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数日スケールの気象が大気海洋物質循環に及ぼす影響評価・予測のためのモデリング

公募研究

研究領域海洋表層・大気下層間の物質循環リンケージ
研究課題/領域番号 21014002
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関北海道大学

研究代表者

藤井 賢彦  北海道大学, 大学院・地球環境科学研究院, 特任准教授 (60443925)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2010年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2009年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード大気擾乱 / 大気海洋物質の循環 / 海洋炭素循環モデル / 海洋生態系モデル / 海洋光学モデル / 海洋放射伝達モデル / 海洋科学 / 海洋生態 / 海洋保全 / 環境調和型農林水産 / 気候変動
研究概要

数日スケールの気象が大気海洋間CO2フラックスに及ぼす影響を見るために、本研究で構築した海洋炭素循環モデルを亜寒帯北西太平洋に適用し、数日スケールの気象の影響を含む風と除外した風でそれぞれモデルを駆動して得られた結果を比較した。その結果、正味では大気CO2の吸収域として機能しているこの海域において、数日スケールの気象が年間の大気CO2吸収量を3%程度減少させることが分かった。また、海上の大気CO2濃度には海面気圧や水蒸気圧による補正を加える必要があるが、従来の海洋炭素循環モデリングの多くではこの補正を行なっていなかった。
本研究では、この補正を行なわないことによる大気海洋間CO2フラックスの誤差が最大で7%程度に及ぶことを示した。
海洋生態系・植物生理結合モデルを赤道東太平洋に適用し、海洋生物の生理に影響を与える300-700nmの波長を持つ紫外線・可視光域の海水中の光環境と生物化学過程の両者を同時かつ現実的に再現した。さらに、取得した多様な海洋環境下でのクロロフィル濃度および植物プランクトン炭素量に関する観測データとモデル結果との比較を通じて、モデルに導入されているパラメータ値の較正を繰り返し行ない、結合モデルの再現性を向上させることに成功した。
逐次散乱法を用いた海洋放射伝達モデルTRAD(Tanaka,2010;Tanaka et al.,2011)を開発し、海水中の輝度分布の計算に供した。得られた結果は現場観測データや、HydroLightの結果とも良い一致を示し、本モデルの有効性が検証された。本モデルの主な特徴として、高散乱海域においても適用可能、計算式において数学的な仮定がなく物理的解釈が可能、計算時の設定において層厚を理論的に決定、各散乱次数における輝度分布も出力可能、といった点が挙げられ、今後、関連分野において広く用いられることが期待される。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Numerical model based on successive order of scattering method for computing radiance distribution of underwater light fields2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, A.
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 18 ページ: 10127-10136

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Availability on an equation to equation to evaluate error by optical path discretization in radiative transfer computation based on the successive order of scattering method2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, A., M.Fujii, T.Oishi
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 68 ページ: 215-218

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influences of initial plankton biomass and mixed-layer depths on the outcome of iron-fertilization experiments2009

    • 著者名/発表者名
      Fujii, M., Chai, F.
    • 雑誌名

      Deep-Sea Research Part II 56

      ページ: 2936-2947

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seasonal and interannual variability of oceanic carbon cycling in the western and central tropical-subtropical Pacific : A phy sical-biogeochemical modeling study2009

    • 著者名/発表者名
      Fujii, M., Chai, F., Shi, L., Inoue, H.Y., Ishii, M.
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography 65

      ページ: 689-701

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The value of adding optics to ecosystem models : a case study2010

    • 著者名/発表者名
      藤井賢彦
    • 学会等名
      data collection, distribution and utlization for
    • 発表場所
      サンリフレ函館(北海道函館市)
    • 年月日
      2010-12-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Effects of storms on primary productivity and air-sea CO2 exchange in the subarctic western North Pacific : a modeling study2009

    • 著者名/発表者名
      Fujii, M., Y.Yamanaka
    • 学会等名
      SOLAS Open Science Meeting
    • 発表場所
      スペイン・バルセロナ
    • 年月日
      2009-11-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ees.hokudai.ac.jp/carbon/mfujii/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://moon.ees.hokudai.ac.jp/carbon/mfujii/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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