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北太平洋栄養物質循環の数値モデリング

公募研究

研究領域海洋混合学の創設:物質循環・気候・生態系の維持と長周期変動の解明
研究課題/領域番号 16H01585
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

三寺 史夫  北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (20360943)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2017年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード物質循環シミュレーション / 高解像度モデル / 北太平洋 / オホーツク海 / ベーリング海 / 鉄 / 海洋科学 / 海洋物質循環 / 海洋数値シミュレーション / 鉄循環 / 潮汐混合 / 高解像度海洋モデル
研究実績の概要

本研究では、オホーツク海をはじめとする北太平洋西部亜寒帯海域の「豊かな海の恵み」を生み出す仕組みの解明を目的として、栄養物質循環の数値モデリングを実施した。具体的には、(1)強い混合域で大きな鉛直拡散係数を与えるという従来型パラメタリゼーションを用いたモデルによる数値実験(以下、西部亜寒帯物質循環モデル)、(2)潮汐モデルを海洋海氷結合モデルに直接結合し、鉛直混合を起潮力から計算して物質循環を駆動するという、これまでにない北高解像度太平洋物質循環シミュレーションの開発を進めた。
西部亜寒帯物質循環モデルでは、経年変動実験を行った。風応力、熱、淡水フラックスとしてERA-interimを用いモデルを駆動した。また、千島列島における潮汐混合は、18.6年の周期で20%強度を変動させた。期間は1979年‐2011年である。モデルは、道東沖・冬季のリン濃度の年年変動(周期が7年以下)を良好に再現した。千島列島から親潮域にかけて、潮汐混合に伴ってリン濃度の南北勾配が大きい。このため、地衡流(親潮の強さ)の変動がリン酸塩移流の変動となり、最終的に親潮域のリン濃度変動を引き起こしていることがわかった。この地衡流変動の要因は、風の年々変動により励起される北部北太平洋沿岸の沿岸捕捉波であることが判明した。
また、高解像度北太平洋物質循環シミュレーションの開発を進め、亜寒帯循環の大部分はHigh Nutrient Low Chlorophyll(HNLC;高栄養塩にも関わらず生物生産が比較的低い)海域であることを再現した。一方で、親潮から北太平洋中央部にかけて帯状に高生産海域が現れることも再現した。このモデルを用いて潮汐の有り無し実験を行ったところ、潮汐が無い場合、オホーツク海の生物生産が大きく減少することがわかった。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 21件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Low ocean-floor rises regulate subpolar sea surface temperature by forming baroclinic jets2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera H.、Miyama T.、Nishigaki H.、Nakanowatari T.、Nishikawa H.、Nakamura T.、Wagawa T.、Furue R.、Fujii Y.、Ito S.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03526-z

    • NAID

      120006470992

    • 関連する報告書
      2017 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] Dynamics of a Quasi-Stationary Jet along the Subarctic Front in the North Pacific Ocean (the Western Isoguchi Jet): An Ideal Two-layer Model2018

    • 著者名/発表者名
      Miyama, T., H. Mitsudera, H. Nishigaki, and R. Furue
    • 雑誌名

      Journal of Physical Oceanography

      巻: 48 号: 4 ページ: 807-830

    • DOI

      10.1175/jpo-d-17-0086.1

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Buoyancy shutdown process for the development of the baroclinic jet structure of the Soya Warm Current during summer2018

    • 著者名/発表者名
      Karaki, T., H. Mitsudera, and H. Kuroda
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: - 号: 4 ページ: 339-350

    • DOI

      10.1007/s10872-018-0465-1

    • NAID

      40021597649

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] オホーツク海・北極域における大気海洋相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      三寺史夫・中村知裕・田口文明・浮田甚郎・星一平
    • 雑誌名

      気象研究ノート

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrographic observations by instrumented marine mammals in the Sea of Okhotsk2017

    • 著者名/発表者名
      3.Nakanowatari, T., K. I. Ohshima, V. Mensah, Y. Mitani, K. Hattori, M. Kobayashi, F. Roquet, Y. Sakurai, H. Mitsudera, and M. Wakatsuchi
    • 雑誌名

      Polar Science

      巻: 13 ページ: 56-65

    • DOI

      10.1016/j.polar.2017.06.001

    • 関連する報告書
      2017 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] Importance of Ekman transport and gyre circulation change on seasonal variation of surface dissolved iron in the western subarctic North Pacific2017

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

      Journal of Geophysical Research

      巻: 122 号: 5 ページ: 4364-4391

    • DOI

      10.1002/2016jc012354

    • NAID

      120006559266

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Mechanism of Ice-Band Pattern Formation Caused by Resonant Interaction between Sea Ice and Internal Waves: A Theory2016

    • 著者名/発表者名
      Saiki, R., and H. Mitsudera
    • 雑誌名

      Journal of Physical Oceanography

      巻: 46 号: 2 ページ: 583-600

    • DOI

      10.1175/jpo-d-14-0162.1

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 亜寒帯・ベーリング海に流入する黒潮系水の移動経路の解析2016

    • 著者名/発表者名
      藤井陽介, 三寺史夫, 中村知裕, 西垣肇, 美山透, 伊藤進一, 和川拓
    • 雑誌名

      月刊海洋

      巻: 48 ページ: 143-151

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] On the seasonal variations of the Bering Slope Current2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera, H., Y. Hirano, and H. Nishikawa
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Okhotsk Sea & Polar Oceans
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seawater transport paths of the North Pacific transition domain observed with drifting buoys2018

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa, H., H. Mitsudera,, T. Okunishi, S. Ito, T. Wagawa, D. Hasegawa, T. Miyama, and H. Kaneko
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Okhotsk Sea & Polar Oceans
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hypothesis of dynamics of water exchange between the Sea of Okhotsk and the Pacific from a point of view of tidal effects2018

    • 著者名/発表者名
      Chou, H.-W., H. Mitsudera, and H. Nishikawa
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Okhotsk Sea & Polar Oceans
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of sedimentary supply on iron distribution in the North Pacific: Sensitivity experiments with a high-resolution model2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., H. Mitsudera, H. Yoshinari, T. Nakanowatari, H. Nishikawa, and K. Uchimoto
    • 学会等名
      Ocean Sciences Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 漂流ブイで観測された北太平洋移行領域の流動構造2017

    • 著者名/発表者名
      西川はつみ、三寺史夫、奥西武、伊藤進一、和川拓、長谷川大介、美山透、金子仁
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bering Slope Currentとそれに伴う高気圧性渦の季節変動について2017

    • 著者名/発表者名
      三寺 史夫、平野 洋一
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Numerical modeling on seasonal variations of the Bering Slope Current and associated eddies2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera, H.
    • 学会等名
      9th International Workshop on Modeling the Ocean (IWMO)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 傾圧ロスビー波の特性曲線‐再考‐2017

    • 著者名/発表者名
      三寺史夫、美山透、西垣肇、古恵亮
    • 学会等名
      日本海洋学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アイスバンドの融解について2017

    • 著者名/発表者名
      佐伯立、三寺史夫、馬目歩美、豊田威信、木村詞明
    • 学会等名
      日本海洋学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bering Slope Currentとその周辺で生成する渦の季節変動2017

    • 著者名/発表者名
      三寺史夫、平野洋一、西川はつみ
    • 学会等名
      日本海洋学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 南大西洋西部における傾圧ロスビー波の合流がフロントを形成する過程について2017

    • 著者名/発表者名
      東弓弦、三寺史夫
    • 学会等名
      日本海洋学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 北太平洋亜寒帯域における物質循環の高解像度シミュレーション2017

    • 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
    • 学会等名
      日本海洋学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Formidable effects of small-amplitude bottom topography on the formation of baroclinic stationary jet in subpolar oceans2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera, H., H. Nishikawa, T. Miyama, H. Nishigaki, T. Nakanowatari, T. Nakamura, T. Wagawa, R. Furue, Y. Fujii, S. Ito
    • 学会等名
      Meeting on Perspectives in Computational Atmosphere and Ocean Science and 8th OFES International Workshop
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coupled experiment of an ice-ocean circulation model and a biogeochemical model2017

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa, H., H. Mitsudera, H. Yoshinari, T. Nakanowatari, T. Nakamura, K. Uchimoto, and H. Hasumi
    • 学会等名
      Meeting on Perspectives in Computational Atmosphere and Ocean Science and 8th OFES International Workshop
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Challenges for modeling migratory fish behavior and distribution: An example in the western North Pacific2017

    • 著者名/発表者名
      Ito, S., T. Okunishi, T. Wagawa, S. Kakehi, and H. Mitsudera
    • 学会等名
      International Symposium “Drivers of dynamics of small pelagic fish resources”
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] North Pacific overturn that connects the surface circulation with the intermediate-layer circulation and the Isoguchi Jets2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera, H., T. Miyama, H. Nishigaki, T. Nakanowatari, H. Nishikawa, T. Nakamura, T. Wagawa, R. Furue, Y. Fujii, and S. Ito
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Okhotsk Sea and Polar Oceans, 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seasonal variability of the Bering Slope Current and the generated eddies in this vicinity2017

    • 著者名/発表者名
      Hirano, Y., and H. Mitsudera
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Okhotsk Sea and Polar Oceans, 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of the mean flow in the Oyashio region: Effects of bottom topography on a subpolar gyre2017

    • 著者名/発表者名
      Nishigaki, H., H. Mitsudera, T. Miyama, and Y. Miyazawa
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Okhotsk Sea and Polar Oceans, 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of a quasi-stationary jet along the subarctic front in the North Pacific Ocean (the Isoguchi Jet) - Ideal two-layer model -2017

    • 著者名/発表者名
      Miyama, T., H. Mitsudera, H. Nishigaki, and R. Furue
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Okhotsk Sea and Polar Oceans, 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Coupled Atmosphere-Ocean Data Assimilation System in JMA/MRI and a Reanalysis Experiment2017

    • 著者名/発表者名
      Fujii, Y., N. Usui, N. Hirose, H. Mitsudera, T. Nakamura, H. Nishigaki, T. Miyama, S. Ito, and T. Wagawa
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Okhotsk Sea and Polar Oceans, 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure of the Transition Domain observed with drifting buoys2017

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa, H., H. Mitsudera, T. Okunishi, S. Ito, T. Wagawa, D. Hasegawa, T. Miyama, and H. Kaneko
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Okhotsk Sea and Polar Oceans, 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of sedimentary supply on iron circulation in the North Pacific based on a high-resolution model2017

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., H. Mitsudera, H. Yoshinari, T. Nakanowatari, H. Nishikawa, and K. Uchimoto
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Okhotsk Sea and Polar Oceans, 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 北太平洋亜寒帯フロントに見られる準定常ジェットの10年規模変動2017

    • 著者名/発表者名
      中野渡拓也,三寺史夫,田口文明,見延庄士郎
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Okhotsk Sea and Polar Oceans, 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics and its implication of a Quasi-stationary Jet along the Subarctic Front in the North Pacific Ocean (the Isoguchi jet)2017

    • 著者名/発表者名
      Miyama, T., H. Mitsudera, H. Nishigaki, and R. Furue
    • 学会等名
      Workshop on "Application of Ocean and Climate Predictions"
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 北太平洋SSTフロントの日本の気象への影響2016

    • 著者名/発表者名
      西川はつみ
    • 学会等名
      大槌シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 漂流ブイで観測された北太平洋移行領域の流動構造2016

    • 著者名/発表者名
      西川はつみ,三寺史夫,奥西武,伊藤進一,和川拓,長谷川大介,美山透,金子仁
    • 学会等名
      大槌シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 海洋循環の西岸強化とロスビー波2016

    • 著者名/発表者名
      三寺史夫
    • 学会等名
      日本気象学会2016年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大気循環に影響する北太平洋移行領域周辺の流動構造2016

    • 著者名/発表者名
      西川はつみ,三寺史夫,奥西武,伊藤進一,和川拓,長谷川大介,美山透,金子仁
    • 学会等名
      日本気象学会2016年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Pathway of the Kuroshio water traveling to the Bering Sea in a western North Pacific eddy-resolving model analyzed with the tangent linear and adjoint models2016

    • 著者名/発表者名
      Fujii, Y., H. Mitsudera, T. Nakamura, H. Nishigaki, T. Miyama, T. Wagawa, S. Ito, N. Hirose, and N. Usui
    • 学会等名
      CLIVAR Open Science Conference
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ロシア船を用いた親潮源流域の観測研究-航海の概要と親潮上流の栄養物質分布-2016

    • 著者名/発表者名
      西岡純, 安田一郎, 小野数也, 中村知裕, 鈴木光次, 渡邊豊, 山下洋平, 平譯亨, L. Hongbin, 藤尾伸三, 柳本大悟, 田中雄大, 原田尚美, 関宰, 岡崎裕典, 長尾誠也, 井上睦夫, 小畑元, 田副博文, 小川浩史, 宗林留美, 三寺史夫, 江淵直人,若土正暁, Y. N. Volkov
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 北太平洋亜寒帯フロントに見られる準定常ジェットの10年規模変動2016

    • 著者名/発表者名
      中野渡拓也, 三寺史夫, 田口文明, 見延庄士郎
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 北太平洋移行領域の力学的構造2016

    • 著者名/発表者名
      三寺史夫,美山透,西垣肇,中野渡拓也,西川はつみ,中村知裕,和川拓,古恵亮,藤井陽介,伊藤進一
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 漂流ブイ観測で可視化される北太平洋移行領域の流動構造2016

    • 著者名/発表者名
      西川はつみ,三寺史夫,奥西武,伊藤進一,和川拓,長谷川大介,美山透,金子仁
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 能登・佐渡沿岸域と沖合域の流れ場の変動とその成因2016

    • 著者名/発表者名
      和川拓,井桁庸介,池田怜,三寺史夫,阿部祥子,福留研一
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 環オホーツク圏の海洋・大気シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      中村知裕, 大宮学, 三寺史夫, 中野渡拓也, 吉成浩志, 伊藤薫
    • 学会等名
      学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点 第8回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 能登・佐渡沿岸域と沖合域の流れ場の変動2016

    • 著者名/発表者名
      和川拓,井桁庸介,池田怜,三寺史夫,阿部祥子,福留研一
    • 学会等名
      北海道大学低温科学研究所共同研究集会「宗谷暖流を始めとした対馬暖流系の変動メカニズム」
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A mechanism of Ice-Band Pattern Formation caused by resonant interaction between sea ice and internal waves2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera, H
    • 学会等名
      8th International Workshop on Modeling the Ocean (IWMO)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Eddy-Topography Interaction Produces Quasi-stationary Jet between the Subtropical and the Subarctic Gyres in the North Pacific Ocean (the Isoguchi Jet)2016

    • 著者名/発表者名
      Miyama, T., H. Mitsudera, H. Nishigaki, and R. Furue
    • 学会等名
      8th International Workshop on Modeling the Ocean (IWMO)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How does the Amur River discharge spread over the northwestern continental shelf in the Sea of Okhotsk?2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera, H., and A. Fujisaki-Manome
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 低温環境の科学事典2016

    • 著者名/発表者名
      三寺史夫
    • 総ページ数
      432
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254161281
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 北海道大学低温科学研究所 環オホーツク観測研究センター

    • URL

      http://wwwoc.lowtem.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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