海洋混合学の創設：物質循環・気候・生態系をつなぐ統合的理解の推進

• 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: 20H05598
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 安田 一郎 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (80270792)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: 海洋混合学 / 鉛直混合 / 海洋物質循環 / 海洋生態系 / 気候変動 / 潮汐 / 乱流 / 海洋循環 / 海洋鉛直混合

研究開始時の研究の概要

本研究領域では「鉛直混合の実態の解明を通じて、西部北太平洋において、どこでどのような鉛直混合が働き、栄養塩を含む中深層水が湧昇し、親潮や黒潮に影響を与え、気候を変え、生物生産の維持と長周期変動につながるのか、混合過程を軸として統合的に解明し、新しい学術領域「海洋混合学」を構築する」ことを目的に研究を行ってきた。本研究では、1) 研究成果を集約し発信する。2) 成果と今後の課題を集約した総括論文を含む特集号を国際誌に出版するとともに最終報告を取りまとめる。3) 得られた観測データ及び数値シミュレーションデータを集約し、論文化後公開する。4) 次世代に引き継がれる新しい問いを、とりまとめて残す。

研究実績の概要

新学術領域「新海洋混合学(2015-2019年度)」では、「鉛直混合の実態の解明を通じて、西部北太平洋において、どこでどのような鉛直混合が働き、栄養塩を含む中深層水が湧昇し、親潮や黒潮に影響を与え、気候を変え、生物生産の維持と長周期変動につながるのか、混合過程を軸として統合的に解明し、新しい学術領域「海洋混合学」を構築する」ことを目的に研究を行ってきた。これまで観測が難しく極めて希少だった海洋鉛直混合の現場観測データを容易に得られる手法を開発し、多くの観測データが取得され、海洋混合についての理解が大きく進んだ。また、時空間で数桁変動する海洋混合の影響を取り込んだ海洋モデルが開発され、海洋深層循環や栄養塩や炭酸系物質をはじめとする物質循環、生態系へ影響の理解が大きく進んだ。これら研究成果を取りまとめて発信し、次世代の研究に活かすために、研究成果と今後の課題を取りまとめた本領域独自の最終成果報告書を刊行し関係者に配布するとともに、科研費事後報告書及び研究概要を公開した。新学術領域の取りまとめ会議を2020年４月末に行なった他、海洋混合学日本地球惑星科学連合(JpGU)-米国地球惑星科学連合(AGU)の連合大会（２０２０年５月）の海洋混合研究のセッションにおいて、広く研究成果を発信した。国際誌「Journal of Oceanography(スプリンガー出版)」に本領域の特集号を企画し、20本の原著・レビュー論文を出版した。さらに、国際誌「Progress in Oceanography」誌において、ロシア船航海を元にした研究成果の特集号を企画し、13本の論文を出版した。また、これら論文となった現場観測およびモデルのデータをアーカイブし公開した。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2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] ワシントン大学/スクリプス海洋研究所/オレゴン州立大学(米国)
• [国際共同研究] 海洋研究所(韓国)
• [国際共同研究] 極東水文気象研究所(ロシア連邦)
• [国際共同研究] 青島海洋大学(中国)
• [国際共同研究] BBBP(インドネシア)
• [雑誌論文] Estimate of turbulent energy dissipation rate using free-fall and CTD-attached fast-response thermistors in weak ocean turbulence (2021)
  • 著者名/発表者名: Yasuda Ichiro、Fujio Shinzou、Yanagimoto Daigo、Lee KeungJong、Sasaki Yusuke、Zhai Shuo、Tanaka Mamoru、Itoh Sachihiko、Tanaka Takahiro、Hasegawa Daisuke、Goto Yasutaka、Sasano Daisuke
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 77 号: 1 ページ: 17-28
  • DOI: 10.1007/s10872-020-00574-2
  • NAID: 40022471961
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Vertical turbulent nitrate flux from direct measurements in the western subarctic and subtropical gyres of the North Pacific (2021)
  • 著者名/発表者名: Kaneko Hitoshi、Yasuda Ichiro、Itoh Sachihiko、Ito Shin-ichi
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 77 号: 1 ページ: 29-44
  • DOI: 10.1007/s10872-020-00576-0
  • NAID: 40022471968
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhanced vertical turbulent nitrate flux in the intermediate layer of the Kuroshio in the Tokara Strait (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T.、Hasegawa D.、Yasuda I.、Yanagimoto D.、Fujio S.、Nakamura H.、Inoue R.、Nishioka J.
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 77 号: 1 ページ: 45-53
  • DOI: 10.1007/s10872-020-00581-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Estimation of Basin-scale turbulence distribution in the North Pacific Ocean using CTD-attached thermistor measurements (2021)
  • 著者名/発表者名: Goto Yasutaka、Yasuda Ichiro、Nagasawa Maki、Kouketsu Shinya、Nakano Toshiya
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 969-969
  • DOI: 10.1038/s41598-020-80029-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Observations of anticyclonic eddies in the western subarctic North Pacific (2021)
  • 著者名/発表者名: Dobashi Ryo、Ueno Hiromichi、Okada Yuki、Tanaka Takahiro、Nishioka Jun、Hirawake Toru、Ooki Atushi、Itoh Sachihiko、Hasegawa Daisuke、Sasai Yoshikazu、Sasaki Hideharu、Yasuda Ichiro
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 77 号: 2 ページ: 229-242
  • DOI: 10.1007/s10872-020-00586-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Widespread distribution of allochthonous fluorescent dissolved organic matter in the intermediate water of the North Pacific (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamashita Youhei、Tosaka Tetsu、Bamba Rise、Kamezaki Ryuichi、Goto Shuji、Nishioka Jun、Yasuda Ichiro、Hirawake Toru、Oida Joji、Obata Hajime、Ogawa Hiroshi
  • 雑誌名: Progress in Oceanography 巻: 191 ページ: 102510-102510
  • DOI: 10.1016/j.pocean.2020.102510
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Vertical eddy diffusivity in the subsurface pycnocline across the Pacific (2021)
  • 著者名/発表者名: Itoh S.、Kaneko H.、Kouketsu S.、Okunishi T.、Tsutsumi E.、Ogawa H.、Yasuda I.
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 77 号: 2 ページ: 185-197
  • DOI: 10.1007/s10872-020-00589-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synchronized interdecadal variations behind regime shifts in the Pacific Decadal Oscillation (2021)
  • 著者名/発表者名: Hamamoto Masaki、Yasuda Ichiro
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 印刷中 号: 3 ページ: 383-392
  • DOI: 10.1007/s10872-021-00592-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] The potential role of thermohaline?shear instability in turbulence production in the Bering Sea and the subarctic North Pacific (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Mamoru、Yoshida Jiro、Lee Keunjong、Goto Yasutaka、Tanaka Takahiro、Ueno Hiromichi、Onishi Hiroji、Yasuda Ichiro
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 77 号: 3 ページ: 431-446
  • DOI: 10.1007/s10872-021-00602-9
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Nanomolar phosphate supply and its recycling drive net community production in the subtropical North Pacific (2021)
  • 著者名/発表者名: Hashihama Fuminori、Yasuda Ichiro、Kumabe Aki、Sato Mitsuhide、Sasaoka Hiroshi、Iida Yosuke、Shiozaki Takuhei、Saito Hiroaki、Kanda Jota、Furuya Ken、Boyd Philip W.、Ishii Masao
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 号: 1 ページ: 3462-3462
  • DOI: 10.1038/s41467-021-23837-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Iron and nutrient dynamics along the East Kamchatka current, western Bering sea basin and Gulf of Anadyr (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishioka J, Hirawake T, Nomura D, Yamashita Y, Ono K, Murayama A, Shcherbinin A, Volkov Y N, Mitsudera H, Ebuch N, Wakatsuchi M, Yasuda I
  • 雑誌名: Progress in Oceanography 巻: - ページ: 102662-102662
  • DOI: 10.1016/j.pocean.2021.102662
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distribution of leptocephali and wintertime hydrographic structure in the Kuroshio Extension and northern subtropical gyre (2020)
  • 著者名/発表者名: Miller Michael J.、Itoh Sachihiko、Watanabe Shun、Shinoda Akira、Saruwatari Toshiro、Tsukamoto Katsumi、Yasuda Ichiro
  • 雑誌名: Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers 巻: 159 ページ: 103240-103240
  • DOI: 10.1016/j.dsr.2020.103240
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Subpolar marginal seas fuel the North Pacific through the intermediate water at the termination of the global ocean circulation (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishioka Jun、Obata Hajime、Ogawa Hiroshi、Ono Kazuya、Yamashita Youhei、Lee Keunjong、Takeda Shigenobu、Yasuda Ichiro
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 117 号: 23 ページ: 12665-12673
  • DOI: 10.1073/pnas.2000658117
  • NAID: 120006937024
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Microstructure and Mooring Observations of Enhanced Mixing in the Kerama Gap (2020)
  • 著者名/発表者名: Inoue Ryuichiro、Tanaka Takahiro、Nakamura Hirohiko、Yanagimoto Daigo、Fujio Shinzou、Yasuda Ichiro
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Oceans 巻: 125 号: 8
  • DOI: 10.1029/2019jc015553
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cold Water Upwelling Near the Anadyr Strait: Observations and Simulations (2020)
  • 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
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Vertical fluxes of nutrients enhanced by strong turbulence and phytoplankton bloom around the ocean ridge in the Luzon Strait (2020)
  • 著者名/発表者名: Tsutsumi Eisuke、Matsuno Takeshi、Itoh Sachihiko、Zhang Jing、Senjyu Tomoharu、Sakai Akie、Lee Keunjong、Yanagimoto Daigo、Yasuda Ichiro、Ogawa Hiroshi、Villanoy Cesar
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1038/s41598-020-74938-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ocean mixing processes (OMIX): impact on biogeochemistry, climate and ecosystem (2020)
  • 著者名/発表者名: Yasuda, I., S. Masuda, J. Nishioka, X. Guo, N Harada, S. Ito, T. Hibiya, H. Hasumi
  • 雑誌名: J. Oceanogr. 巻: 77 号: 1 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1007/s10872-020-00578-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Estimating the population mean for a vertical profile of energy dissipation rate (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugiura Nozomi、Kouketsu Shinya、Masuda Shuhei、Osafune Satoshi、Yasuda Ichiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-020-77414-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 千島から新海洋混合学Turbulence Observation: Kuril Straits to Ocean Mixing (OMIX) Project (2022)
  • 著者名/発表者名: 安田一郎
  • 学会等名: 2022/3/18 乱流研究会、東京大学・小柴ホール
  • 招待講演
• [学会発表] 北太平洋亜熱帯域の純群集生産を駆動するナノモルレベルのリン供給と 迅速な再生 (2021)
  • 著者名/発表者名: 橋濱史典・安田一郎・隈部あき・佐藤光秀・笹岡洋志・飯田洋介・塩崎拓平・齊藤宏明・神田穣太・古谷研・Philip W. Boyd・石井雅男
  • 学会等名: 2021日本海洋学会秋季大会
• [学会発表] Observation of energy transfer from traveling typhoons to turbulent mixing in the ocean (2021)
  • 著者名/発表者名: Aiqi Zhang, Ichiro Yasuda, Daigo Yanagimoto, Shinzo Fujio, Yusuke Sasaki
  • 学会等名: JpGU Meeting 2021 A-OS11 “Ocean Mixing Frontiers”
  • 国際学会
• [学会発表] Overview of OMIX project “Ocean mixing processes: impact on biogeochemistry, climate and ecosystems (2020)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Yasuda
  • 学会等名: JpGU-AGU 2020: "U-18: Open Colloquium: Recent advances in atmospheric and hydrospheric sciences" 14h July, 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development of efficient and autonomous microstructure measurement system using fast-response thermistors attached to CTD, glider and deep-profiling float, to elucidate vertical distribution (2020)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Yasuda, Keunjong Lee, Yasutaka Goto, Maki Nagasawa, Shuo Zhai, Yusuke Sasaki, Daigo Yanagimoto, Shinzou Fujio, Mamoru Tanaka, Shinya Kouketsu, Toshiya Nakano, Daisuke Sasano, Takahiro Tanaka
  • 学会等名: JpGU-AGU 2020: A-OS24 "Exploring new frontiers of oceanic mixing research in the next decade”
  • 国際学会
• [学会発表] Eddy-resolved ocean characteristics of the Miroc coupled model incorporating effects of tidal mixing of the 18.6-yr modulation (2020)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Matsuura, Hiromasa Tatebe, and Ichiro Yasuda
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint session A-OS24 "Exploring new frontiers of oceanic mixing research in the next decade”
  • 国際学会
• [学会発表] 高速水温計を用いた乱流計測手法: 測定下限と CTD 取り付け計測の改善 (2020)
  • 著者名/発表者名: 安田一郎・藤尾伸三・柳本大吾・K.-J.Lee・佐々木雄亮・S. Zhai・田中衛・伊藤幸彦・田中雄大・長谷川大介・後藤恭敬・笹野大輔
  • 学会等名: ブルーアースシンポジウム、2020/12/18
• [学会発表] アナディル海峡における冷水湧昇:ロシア船・「みらい」による現場観測 と数値実験 (2020)
  • 著者名/発表者名: 川口悠介・西岡純・西野茂人・藤尾伸三・ 藤原周・柳本大吾・李根淙・三寺史夫・安田一郎
  • 学会等名: 20F-02-2 2020/11/27 日本海洋学会秋季大会
• [学会発表] 南大洋域におけるDiffusive型対流が及ぼす鉛直熱輸送の推定 (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐々木雄亮・安田一郎・勝又 勝郎・纐纈慎也・内田裕
  • 学会等名: 20F-17-7 2020/11/2８ 日本海洋学会秋季大会、口頭発表
• [学会発表] 回転及び鉛直シア存在下でのdiffusive型二重拡散対流の直接数値計算 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松村義正・新野宏・安田一郎
  • 学会等名: 20F-17-8 2020/11/2８ 日本海洋学会秋季大会、口頭発表
• [学会発表] 千島ブッソル海峡において観測された流速変動特性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 柳本大吾・安田一郎・藤尾伸三・田中雄大・後藤恭敬・西岡純
  • 学会等名: 20F-02-P1 2020/11/2８ 日本海洋学会秋季大会 ポスター
• [学会発表] 天皇海山列北端を通過する深層流 (2020)
  • 著者名/発表者名: 藤尾伸三・柳本大吾・川口悠介・安田一郎・李根淙・西岡純
  • 学会等名: 20F-02-P2 2020/11/2８ 日本海洋学会秋季大会 ポスター
• [備考] 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」
  • URL: http://omix.aori.u-tokyo.ac.jp
• [備考] OMIX国際活動報告
  • URL: http://omix.aori.u-tokyo.ac.jp/international-activity/
• [備考] OMIX研究成果報告
  • URL: http://omix.aori.u-tokyo.ac.jp/achievements/
• [備考] OMIXニュースレター
  • URL: http://omix.aori.u-tokyo.ac.jp/news_letter/
• [学会・シンポジウム開催] Ocean Turbulence Symposium dedicated for Prof. Hibiya (2021)
• [学会・シンポジウム開催] JpGU-AGU annual meeting session A-OS24 Exploring new frontiers of oceanic mixing research in the next decade (2020)