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数値シミュレーションによる北太平洋栄養物質循環の三次元構造と長期変動の解明

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 18H04909
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
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) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードオホーツク海 / 潮汐混合 / 栄養物質循環 / 親潮 / 鉄 / 数値モデル実験 / 栄養塩データセット / 海洋物質循環 / 海洋循環モデル / 北太平洋
研究実績の概要

本研究の目的は、オホーツク海・ベーリング海・親潮など北太平洋西部亜寒帯海域の「豊かな海の恵み」を生み出す仕組みを明らかにすることである。北西北太平洋における高い生物生産性を解明するためには、海洋の中深層に蓄えられている栄養塩や鉄分がどこで表層に湧き上がり、どの経路を通って西部亜寒帯海域に至るのか、という北太平洋全体の三次元的な物質循環の理解が不可欠である。その解明を目指し、栄養物質循環の数値モデリングを実施した。また、縁辺海を含めた新たな栄養塩データにより長期変動とモデル再現性の評価を行った。
本課題では、次の3つのサブテーマを設けて研究を進めた。第1に、オホーツク海・ベーリング海を含む西部北太平洋亜寒帯循環の中解像度の物質循環モデル(水平格子0.5°)による数値実験である。これにより、親潮海域における栄養物質の季節変動及び経年変動メカニズムを解明した。第2に、オホーツク海を特に高解像(水平格子の最小値3㎞程度)にした北太平洋物質循環モデルの開発である。起潮力によって潮汐を駆動し、乱流クロージャーを通して潮汐混合を物質循環モデルに組み込むという、新たなモデリングに挑戦し、親潮海域の高い生物生産性の再現に成功した。潮汐有り・無し実験、および経年変動実験を実行した。第3に、北太平洋表層の新たな栄養塩データセットを作成した。最新のデータを取り入れることで、オホーツク海、ベーリング海など縁辺海を含む領域に拡張するとともに、データ期間も2017年まで延伸した。
以上の研究により、(1)親潮およびその東方の移行領域で特に生物生産が大きいこと、そして、(2)オホーツク海北西陸棚域から移流される鉄とベーリング海の冬季混合により亜表層から湧昇したリン酸塩が、千島列島における潮汐混合の作用を受けながら親潮海域で出会うことで高い生物生産が引き起こされること、が明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 24件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] スクリプス海洋研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanism of ice-band pattern formation caused by resonant interaction between sea ice and internal waves in a continuously stratified ocean2021

    • 著者名/発表者名
      Saiki Ryu、Mitsudera Humio、Fujisaki-Manome Ayumi、Kimura Noriaki、Ukita Jinro、Toyota Takenobu、Nakamura Tomohiro
    • 雑誌名

      Progress in Oceanography

      巻: 190 ページ: 102474-102474

    • DOI

      10.1016/j.pocean.2020.102474

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatial Distribution and Seasonality of Halocline Structures in the Subarctic North Pacific2020

    • 著者名/発表者名
      Katsura, S., H. Ueno, H. Mitsudera, S. Kouketsu
    • 雑誌名

      Journal of Physical Oceanography

      巻: 50 号: 1 ページ: 95-109

    • DOI

      10.1175/jpo-d-19-0133.1

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Cold Water Upwelling Near the Anadyr Strait: Observations and Simulations2020

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Yusuke、Nishioka Jun、Nishino Shigeto、Fujio Shinzou、Lee Keunjong、Fujiwara Amane、Yanagimoto Daigo、Mitsudera Humio、Yasuda Ichiro
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      巻: 125 号: 9 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1029/2020jc016238

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Nutrients and dissolved inorganic carbon variability in the North Pacific2020

    • 著者名/発表者名
      Yasunaka, S., H. Mitsudera, F. Whitney, S. Nakaoka
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 77 号: 1 ページ: 3-16

    • DOI

      10.1007/s10872-020-00561-7

    • NAID

      40022471956

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Long-term trend and interannual to decadal variability in the Sea of Okhotsk. In: Chen CT., Guo X. (eds) Changing Asia-Pacific Marginal Seas2020

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

      Atmosphere, Earth, Ocean & Space

      巻: - ページ: 19-56

    • DOI

      10.1007/978-981-15-4886-4_3

    • ISBN
      9789811548857, 9789811548864
    • 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] 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
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Impacts of riverine discharges on the overturning circulation and material circulation in the Sea of Okhotsk and the North Pacific Ocean2020

    • 著者名/発表者名
      H. Mitsudera, T. Miyama, H. Nishikawa
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020, Online
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] カムチャツカ半島からの淡水供給が制御するオホーツク海と北太平洋の子午面循環2020

    • 著者名/発表者名
      三寺 史夫、美山 透、白岩 孝行、史 穆清、小松 謙介、立花 義裕、中田 聡史、西川はつみ
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020, Online
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface water pathways and land-ocean freshwater linkages associated with the meridional overturn that ventilates the intermediate layer of the Sea of Okhotsk and North Pacific Ocean2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera, H., T. Miyama, T. Shiraiwa, Y. Tachibana, K. Komatsu, H. Nishikawa
    • 学会等名
      The 35th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reproduction of Iron-rich Intermediate Water in the Subarctic North Pacific by High-resolution Biogeochemical Model2020

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa H., H. Mitsudera, H. Yoshinari, T. Nakanowatari, T. Nakamura, K. Uchimoto, H. Hasumi
    • 学会等名
      OSM 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reveal of Dynamics of Barotropic Exchange between the Sea of Okhotsk and North Pacific through Tidal forcing in High-Resolution Ocean General Circulation Model: the Modification of the Western Boundary Current Pathway by Tidal Rectification2020

    • 著者名/発表者名
      H.W. Shu, H. Mitsudera, K. Yamazaki, T. Kawasaki, T. Nakamura, H. Sasaki, H. Nishikawa
    • 学会等名
      Ocean Science Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of water exchange processes at a deep submarine canyon off the western coast of the Sakhaline which causes the origin of the cold water belt along the Soya Warm Current2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera H., H. Iida
    • 学会等名
      JpGU 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 北太平洋移行領域の海面水温フロント形成2019

    • 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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Reproduction of iron-rich intermediate water in the Sea of Okhotsk by high resolution biogeochemical model2019

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa H., H. Mitsudera, H. Yoshinari, T. Nakanowatari, T. Nakamura, K. Uchimoto, H. Hasumi
    • 学会等名
      IWMO 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation mechanism for the North Pacific Transition domain SST and SSS fronts2019

    • 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
      JpGU 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reproduction of iron-rich intermediate water in the Sea of Okhotsk by high resolution biogeochemical model2019

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa H., H. Mitsudera, H. Yoshinari, T. Nakanowatari, T. Nakamura, K. Uchimoto, H. Hasumi
    • 学会等名
      JpGU 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-resolution modeling of iron and phosphate transport in the subarctic North Pacific2019

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa H., H. Mitsudera, H. Yoshinari, T. Nakanowatari, T. Nakamura, K. Uchimoto, H. Hasumi
    • 学会等名
      SOLAS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement and Dynamics of Water Exchange between the Sea of Okhotsk and the Pacific through tidal effects in OGCM2019

    • 著者名/発表者名
      H.W. Chou, H. Mitsudera, K. Yamazaki, H. Nishikawa
    • 学会等名
      4th International Joint Workshop on Computationally Intensive Modeling of the Climate System and 9th OFES International Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of Tidal Vertical Mixing to Barotropic Water Exchange between the Sea of Okhotsk and Pacific through Diffusive Adjustment with Turbulent Closure Scheme: Can Vertical Diffusivity Vale represent the Tidal Impact in OGCM?2019

    • 著者名/発表者名
      H.W. Chou, H. Mitsudera, H. Nishikawa K. Yamazaki
    • 学会等名
      JpGU, 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulation of typhoon storm surge in the LUOYUAN bay2019

    • 著者名/発表者名
      Yuan Nan, Xinping Chen, Xueen Chen, Jinrui Chen,Humio Mitsudera
    • 学会等名
      Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulation of typhoon storm surge in the LUOYUAN bay2019

    • 著者名/発表者名
      Yuan Nan, Xinping Chen, Xueen Chen, Jinrui Chen,Humio Mitsudera
    • 学会等名
      The 11th International Workshop on Modeling the Ocean
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On global distribution and interannual variability of wintertime halocline2019

    • 著者名/発表者名
      Oda, M., H. Ueno, H. Mitsudera
    • 学会等名
      The 34th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamical frontogenesis in the transitional regions between the subtropical and the subpolar gyres2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera, H.
    • 学会等名
      JpGU 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Large-scale nutrient variation in the North Pacific Transitional Area2018

    • 著者名/発表者名
      Yasunaka, S.
    • 学会等名
      PICES-PTA Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High resolution biogeochemical modelling in the North Pacific2018

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa H., H. Mitsudera, H. Yoshinari, T. Nakanowatari, T. Nakamura, K. Uchimoto, H. Hasumi
    • 学会等名
      JpGU 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Subtropical seawater transport pathway 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, H. Kaneko.
    • 学会等名
      JpGU 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bottom flow formation accompanied by the baroclinic instability in the downstream region of the Soya Warm Current during summer2018

    • 著者名/発表者名
      Karaki, T., H. Mitsudera, S. Kida
    • 学会等名
      JpGU 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seasonal to interannual variations in surface PO4 concentration in Oyashio region: Role of wind-induced coastally trapped currents2018

    • 著者名/発表者名
      Nakanowatari, T., T. Nakamura, H. Mitsudera, J. Nishioka
    • 学会等名
      JpGU 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Potential impacts of the freshwater flux from the Kamchatka Peninsula on the dense shelf water formation in the Sea of Okhotsk2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera, H.
    • 学会等名
      JpGU 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of Brazil/Malvinas confluence and its bifurcation in the Subtropical Front and the Subantarctic Front2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera, H.
    • 学会等名
      10th International Workshop on Modeling the Ocean
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation and interannual variations of baroclinic quasi-stationary jets in the transitional domain between the subtropical and subarctic gyres in the western North Pacific2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsudera, H., T. Miyama, H. Nishigaki, T. Nakanowatari, H. Nishikawa, T. Nakamura, T. Wagawa, Ryo Furue, Yosuke Fujii, and Shin-Ichi Ito
    • 学会等名
      PICES-2018 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブラジル・マルビナス合流域の亜熱帯前線・亜寒帯前線への分岐の力学2018

    • 著者名/発表者名
      三寺史夫,東弓弦,Chou H.-W., 青木茂
    • 学会等名
      2018年度日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of barotropic water exchange between the Okhotsk and Pacific by tidal effects2018

    • 著者名/発表者名
      Chou, H. W., 三寺史夫, 西川はつみ
    • 学会等名
      2018年度日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 漂流ブイ観測から視る北太平洋移行領域の亜熱帯水輸送経路2018

    • 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
      2018年度日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 北太平洋移行領域の形成メカニズムと変動2018

    • 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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 北太平洋表層栄養塩の季節・経年変動2018

    • 著者名/発表者名
      安中さやか・野尻幸宏・小埜恒夫・中岡慎一郎・Frank Whitney
    • 学会等名
      北大低温研共同利用研究集会「西部北太平洋亜寒帯域における物質循環および海洋生態系とのリンケージ」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 環オホーツク観測研究センター

    • URL

      https://sites.google.com/view/pan-okhotsk/home

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-12-27  

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