海洋基礎生産への影響2023

    • 著者名/発表者名
      長島佳菜、川上創、杉江恒二、藤木徹一、西岡純、岩本洋子、竹村俊彦、宮川拓真、竹谷文一、野口真希
    • 学会等名
      2022年度北大低温研 共同利用研究集会:寒冷圏大気-海洋間の生物地球化学的相互作用に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 風が吹けばプランクトンが増える?2023

    • 著者名/発表者名
      長島佳菜、川上創、杉江恒二、藤木徹一、西岡純、岩本洋子、竹村俊彦、宮川拓真、竹谷文一、野口 真希
    • 学会等名
      日本海洋学会 海洋生物シンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「みらい」MR22-03航海概要報告 -春季西部北太平洋における東アジア大陸起源物質の分布と生態系への影響-2023

    • 著者名/発表者名
      杉江 恒二,藤木 徹一,木元 克典,松本 和彦,竹谷 文一,脇田 昌英,中野 善之,岸 正敏,喜多村 稔,金谷 有剛,佐々木 雄亮,塩崎 拓平,Qin Hongwei,下島 公紀,大井 麻由,刀祢 館奈々子,山口 三亜佳,三野 義尚
    • 学会等名
      海と地球のシンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] MR21-06航海概要報告2023

    • 著者名/発表者名
      喜多村稔, 松本和彦, 熊本雄一郎, 小川萌日香, 古巻史穂, 李何萍, 三谷曜子, 多田雄哉, 田中さき, 松中哲也, 浜島靖典
    • 学会等名
      海と地球のシンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Examining the impact of rainfall on primary productivity in the oligotrophic subtropical ocean2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto K., Taketani F., Mino Y.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 冬季~春季の西部北太平洋域におけるTEPの時空間分布と生物学的プロセス2022

    • 著者名/発表者名
      川名華織, 松本和彦, 野口真希
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Direct observation of surface primary productivity influenced by wet deposition at subtropical Northwestern Pacific2022

    • 著者名/発表者名
      Taketani F., Matsumoto K., Kanaya Y.
    • 学会等名
      8th hybrid SOLAS Open Science Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 北西太平洋の豊かな海洋生態系の未来にむけて2022

    • 著者名/発表者名
      野口(相田)真希、宮川拓真
    • 学会等名
      日本エアロゾル学会 第39回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 個別石英粒子のカソードルミネッセンス分析に基づく北太平洋亜寒帯域へのダスト輸送量・季節性の解明2021

    • 著者名/発表者名
      長島 佳菜, 川上 創,杉江 恒二,藤木 徹一,野口 真希,本多 牧生,岩本 洋子
    • 学会等名
      日本地球化学会第68回オンライン年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Seasonal Asian dust transport to the western subarctic North Pacific based on the Cathodoluminescence analysis of single quartz grains2021

    • 著者名/発表者名
      Nagashima K., Kawakami H., Sugie K., Fujiki T., Iwamoto Y., Aita M.N.
    • 学会等名
      PICES 2021 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] R/V Mirai cruise for IMPACT-SEA project 2021-Preliminary results-2021

    • 著者名/発表者名
      Taketani F., Matsumoto K., Iwamoto Y., Nagashima K., Kitamura M.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Impact assessment of deposition of atmospheric nitrogen compounds to the surface chlorophyll-a concentration over Northwestern Pacific Ocean2021

    • 著者名/発表者名
      Taketani F., Aita M.N., Sekiya T., Yamaji K., Ikeda K., Matsumoto K., Honda M.C., Sasaoka S., Kanaya Y.
    • 学会等名
      PICES 2021 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 「みらい」MR21-01航海概要報告: 西部北太平洋におけるアジア大気微量物質による海洋生物地球化学への影響評価2021

    • 著者名/発表者名
      竹谷文一、長島佳菜、喜多村稔、本多牧生、松本和彦、宮川拓真、藤木徹一、木元克典、杉江恒二、栗栖美菜子、脇田昌英、内田裕、中嶋亮太、野口(相田)真希、金谷有剛、原田尚美、岩本洋子、Astrid Muller、Matthias Frey、村上裕太郎、藤木なぎさ
    • 学会等名
      海と地球のシンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 海洋表層の基礎生産力への大気物質の影響:現場観測による湿性沈着の効果検証2021

    • 著者名/発表者名
      竹谷文一, 松本和彦, 金谷有剛
    • 学会等名
      第26回大気化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 数値モデルによる大気窒素沈着と海洋物質循環への影響~領域から全球スケールまで2021

    • 著者名/発表者名
      野口(相田)真希、竹谷文一、岩本洋子、羽島知洋
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] UN-DOS Ocean Decade Laboratories

    • URL

      https://www.jamstec.go.jp/rigc/e/topics/20220217/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Ocean Decade Laboratories #7 A Productive Ocean サテライトアクティビティ「北西太平洋の豊かな海洋生態系の未来にむけて」2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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