| 研究課題/領域番号 |
15H02835
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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 |
脇田 昌英 国立研究開発法人海洋研究開発機構, むつ研究所, 技術研究員 (30415989)
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| 研究分担者 |
中野 善之 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋工学センター, 技術研究員 (20566103)
永野 憲 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 (40421888)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 海洋環境変動 / 海洋酸性化 / 海洋環境評価 |
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| 研究実績の概要 |
高生物生産力の西部北太平洋亜寒帯循環域において、冬季表層は酸性化が減速し、中層は低酸素化と人為起源二酸化炭素の蓄積による相乗効果により酸性化が加速している。この特異な現象の要因は未解明で、海洋生物への影響は未評価である。本研究は、この循環域の時系列観測点K2で特異な酸性化の進行を捉え、化学的と物理学的視点からそのメカニズムを解明し、生物への影響を評価することが目的である。
平成29年度は以下を実施した。
1. 時系列自動採水器による係留型時系列観測の実施：K2に海洋研究開発機構が設置した自動昇降計測ブイシステム等を搭載した係留系を平成29年7月に回収後、再設置した。中層の変動を詳細に捉えるため、時系列自動採水器(200m 300m)とpHセンサー(200m)を再設置した。物理的要因を探るため、表面から500mまでにCTDOセンサー、400mに多層流向流速計を取り付けた。また、回収された自動採水器の試料を分析した。
2. pH/CO2センサーの実海域試験と実施：このセンサーの鉛直方向への観測実績を増やし、実海域での性能を確認するため、水深3000mまでの鉛直観測を行った。
3. 溶存化学成分データから見た混合層での酸性化による生物への影響：混合層内の酸性化を調べるために、各季節の気候値と観測値の差の経年変化を求めた結果、混合層のpHは0.0025/yrで低下し、他の外洋域の時系列観測点と同等であった。また、冬季混合層の酸性化抑制は、西部亜寒帯循環の弱化による密度低下と鉛直拡散フラックスの減少が原因であった。この結果は、国際誌Journal of Geophysical Research, Oceansに掲載された。
4. 海洋酸性化を引き起こす物理的要因として、近年の西部亜寒帯循環の弱化と主密度躍層の深化は、風応力の10年規模変動によって駆動されていたことが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
西部北太平洋亜寒帯域の酸性化と冬季酸性化の減速のメカニズムについて、国内外の学会での発表と論文受理された点、および、関連する論文等が複数発表された点から、区分(1)に該当すると判断出来る。
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| 今後の研究の推進方策 |
・K2での係留型時系列観測を継続するため、設置した自動昇降計測ブイシステム等を搭載した係留系を、平成30年7月に回収後、再設置する。中層の急速な酸性化の変動を詳細に捉えるため、係留系に時系列自動採水器(200m 300m)とpHセンサー(200m)を再設置し、回収された自動採水器の試料から溶存無機炭素、アルカリ度、栄養塩等の分析を継続する。さらに、時系列自動採水器の機能の安定性を確認するため、水塊が安定している深層水（3000ｍ）にも設置する。また、表面から500mまでにCTDOセンサーと約400mに多層流向流速計の取付を継続し、酸性化を引き起こす物理的要因を解析する。
・採水器にpH/CO2センサーを取り付け、水深500mまでの鉛直観測を引き続き行う。採水分析データと比較することでpH/CO2センサーの性能を評価することができれば、今後、係留系に取り付けることで1年を通じてpHとpCO2のデータを取得することができ、海洋酸性化や物質循環研究にとって有用なツールとなることが証明される。
・混合層内の酸性化の経年変化を明らかにするために、これまでのデータを用いて、pH、溶存無機炭素、アルカリ度、栄養塩に関して、各月の気候値と観測値の差の経年変化を求め、混合層の酸性化の現状と特徴を得る。混合層の栄養塩等から酸性化が生物へ与える影響を調べ、生物生産と炭酸カルシウム生成がどのように変化しているか考察する。
・西部亜寒帯循環の北方への収縮は、塩分躍層の深化を通して冬季混合層の深化をもたらす。この循環の変動要因を明らかにするために、風応力、加熱・冷却、および降水・蒸発による海面強制と海面高度の変動の関係を明らかにする。
さらに、以上の結果について、学会や論文で公表を進める。
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| 備考 |
2017年10月8日デーリー東北新聞社に投稿論文内容の掲載 北海道沖の西部北太平洋「海洋酸性化」に懸念
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