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2016 年度 実績報告書

西部北極海の海氷減少と海洋渦が生物ポンプに与える影響評価

研究課題

研究課題/領域番号 15H01736
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

小野寺 丈尚太郎  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 (50467859)

研究分担者 田中 裕一郎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質情報研究部門, 副研究部門長 (50357456)
渡邉 英嗣  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 北極環境変動総合研究センター, 研究員 (50722550)
溝端 浩平  東京海洋大学, 海洋環境学部門, 助教 (80586058)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード北極海カナダ海盆 / チュクチ海 / ノースウィンド深海平原 / 海洋渦 / 海洋表層循環 / 沈降粒子フラックス / 物質循環
研究実績の概要

北極海環境の将来予測にとって数値モデルは有効な手法であり、現場観測データに基づくシミュレーション結果の検証と数値モデルの改良は重要な課題である。本研究は、これまでの研究によって地球シミュレータで計算されたアラスカ北西端バロー沖の海洋渦形成域における生物源沈降粒子フラックス(Watanabe et al. 2014)を現場観測から検証するとともに、その観測結果と海洋環境との関係についても理解を深めることを目指している。平成28年度は海洋地球研究船「みらい」MR16-06航海に乗船し、前年10月に北極海太平洋側カナダ海盆南西縁の2か所に投入したセディメントトラップ係留系の回収と再設置を実施した。回収した係留系からは、沈降粒子試料のほか水温・塩分など水塊環境を観測する各種センサーの通年データが一部を除き計画通り取得され、流向流速計からは海洋渦を捉えたと思われるデータが得られた。また係留した水中カメラには粒子が流されていく様子も撮影された。これまでの研究によると、ノースウィンド深海平原の南部(以下NAP)に供給される沈降粒子や懸濁粒子の起源には、バロー海底谷北方沖(以下NBC)で発達する海洋渦に陸棚域の物質が取り込まれ、海洋渦が陸棚物質を伴いつつ海洋表層循環の下流域に位置するNAPに向かって移動してくるプロセスが重要である。そのシミュレーションでは、NBCの粒状有機窒素の日平均フラックスはNAPに比べて3倍ほど高く見積もられているが、NBCにおける通年の実測データは存在していなかった。そこで2010年~2012年にNAPで得られた実測データを使って今回実測されたNBCの結果と比較すると、NBCの粒状有機窒素の沈降フラックスはNAPと比べて約6倍高かった。粒子フラックスの年による変動幅も考慮して検証する必要があるため、翌年度以降のデータも含め最終的な評価に繋げていく。

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

年度初めに計画した内容に沿って、おおむね順調に研究観測活動を実施することができた。当初計画していたセディメントトラップ係留系のノースウィンド深海平原への投入は、本年度も当該海域が海氷に覆われて観測船が立ち入れなかったため実施していない。しかし、ノースウィンド深海平原の代替地点として現在係留系を投入しているハンナ峡谷も、陸棚起源水の下流域の1つと考えられる一方で、これまでにセディメントトラップ係留系による通年観測の実績が殆どないことから、そこに続けて投入することにも大きな意義がある。したがって、本課題の現場観測計画に関して、目的の達成に対して大きな影響はないと考えている。

今後の研究の推進方策

基本的に当初の計画通り実施していく。本課題で係留系を投入するのは翌29年度が最終となるので、最終年度(30年度)は係留系の回収を確実に実施する必要がある。そこで今後の係留系の投入箇所は夏季に海氷がない28年度の係留系投入地点と同じ場所を第一候補とし、設置個所を当初計画の地点に変更することなく、現状得られているデータの連続性を優先させる。観測データの分析とモデル研究は、計画通り実施していく。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] 北極海炭酸系モデリング: 海面CO2フラックスの妥当性評価2017

    • 著者名/発表者名
      渡邉 英嗣
    • 学会等名
      J-ARC Net共同研究集会「北極海環境変動に関する発展的な異分野連携共同研究策定のための研究集会」
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2017-03-15
  • [学会発表] バロー北方沖とハンナ峡谷北部における沈降粒子と水塊環境の通年観測2017

    • 著者名/発表者名
      小野寺丈尚太郎、溝端浩平, 渡邉英嗣, 田中裕一郎, 木元克典, 原田尚美
    • 学会等名
      J-ArcNet共同利用研究集会「北極海環境変動に関する発展的な異分野連携共同研究策定のための研究集会」
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2017-03-15
  • [学会発表] Wind-driven variability in subsurface warm layers of the Chukchi shelf break2016

    • 著者名/発表者名
      Eiji Watanabe, Jonaotaro Onodera, Motoyo Itoh, Shigeto Nishino, Takashi Kikuchi
    • 学会等名
      ArcticNet Annual Science Meeting
    • 発表場所
      ウィニペグ(カナダ)
    • 年月日
      2016-12-07
    • 国際学会
  • [学会発表] 北極海生態系モデリングの現状と課題: FAMOSプロジェクトの紹介2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉 英嗣
    • 学会等名
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会
    • 発表場所
      東京大学大気海洋研究所(千葉県・柏市)
    • 年月日
      2016-11-17
  • [学会発表] Potential environmental changes in the western Arctic and the western North Pacific: their impacts on lower trophic level organisms2016

    • 著者名/発表者名
      Naomi Harada, Katsunori Kimoto, Jonaotaro Onodera, Eiji Watanabe, Koji Sugie, Masahide Wakita, Tetsuichi Fujiki
    • 学会等名
      North Pacific Marine Science Organization 2016 Annual Meeting
    • 発表場所
      サンディエゴ(米国)
    • 年月日
      2016-11-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Winter ocean heat transport driven by subsurface shelf-break jet north of Chukchi Sea2016

    • 著者名/発表者名
      Eiji Watanabe
    • 学会等名
      Forum for Arctic Modeling and Observational Synthesis (FAMOS) Workshop
    • 発表場所
      ウッズホール(米国)
    • 年月日
      2016-11-03
    • 国際学会
  • [学会発表] 北極海チャクチ陸棚縁における冬季海氷下の亜表層暖水輸送2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉 英嗣, 小野寺 丈尚太郎, 伊東 素代, 西野 茂人, 菊地 隆
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2016-09-14
  • [学会発表] 北極海環境変動における中規模渦の役割2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉 英嗣
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Shelf-basin interaction: its impact on Arctic marine biological pump2016

    • 著者名/発表者名
      Eiji Watanabe
    • 学会等名
      Japan-Norway Arctic Science and Innovation Week (ASIW)
    • 発表場所
      東京国際交流館プラザ平成(東京都・江東区)
    • 年月日
      2016-06-02
    • 国際学会
  • [学会発表] 西部北極海における厳冬期の亜表層暖水輸送2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉 英嗣, 小野寺 丈尚太郎, 伊東 素代, 西野 茂人, 菊地 隆
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-05-26

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公開日: 2018-01-16  

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