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沖縄トラフ・トカラ海峡で高鉛直波数近慣性波シアと乱流が卓越するメカニズム

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 18H04914
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
研究機関東京海洋大学

研究代表者

長井 健容  東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (90452044)

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
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード黒潮 / トカラ海峡 / 海山 / 対称不安定 / 乱流混合 / 近慣性内部波 / 日向灘 / 内部波最小周波数 / 乱流 / 沖縄トラフ / PSI / 臨界緯度
研究実績の概要

本研究では、黒潮源流から上流での乱流混合が発生するメカニズムとその影響に関して、現場観測と数値実験を実施した。2016年にトカラ海峡において実施した現場観測の結果、黒潮がトカラ海峡の海山上を流れる上流側の海山近傍で、鉛直波長100m程度の帯状のシアに関連した帯状の強い乱流層が形成されていることが初めて明らかとなった。さらに2017年にトカラ海峡で同様な観測を実施した結果、水平規模100kmで厚さ数100mという広範囲にわたって強い乱流層が亜表層で形成されていることが初めて明らかとなった。数値実験と2018年、2019年に実施した海山周辺に焦点を絞った観測の結果、このような広範囲に及ぶ強い乱流層は、黒潮が海山の斜面で生成する負の渦位に伴う対称不安定によって発生していることが示唆された。また、海山近傍で観測や数値モデルで確認できる近慣性内部波は、これらの海山周りの擾乱が二次的に発生させている可能性がある。台湾東方沖の黒潮源流域I-Lan Ridgeで実施した観測では、黒潮の影響は弱かったものの、台湾海峡越流が海嶺境界で生成する負の渦位を形成すると思われる箇所で強い乱流が観測され、負の渦位が普遍的にサブメソスケールの乱流層を形成する可能性が示唆された。一方、下流の日向灘沖では二次的に生成された近慣性内部波が、黒潮流軸付近で捕捉され著しく強い乱流を発生させている事が観測から明らかとなった。これらのことは、黒潮や恒流が海底地形で負の渦位を生成し、そこでの直接的な乱流層の形成、その周辺での近慣性内部波の生成とそれに伴う二次的な乱流の発生が、普遍的に発生していることを示唆する。

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

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 6件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Phytoplankton growth and consumption by microzooplankton stimulated by turbulent nitrate flux suggest rapid trophic transfer in the oligotrophic Kuroshio2020

    • 著者名/発表者名
      Kobari Toru、Honma Taiga、Hasegawa Daisuke、Yoshie Naoki、Tsutsumi Eisuke、Matsuno Takeshi、Nagai Takeyoshi、Kanayama Takeru、Karu Fukutaro、Suzuki Koji、Tanaka Takahiro、Guo Xinyu、Kume Gen、Nishina Ayako、Nakamura Hirohiko
    • 雑誌名

      Biogeosciences

      巻: 17 号: 9 ページ: 2441-2452

    • DOI

      10.5194/bg-17-2441-2020

    • 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] Multiscale routes to supply nutrients through the Kuroshio nutrient stream2019

    • 著者名/発表者名
      Nagai, T., S. Clayton & Y. Uchiyama
    • 雑誌名

      Kuroshio Current: Physical, Biogeochemical and Ecosystem Dynamics

      巻: 243 ページ: 105-125

    • DOI

      10.1002/9781119428428.ch6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Research Advancements and Historical Episodes brought by the Kuroshio Flowing across Generations2019

    • 著者名/発表者名
      Nagai, T., Otsuka, K., & H. Nakano
    • 雑誌名

      Kuroshio Current: Physical, Biogeochemical and Ecosystem Dynamics

      巻: 243 ページ: 13-22

    • DOI

      10.1002/9781119428428.ch2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mixing Associated with Submesoscale Processes2019

    • 著者名/発表者名
      Tandon Amit、Nagai Takeyoshi
    • 雑誌名

      Encyclopedia of Ocean Sciences, Third Edition

      巻: na-na ページ: 567-577

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-409548-9.10952-2

    • ISBN
      9780128130827
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How the Kuroshio Current delivers nutrients to sunlit layers on the continental shelves with aid of near-inertial waves and turbulence2019

    • 著者名/発表者名
      Takeyoshi Nagai, Gloria Silvana Duran, Diego Andre Otero, Yasutaka Mori, Naoki Yoshie, Kazuki Ohgi, Daisuke Hasegawa, Ayako Nishina, Toru Kobari
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: na 号: 12 ページ: 6726-6735

    • DOI

      10.1029/2019gl082680

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 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] センサによる硝酸塩鉛直乱流拡散フラックスの計測2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川大介, 田中雄大, 松野健, 千手智晴, 堤英輔, 中村啓彦, 仁科文子, 小針統, 吉江直樹, 郭新宇, 長井健容, 奥西武, 安田一郎
    • 雑誌名

      沿岸海洋研究

      巻: 57 ページ: 59-64

    • NAID

      130007841838

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global Perspectives on Observing Ocean Boundary Current Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Todd Robert E.、Chavez Francisco P.、Clayton Sophie、Cravatte Sophie、Goes Marlos、Graco Michelle、Lin Xiaopei、Sprintall Janet、Zilberman Nathalie V.、Archer Matthew、Ito Shin-ichi、Nagai Takeyoshi、ほか
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 6 ページ: 1-38

    • DOI

      10.3389/fmars.2019.00423

    • 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] On the Future of Argo: A Global, Full-Depth, Multi-Disciplinary Array2019

    • 著者名/発表者名
      Roemmich D., Alford M.H., Claustre H., Johnson K., King B., Moum J., Oke P., Owens B., Pouliquen S., Purkey S., Scanderbeg M., Suga T., Wijffels S., Zilberman N., Bakker D., Baringer M., Fujiki T., Hibiya T., Hosoda S., Yasuda I. ほか57名
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 6 ページ: 1-28

    • DOI

      10.3389/fmars.2019.00439

    • 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] Multiscale routes to supply nutrients through the Kuroshio nutrient stream2019

    • 著者名/発表者名
      T. Nagai, S. Clayton and Y. Uchiyama
    • 雑誌名

      Kuroshio Current: Physical, Biogeochemical and Ecosystem Dynamics

      巻: 243

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Research Advancements and Historical Episodes brought by the Kuroshio Flowing across Generations2019

    • 著者名/発表者名
      T. Nagai, K. Otsuka and H. Nakano
    • 雑誌名

      Kuroshio Current: Physical, Biogeochemical and Ecosystem Dynamics

      巻: 243

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mixing associated with submesoscale processes2019

    • 著者名/発表者名
      A. Tandon, T. Nagai
    • 雑誌名

      Encyclopedia of Ocean Sciences, Third Edition

      巻: na-na

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] 黒潮上流から続流の鉛直混合過程とその影響に関する考察2019

    • 著者名/発表者名
      長井健容
    • 雑誌名

      沿岸海洋研究

      巻: na-na

    • NAID

      130007841839

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] センサによる硝酸塩鉛直乱流拡散フラックスの計測2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川大介・田中雄大・松野健・千手智晴・堤英輔・中村啓彦・仁科文子・小針統・吉江直樹・郭新宇・長井健容・奥西武・安田一郎
    • 雑誌名

      沿岸海洋研究

      巻: na-na

    • NAID

      130007841838

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] How the Kuroshio enriches the southern coast of Japan and its downstream regions2019

    • 著者名/発表者名
      Takeyoshi Nagai, Gloria Silvana Duran Gomez, Diego Andre Otero Huaman, Yoshie Naoki, Kazuki Ohgi, Daisuke Hasegawa, Sophie Clayton, Yusuke Uchiyama
    • 学会等名
      PICES Annual Meeting 2019, Victoria, Canada
    • 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] Physical and biogeochemical processes from winter to spring in the south of the Kuroshio Extension2019

    • 著者名/発表者名
      鋤柄 千穂、井上 龍一郎、長井 健容、Andrea Fassbender、Yuichiro Takeshita、Stuart Bishop、岡 英太郎
    • 学会等名
      JpGU Annual Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Turbulent mixing and near-inertial internal waves induced by the Kuroshio over seamounts in the Tokara Strait2019

    • 著者名/発表者名
      長井 健容、長谷川 大介、堤 英輔、中村 啓彦、仁科 文子、千手 智晴、遠藤 貴洋、松野 健、井上 龍一郎、Amit Tandon
    • 学会等名
      JpGU Annual Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 日向灘沖の陸棚斜面近傍を流れる黒潮において、水平30km、鉛直200m規模で観測された著しく強い乱流混合2019

    • 著者名/発表者名
      長井 健容、Duran Silvana、Otero Diego、森 泰貴、吉江 直樹、大城 一輝、長谷川 大介、仁科 文子、小針 統
    • 学会等名
      JpGU Annual Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nutrient Supply Caused by Submesoscale and Microscale Mixing Processes in the Upstream Kuroshio2019

    • 著者名/発表者名
      Takeyoshi Nagai, Daisuke Hasegawa, Eisuke Tsutsumi, Hirohiko Nakamura, Tomoharu Senjyu, Takahiro Endoh, Takeshi Matsuno, Ryuichiro Inoue, Amit Tandon, Naoki Yoshie, Kazuki Ohgi, Ayako Nishina, Toru Kobari, Gloria Silvana Duran Gomez and Diego Andre Otero
    • 学会等名
      Ocean Science Meeting 2020, San Diego
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Diapycnal nutrient flux caused by the Kuroshio induced turbulence in the Tokara Strait2018

    • 著者名/発表者名
      Takeyoshi Nagai, Daisuke Hasegawa, Hirohiko Nakamura, Ayako Nishina, Toru Kobari, Naoki Yoshie, Ryuichiro Inoue and Eisuke Tsutsumi
    • 学会等名
      PICES Annual Meeting 2018, Yokohama
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The 100 km wide 100-1000 fold enhancement in turbulent mixing caused by the Kuroshio induced mesoscale hydraulic jump in the lee of Tokara Strait2018

    • 著者名/発表者名
      長井 健容、長谷川 大介、中村 啓彦、仁科 文子、井上 龍一郎
    • 学会等名
      JpGU Annual Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Multiscale transport, stirring, and mixing processes to supply nutrients through the Kuroshio nutrient stream2018

    • 著者名/発表者名
      長井 健容、Clayton Sophie、内山 雄介
    • 学会等名
      JpGU Annual Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トカラ海峡海山上を流れる黒潮によって発生する慣性ー対称不安定と乱流散逸の直接観測および数値実験2018

    • 著者名/発表者名
      長井健容, 長谷川大介, 堤英輔, 中村啓彦, 仁科文子, 千手智晴, 遠藤貴洋, 井上龍一郎, Amit Tandon
    • 学会等名
      日本海洋学会2018年度秋季大会, 2018.09.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Kuroshio Current: Physical, Biogeochemical and Ecosystem Dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Takeyoshi Nagai, Hiroaki Saito, Koji Suzuki, Motomitsu Takahashi
    • 総ページ数
      326
    • 出版者
      AGU-Wiley
    • ISBN
      9781119428343
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] 長井健容のウェブサイト

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 長井健容のウェブサイト

    • URL

      http://www.takeyoshi.net

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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