| 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 |
15H05821
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
郭 新宇 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (10322273)
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| 研究分担者 |
松野 健 九州大学, 応用力学研究所, 学術研究員 (10209588)
張 勁 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (20301822)
市川 香 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (40263959)
中村 啓彦 鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 教授 (50284914)
千手 智晴 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (60335982)
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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 | トカラ海峡 / 黒潮 / 鉛直混合 / 栄養塩輸送 / ルソン海峡 |
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| 研究実績の概要 |
黒潮とその源流域をフィールドとして、大洋の縁辺域(西岸境界流域)における混合を定量的に評価し、境界混合がエネルギー消散と物質輸送に果たす役割、ならびに生態系への寄与を明らかにすることを目的として、物理および生物・化学的観測に基づいた分野連携的研究を実施している。本年度は、H27および28年度にトカラ海峡において実施した各種観測に基いた解析および論文の公表（Tsutsumi et al., 2017；Nagai et al., 2017）を行うとともに、同海峡において主として黒潮に沿った観測を実施するとともに、黒潮のさらに源流域にあたるルソン海峡での観測を実施した。かごしま丸によるトカラ海峡の観測では、定点観測として、乱流，水質，植物・動物プランクトン組成の鉛直プロファイルの観測、黒潮に沿った航走観測として、水質，乱流の微細空間構造の計測、そして船上での実験として、黒潮のクロロフィル極大層の海水に栄養塩を添加して動植物プランクトンの増殖を調べる培養実験を行った。また、白鳳丸によるルソン海峡の観測では、係留観測と、海嶺を横断する測線において、乱流および水温・塩分構造の繰り返し観測を行った。一方、前年度までに取得した海水試料の化学分析から、トカラ海峡および東シナ海の黒潮周辺海域での混合過程の見積もりを行った。海水混合が生態系に及ぼす影響を理解するため、数値生態モデルを用いて、特に黒潮によって運ばれる渦が栄養塩輸送に果たす役割について調べ、水平移流の重要性が明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成29年には予定されていた黒潮上流域のルソン海峡での観測を行い、同海峡東側の海嶺付近において顕著な内部波と強い乱流混合が起こっていることを示す計測結果を得るとともに、その強い混合による海洋構造の変化、また、栄養塩の鉛直輸送に起因するクロロフィルの増加を示唆する結果を得た。
トカラ海峡では、前年度までに引き続いて、鉛直混合が生物生産に及ぼす影響に関する実験を行い、トカラ海峡の下流で中・大型のプランクトンが増加するとともに、増加に少し時間を要することを示す結果が得られている。
数値生態系モデル結果の解析は徐々に論文にまとめる段階に入っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
H29年度までの観測と解析によって、黒潮が海峡を通過する際に大きな鉛直混合を受けることが、定量的に明らかになり、それによる栄養塩供給を通した生物生産への影響についても、観測および実験的な理解が進んできた。これらを踏まえて、H30年度にはトカラ海峡、ルソン海峡等で得られた観測データの詳細な解析を進めるとともに、新たに国立台湾大学との共同研究により、台湾東方のシルを黒潮が通過することに伴う乱流の発生について観測を行い、また、これまで得られた知見に基づいて、トカラ海峡では6月と11月に補完的集中観測を行い、海峡部での強い乱流混合の発生機構、また黒潮に取り込まれる栄養塩の起源、およびその生物生産への寄与に関する包括的な理解を目指した観測と解析を行う。
本計画班の役割は黒潮流域における鉛直混合の実態を解明することに加え、鉛直混合の海洋物理学と生物地球化学への影響を評価することである。これまでの3年間は現場観測よる実態解明に重点を置きながら、関連する物理・生物プロセスの解釈に集中してきた。最終とりまとめに向けて、補完的な現場観測を行いながら、代表的な海峡における強い鉛直混合の影響評価に重点を置きたいと考えている。具体的には、現場での培養実験を増やすとともに、数値モデルの鉛直粘性係数と鉛直拡散係数を人為的に設定することより鉛直混合が流動場と水塊形成に与える影響を評価する。また、必要に応じて黒潮を中心とするエネルギー解析も行う。さらに、公募研究との連携より、トカラ海峡における鉛直混合によって有光層に運ばれた栄養塩が、どの種類の植物プランクトンに強く影響し、さらに動物プランクトンにどのような影響を与えるかを解明する。
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