栄養塩供給と湧昇から迫る新海洋区系：超・高解像度北太平洋物理・生物モデル解析

• 研究領域: 新海洋像：その機能と持続的利用
• 研究課題/領域番号: 15H01606
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 複合領域
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 見延 庄士郎 北海道大学, 理学研究院, 教授 (70219707)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: サブメソスケール現象 / 海洋中規模渦 / 栄養塩 / 生物生産 / 湧昇 / 鉛直混合 / 水平移流 / 混合 / 北太平洋

研究実績の概要

本研究では，1/30度の超高解像度・サブメソスケール許容および1/10度の高解像度・渦解像の海洋物理モデルとそれと結合した簡易生態系モデルの解析によって，サブメソスケールと海洋中規模渦とが有光層への栄養塩供給過程とそれが引き起こす生物生産にどのような役割を果たすのかを明らかにする．具体的には，1) サブメソスケール現象が広域の生物生産にどのような影響をもたらすのか？2)黒潮から切離した中規模渦が黒潮の南に低栄養・低生産領域にどのような影響をもたらすのか？の二つの問いに答える．
最初の問いに対しては，サブメソスケール現象を数値モデルで表現することで，広域の生物生産が亜寒帯・亜熱帯ともに増加することが示された．栄養塩フラックス解析およびブルームタイミング解析によって，サブメソスケール現象が生物生産を強めるメカニズムは，亜熱帯域では栄養塩の鉛直輸送を強めて生物生産を増加させる一方，亜寒帯では浅い混合層が作られることによってブルームのタイミングが早まるためであることが判明した．
また後者の問については，渦追跡と栄養塩の収支解析を組み合わせることで，黒潮続流の北の栄養塩に富んだ水が黒潮続流から切離して南に移動する冷水に補足された栄養塩輸送が，黒潮続流の南に拡がる貧栄養海域に重要な寄与を与えていることが明らかとなった．これらの結果はサブメソスケール現象およびメソスケール渦が，栄養塩の供給，ブルームタイミングそして生物生産において，重要な役割を果たしそれが場所によって異なることを意味している．
また計画当初には予定していなかった成果として，海洋貧酸素化の全球解析を行い，過去半世紀において，北太平洋で特に大きく溶存酸素が減少していることが明らかになった．この成果はGeophysical Research Letters誌に受理された．

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] ハワイ大学/ジョージア工科大学/ワシントン大学(米国)
• [国際共同研究] フランス海洋利用研究所(フランス)
• [国際共同研究] 米国海洋大気庁/ハワイ大学/ウィスコンシン大学(米国)
• [国際共同研究] Pacific Biological Station/Salmoforsk International(カナダ)
• [国際共同研究] 太平洋水産科学研究所(ロシア連邦)
• [雑誌論文] Upper Ocean O2 trends: 1958-2015 (2017)
  • 著者名/発表者名: Takamitsu Ito, Shoshiro Minobe, Matthew C. Long, Curtis Deutsch
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 印刷中 号: 9 ページ: 4214-4223
  • DOI: 10.1002/2017gl073613
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamical downscaling of future sea-level change in the western North Pacific using ROMS (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhao-Jun Liu, Shoshiro Minobe, Yoshi N. Sasaki, Mio Terada
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 72 号: 6 ページ: 905-922
  • DOI: 10.1007/s10872-016-0390-0
  • NAID: 120006366473
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The atmospheric frontal response to SST perturbations in the Gulf Stream region (2016)
  • 著者名/発表者名: Rhys Parfitt, Arnaud Czaja, Shoshiro Minobe, Akira Kuwano-Yoshida
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 43 号: 5 ページ: 2299-2306
  • DOI: 10.1002/2016gl067723
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Pacific Decadal Oscillation, Revisited (2016)
  • 著者名/発表者名: Matthew Newman, Michael A. Alexander, Toby R. Ault, Kim M. Cobb, Clara Deser, Emanuele Di Lorenzo, Nathan J. Mantua, Arthur J. Miller, Shoshiro Minobe, Hisashi Nakamura, Niklas Schneider, Daniel J. Vimont, Adam S. Phillips, James D. Scott2, and Catherine A. Smith
  • 雑誌名: Journal of Climat 巻: 印刷中 号: 12 ページ: 4399-4427
  • DOI: 10.1175/jcli-d-15-0508.1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 北太平洋におけるサブメソスケール現象が生物生産にもたらす影響：海洋大循環-海洋生態系結合モデルの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 畑嶋良亮・見延庄士郎・笹井義一・佐々木英治
  • 学会等名: 日本海洋学会海洋生物学研究会第一回シンポジウム
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都・港区）
  • 年月日: 2017-03-22
• [学会発表] Causality linkages in atmosphere, ocean and marine ecosystem over the North Pacific: Modes, processes and prediction (2017)
  • 著者名/発表者名: Shoshiro Minobe
  • 学会等名: International symposium “Drivers of dynamics of small pelagic fish resources
  • 発表場所: Victoria(Canada)
  • 年月日: 2017-03-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 栄養塩供給と湧昇から迫る新海洋区系：超・高解像度北太平洋物理生物モデル解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 見延庄士郎・佐々木克徳・畑嶋良亮・長尾俊平・笹井一義・佐々木英治
  • 学会等名: 新学術領域研究「新海洋像：その機能と持続的利用」領域全体集会：成果報告会
  • 発表場所: 東京大学農学部（東京都・文京区）
  • 年月日: 2017-03-04
  • 招待講演
• [学会発表] Dynamical downscaling of future sea-level change in the western North Pacific using ROMS (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhao-Jun Liu, Shoshiro Minobe, Yoshi N. Sasaki, Mio Terada
  • 学会等名: CLIVAR Open Science Conference
  • 発表場所: Qingdao(China)
  • 年月日: 2016-09-22
  • 国際学会
• [学会発表] The Pacific decadal oscillation, revisited (2016)
  • 著者名/発表者名: Matthew Newman, Michael Alexander, Toby Ault, Kim Cobb, Clara Deser, Emanuele Di Lorenzo, Nathan Mantua, Arthur Miller, Shoshiro Minobe, Hisashi Nakamura, Niklas Schneider, Daniel Vimont, Adam Phillips
  • 学会等名: CLIVAR Open Science Conference
  • 発表場所: Qingdao(China)
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] CMIP5モデルでの北太平洋の領域海面高度将来変化と海洋内部および外力変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺田 美緒・見延 庄士郎
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2016-09-12
• [学会発表] 1/30度サブメソスケール許容モデルと1/10度渦解像モデルにおける北太平洋の栄養塩輸送と生物生産 (2016)
  • 著者名/発表者名: 畑嶋良亮・見延庄士郎・笹井義一・佐々木英治
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2016-09-12
• [学会発表] 海洋の地球温暖化問題に関する海洋物理と海洋化学・海洋生物学の連携の種：CMIPを中心として (2016)
  • 著者名/発表者名: 見延庄士郎・寺田美緒・劉昭君・佐々木克徳
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2016-03-17
• [学会発表] The Pacific Decadal Oscillation, revisited (2016)
  • 著者名/発表者名: Matthew Newman, Arthur Miller, Michael Alexander, Toby Ault, Kim Cobb, Clara Deser, Emanuele Di Lorenzo, Nathan Mantua, Shoshiro Minobe, Hisashi Nakamura, Niklas Schneider, Daniel Vimont, Adam Phillips, Catherine Smith, James Scott
  • 学会等名: 2016 Ocean Sciences Meeting
  • 発表場所: ニューオリンズ（米国）
  • 年月日: 2016-02-23
  • 国際学会
• [学会発表] The influence of the gulf stream on European wintertime blocking: impacts and mechanism (2016)
  • 著者名/発表者名: Shoshiro Minobe, Christopher H. O'Reilly, Akira Kuwano-Yoshida
  • 学会等名: 2016 Ocean Sciences Meeting
  • 発表場所: ニューオリンズ（米国）
  • 年月日: 2016-02-23
  • 国際学会
• [学会発表] Climate Dynamics Panel and mid-latitude ocean’s influence on the atmosphere (2016)
  • 著者名/発表者名: Shoshiro Minobe
  • 学会等名: CLIVAR/JAMSTEC Workshop on the Kuroshio Current and Extension System: Theory, Observations, and Ocean Climate Modelling
  • 発表場所: 海洋研究開発機構（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-01-13
  • 国際学会
• [学会発表] SST habitat and food change projections for Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) in the North Pacific and adjacent seas based on CMIP5 climate models (2015)
  • 著者名/発表者名: Shoshiro Minobe, Hiromichi Ueno, James R. Irvine, Alexander V. Zavolokin, Katherine W. Myers, Mio Terada, Mitsuho Oe and Skip McKinnell
  • 学会等名: Developing new ocean provinces on their biogeochemistry and ecosystems
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] A01 栄養塩供給と湧昇から迫る新海洋区系：超・高解像度北太平洋物理生物モデル解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 見延庄士郎・佐々木克徳・Hanna Na・畑嶋良亮・寺田美緒
  • 学会等名: 新学術領域研究「新海洋像：その機能と持続的利用」領域全体集会：平成27年度成果報告
  • 発表場所: KKRホテル熱海会議場(静岡県・熱海市）KKRホテル熱海会議場(静岡県・熱海市）
  • 年月日: 2015-10-31
• [学会発表] SST habitat and food change projections for Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) in the North Pacific and adjacent seas based on CMIP5 climate models (2015)
  • 著者名/発表者名: Shoshiro Minobe, Hiromichi Ueno, James R. Irvine, Alexander V. Zavolokin, Katherine W. Myers, Mio Terada, Mitsuho Oe and Skip McKinnell
  • 学会等名: PICES 2015 “Change and sustanability of the North Pacific”
  • 発表場所: 青島(中国）
  • 年月日: 2015-10-22
  • 国際学会
• [学会発表] How important will submeso-scale phenomena become? (2015)
  • 著者名/発表者名: Shoshiro Minobe
  • 学会等名: Submesoscale Oceanography -Prospect for a new world -
  • 発表場所: 愛媛大学（松山市・愛媛県）
  • 年月日: 2015-09-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Influence of sub-mesoscale phenomena on biological production over the North Pacific : Analysis of high-resolution coupled OGCM-marine ecosystem models (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Hatashima, Shoshiro Minobe, Yoshikazu Sasai, Hideharu Sasaki
  • 学会等名: Submesoscale Oceanography -Prospect for a new world -
  • 発表場所: 愛媛大学（松山市・愛媛県）
  • 年月日: 2015-09-26
  • 国際学会
• [学会発表] Dynamical downscaling of future sea-level change in the western North Pacific using ROMS (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhaojun Liu, Shoshiro Minobe, Yoshi N. Sasaki, Mio Terada
  • 学会等名: 12th Asia Oceania Geosciency Society annual meeting
  • 発表場所: シンガポール （シンガポール）
  • 年月日: 2015-08-04
  • 国際学会
• [学会発表] The Pacific decadal oscillation, revisited (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Newman, M. Alexander, T. Ault, K. Cobb, C. Deser, E. DiLorenzo, N. Mantua, A. Miller, S. Minobe, H. Nakamura, N. Schneider, D. Vimont
  • 学会等名: 26th IUGG General Assembly 2015
  • 発表場所: プラハ（チェコ）
  • 年月日: 2015-06-24
  • 国際学会
• [学会発表] Habitat change projections for Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) in the North Pacific and adjacent seas based on CMIP5 climate models (2015)
  • 著者名/発表者名: Shoshiro Minobe, James R. Irvine, Alexander V. Zavolokin, Shigehiko Urawa, Hiromichi Ueno, Elizabeth A. Logerwell, Katherine W. Myers, and Mio Terada
  • 学会等名: International Symposium on “Pacific Salmon and Steelhead production in a changing climate: Past, presenta and future”
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-05-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 新学術領域「新海洋像：その機能と持続的利用」
  • URL: http://ocean.fs.a.u-tokyo.ac.jp/