| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
15H05818
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
安田 一郎 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (80270792)
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| 研究分担者 |
柳本 大吾 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (40260517)
井上 龍一郎 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 主任研究員 (80624022)
長谷川 大介 国立研究開発法人水産総合研究センター, 東北区水産研究所, 研究員 (10624728)
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| 研究期間 (年度) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| キーワード | 海洋混合学 / 乱流観測 / 鉛直混合 / 海洋循環 / 海洋物理学 / 乱流 / 海洋物質循環 / 海洋生態系 |
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| 研究実績の概要 |
本年度（2015年度）は、1) 高速水温計を通常海洋観測であるCTDに取り付けて、船舶で常時、鉛直混合の観測を可能にする、観測手法を開発した。論文を投稿するとともに、気象庁船に取り付けた観測を試行した。2) CTDの電源を入れるだけで観測が実行できるAFPO7乱流計を開発し、センサの検定を行った。3) 乱流計・多層流速計を搭載した水中グライダの観測を黒潮域で行い、手法を検討するとともに、東北水研グライダにセンサを搭載した。4) H28年度以降国際共同研究として実行する東北沖の電磁流速計付きフロート観測を実行する事前研究として、間接手法を用いたアルゴフロートの解析を行い、太平洋中央部での風起源の鉛直混合の季節変化を明らかにした。5) 2014年6月に行った千島海峡部での係留・乱流観測データを解析し、海峡部での海底上数100mでの強乱流の発生過程を示す手がかりを得た。6) 2015年6月にトカラ海峡およびその周辺で初めての乱流および栄養塩観測をA02と連携して行い、通常に比較して100倍以上大きな鉛直混合と硝酸塩鉛直フラックスを観測した。この結果は、トカラ海峡部での鉛直混合が、黒潮の生態系に大きな影響を及ぼしている可能性を示唆していた。7) 乱流計に硝酸計を取り付けて硝酸塩フラックスを求める手法を開発し、硝酸塩鉛直フラックスをトカラ海峡部で求めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
1) 高速水温計をCTDに取り付け船舶での常時鉛直混合の観測を可能にする、観測手法の開発については、自由降下型乱流計を用いたシアプローブとの比較による論文が改訂の目途がたった。CTDに取り付けての計測についての投稿論文は、より詳しい解析が必要との指摘を受けているが、対応可能であると考えており、研究は計画通りに進行している。2) CTDの電源を入れるだけで観測が実行できるAFPO7乱流計が納品され、水中での作動を確認した。センサの検定は、2016年3月のおしょろ丸航海での自由降下型乱流計観測で浸水したために十分にできなかった。3) 乱流計・多層流速計を搭載した水中グライダの観測を予定通り実施した。センサが多数取り付けられているために、各センサにもたらされる電力が不足する現象があったため、機器の改良を行った。また、グライダが所定水深まで沈まない現象が２航海であった。バラステイングを調節方法を確立し、不具合は改善された。4) フロートを用いた時系列観測は、米国との共同研究や次年度の観測計画も進み、想定以上に進行している。さらに、当領域、鶴見精機およびカナダRSI社との共同研究として、4000mまで到達するDeepNinjaフロートに乱流センサを取り付ける話がまとまり、次年度試作することが決まった。成功すれば期待以上の大きい成果が期待できる。5)千島海峡部での係留・乱流観測データの解析は、係留系の観測との連動で順調に成果が挙がっている。6) トカラ海峡において、極めて強い乱流が初めて観測されたことは特筆に値する。今後の栄養塩循環・生態系研究への大きな展開が期待される。
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| 今後の研究の推進方策 |
〇CTD取り付け型高速水温計観測手法開発・乱流広域観測：2015年度に開発した手法についての論文を公表するとともに、センサの較正法やセンサ保護のための銅製ガードの是非などの検討（新青丸KS-16-3航海4/2-6等）を行い、新型乱流計AFPO7の実用化を進める。気象庁凌風丸・啓風丸による17航海を通じ西部北太平洋を網羅したAFPO7計による鉛直混合観測データ、白鳳丸KH-16-3（5/31-6/29）における本州東方乱流観測・天皇海山深層流係留、おしょろ丸北洋航海（6/19-7/15西部亜寒帯）、新青丸KS-16-10（8/3-11黒潮伊豆海嶺）、新青丸KS-16-12（8/24-9/3:東北沖）、白鳳丸KH-16-7（12/6-26、ケラマギャップ・23Nライン）、その他航海での乱流観測データを収集し、鉛直混合分布・循環像解明につなげる。
〇乱流計・超音波流速計搭載水中グライダ集中観測システム開発・観測：おしょろ丸北洋航海、新青丸KS-16-10航海、新青丸KS-16-12航海、かごしま丸トカラ海峡観測航海（11/12-20）白鳳丸KH-16-7航海、等の航海において観測を実施するとともに、オレゴン州立大と連携し、水中グライダ搭載超音波流速計観測の実用化を図る。
〇自動昇降フロート型乱流観測手法開発・観測：新青丸KS-16-12航海における電磁流速計・高速水温計搭載フロートの投入・観測（ワシントン大との共同研究）、4000mまで計測可能な乱流センサ付深海フロートの開発・計測手法の検討（鶴見精機・カナダロックランド社との共同研究）を行い、様々な航海で作動試験を行い、有効性・利用限界を明らかにする。
〇シンポジウムを開催し、乱流ホットスポットである、トカラ海峡・黒潮海域および千島海峡部・西部亜寒帯海域での成果をまとめる。
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