| 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 |
15H05822
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
原田 尚美 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, 研究開発センター長代理 (70344281)
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| 研究分担者 |
藤木 徹一 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, 主任技術研究員 (30598248)
相田 真希 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, 技術主任 (90463091)
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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 | 海洋生態 / セジメントトラップ / 乱流 / 栄養塩フラックス / 有機炭素フラックス |
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| 研究実績の概要 |
生物地球化学データやサンプルを採取するセジメントトラップ係留系を観測の柱にし、高い時間分解能で表層から水深150mまでの水温、塩分等の環境因子データを取得し、10日ごとに取得される生物源粒子を各種化学分析することで、生物生産量、低次生物群集変化を把握するとともに、環境因子データから推測される海洋内部の物理機構と生物生産の実態を把握することを目的としている。また、これらデータから提示される物理・化学環境と生物生産との関係の仮説をモデルとの連携で検証することで、短期から10年規模の長期にわたる海洋力学ー生物生産過程の解明を目指している。
平成29年度は、亜寒帯域観測点St.K2 における定点観測とBGCフロートを組み合わせ、表層から水深150mまでの水温、塩分、溶存酸素、クロロフィル、植物プランクトンの活性（栄養塩の存在指標）の時系列観測を実施。植物プランクトンの生産が混合による栄養塩と光の変化にコントロールされながら季節変化し、初夏と秋のブルームの発生機構を明らかにすることができ、A01-1, A02-3班と連携した乱流及び鉄フラックス観測データから推測される有機炭素生産料と観測によって得られた有機炭素フラックスの値が良く合い、物理―化学―生物の定量的に整合であることを確認した。次に、実際の乱流混合過程が有機炭素フラックスに寄与する量を、亜熱帯域St.KEOでの事例から推測した。対象イベントは2014年10月に発生した台風直後に生じた近慣性内部波である。この乱流イベントの鉛直拡散係数を数値モデルで推測し、それがもたらす栄養塩フラックスを求め、St.KEOにおける同時期の有機炭素フラックスへの寄与量を推定した。結果、近慣性内部波発生後の全有機炭素フラックスは全体のフラックスの約4％と見積もられ、対象とした近慣性内部波は、栄養塩の供給に大きく貢献していないことがわかった。
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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
亜寒帯の観測定点St.K2及び、亜熱帯の観測定点St.KEOにて計画通り、時系列セジメントトラップ係留システムの回収、再設置を実施することができた。亜寒帯域では、Biogeochemicalアルゴフロートの投入により点の観測データを面的に拡大して取得することができた。その結果、春と秋の植物プランクトンブルームの盛衰を逃すことなく捉えることができ、両者ブルームのメカニズムの違いを理解することに繋がった。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度の研究計画は、亜寒帯St. K2観測航海について、海洋地球研究船「みらい」による観測を予定。乱流計センサーを搭載した昇降式ブイシステムを含むハイブリッド係留システムの回収再設置を実施する。昨年に引き続きFRRFセンサーを搭載したグライダータイプのフロートの試験を実施しクロロフィルMax水深を狙って水平的な運用を実施し、周辺海域をより広域的に観測を行い、実用化に向けた準備を行う。亜熱帯いきSt. KEO観測航海についてもみらいを用い、セジメントトラップ係留系の回収、再設置を実施する予定。セジメントトラップ試料については、航海で回収される沈降粒子試料の炭素、窒素等の元素分析、環境遺伝子解析、バイオマーカー分析を駆使したバイオマスと群集変化について把握する計画。CESMモデルに関して、水温、塩分観測値を与えたデータ同化システムの開発、過去数十年のデータ同化実験の実施と検証。検証には、上記、セジメントトラップのバイオマーカー分析結果も利用する予定。COCO4.9+NEMUROモデルに関して、ベーリング海峡を通過する栄養塩の挙動の改良、脱窒、窒素固定過程、鉄制限過程、窒素安定同位体比を組み込む。
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