海氷融解による生態系の変化が物質循環に与える影響ー豪州砕氷船による国際南極観測ー

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05116
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 飯田 高大 北海道大学, 水産学部, 助教 (90455189)
• 研究分担者: 野村 大樹 北海道大学, 水産科学研究科(研究院), 助教 (70550739) ; 田村 岳史 国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (40451413) ; 大木 淳之 北海道大学, 水産科学研究科(研究院), 准教授 (70450252) ; 茂木 正人 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 准教授 (50330684)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 南極海 / 気候変動 / 海洋海氷生態系 / 生物地球科学 / 物質循環

研究実績の概要

本研究では、南極海の氷縁域において、海洋生態系と化学物質循環を総合的に観測するプロジェクトを立ち上げ、豪州が代表の砕氷船を用いた国際共同観測に参画する。近年、南極の季節海氷域における生態系変動が化学物質循環のパターンを変え、地球環境変化に大きな影響を及ぼす可能性が指摘されている。しかし、南極域へのアクセスは気象・海況条件が厳しいため現地観測データは乏しく、その影響を評価するにはほど遠い。そこで、地球温暖化の影響が顕著に表れつつある季節海氷域に特化して、海氷融解の物理環境変化がもたらす植物・動物プランクトン群集の変動を解析し、生態系変動により引き起こされる化学物質循環の変化を明らかにし、全球規模での環境応答を予測する。本年度（平成27年度）は、これまで我々が海氷観測のプラットフォーム及び観測サイトとして利用してきた巡視船そうやとサロマ湖において、以下の予備的調査観測を実施した。また、海洋生態系における海氷の役割を解明する目的で、東京海洋大学海鷹丸を用いて南極海季節海氷域において海洋観測を実施した。
1. 巡視船そうや航海観測: オホーツク海の海氷監視にあたる巡視船そうやに乗船し、外洋域の海氷を採取した。海氷中の化学成分、植物及び動物プランクトンの種類同定用サンプルを採取した。現在、分析・解析を実施している。
2. サロマ湖現地観測: 南極海の海氷上での海氷採取作業等を想定し、掘削機器の動作試験と取扱法の習熟、海氷サンプルの採取を行った。オーストリアから訪問した共同研究者とともに本観測を実施した。
3. 南極海での海洋観測：東京海洋大学海鷹丸で、平成28年1月に南極海の南緯60度から65度、東経110度付近において海洋観測を実施した。観測項目は各種ネットによるプランクトン・魚類の採集、海氷の採取、水温・塩分である。現在、分析・解析を実施している。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] ACE-CRC/University of Tasmania(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: ACE-CRC/University of Tasmania
• [国際共同研究] Alfred Wegener Institute(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Alfred Wegener Institute
• [国際共同研究] Norwegian Polar Institute(ノルウェー)
  • 国名: ノルウェー
  • 外国機関名: Norwegian Polar Institute
• [国際共同研究] British Antarctic Survey(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: British Antarctic Survey
• [国際共同研究] Vrije Universiteit Brussel(ベルギー)
  • 国名: ベルギー
  • 外国機関名: Vrije Universiteit Brussel
• [雑誌論文] On the extraordinary snow on the sea ice off East Antarctica in late winter, 2012. (2016)
  • 著者名/発表者名: Toyota T, Massom R, Lecomte O, Nomura D, Heil P, Tamura T, Fraser A.D.
  • 雑誌名: Deep-Sea Research Part II 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: doi:10.1016/j.dsr2.2016.02.003
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of elevated CO2 concentration on the microalgae in Antarctic pack ice algal communities. (2016)
  • 著者名/発表者名: Coad T, McMinn A, Nomura D, Martin A.
  • 雑誌名: Deep-Sea Research Part II 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: doi:10.1016/j.dsr2.2016.01.005
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] DMSP and DMS cycling within Antarctic sea ice during the winter spring transition. (2016)
  • 著者名/発表者名: Damm E, Nomura D, Dieckmann G.S, Martin A, Meiners K.M.
  • 雑誌名: Deep-Sea Research Part II 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: doi:10.1016/j.dsr2.2015.12.015
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Concentration maxima of volatile organic iodine compounds in the bottom layer water and the cold, dense water over the Chukchi Sea in the western Arctic Ocean: a possibility of production related to the degradation of organic matter (2016)
  • 著者名/発表者名: Ooki, A., Kawasaki, S., Kuma, K., Nishino, S., and Kikuchi, T.
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 13 ページ: 133-145
  • DOI: 10.5194/bg-13-133-2016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Potential changes in feeding behavior of Antarctic fish, Pseudotrematomus bernacchii (Boulenger, 1902) on the East Ongul Island, Antarctica. (2015)
  • 著者名/発表者名: Chavanich S, Viyakarn V, Nomura D, Watanabe K.
  • 雑誌名: Polar Science 巻: 9 ページ: 389-392
  • DOI: doi:10.1016/j.polar.2015.09.001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Helicopter-borne observations with portable microwave radiometer in the Southern Ocean and the Sea of Okhotsk. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tamura T, Ohshima K.I, Lieser J.L, Toyota T, Tateyama K, Nomura D, Nakata K, Fraser A.D, Jansen P.W, Newbery K.B, Massom R.A, Ushio S.
  • 雑誌名: Annals of Glaciology 巻: 56 ページ: 436-444
  • DOI: doi:10.3189/2015AoG69A621
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A global-scale map of isoprene and volatile organic iodine in surface seawater of the Arctic, Northwest Pacific, Indian, and Southern oceans. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ooki A, Nomura D, Nishino S, Kikuchi T, Yokouchi Y.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research-Oceans 巻: 120 ページ: 4108-4128
  • DOI: 10.1002/2014JC010519
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of sea-ice growth and decay processes on the biogeochemical cycles in the polar oceans. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nomura D
  • 雑誌名: Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 巻: 24 ページ: 51-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of glacial drainage water on the CO2 system and ocean acidification state in an Arctic tidewater-glacier fjord during two contrasting years. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fransson A, Chierici M, Nomura D, Granskog M.A, Kristiansen S, Martma T, Nehrke G.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research-Oceans 巻: - ページ: 2413-2429
  • DOI: 10.1002/2014JC010320
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Methods for Biogeochemical Studies of Sea Ice: The State of the Art, Caveats, and Recommendation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Miller L.A, Fripiat F, Else B.G.T, Bowman J.S, Brown K.A, Collins R.E, Ewert M, Fransson A, Gosselin M, Lannuzel D, Meiners K.M, Michel C, Nishioka J, Nomura D, Papadimitriou S, Russell L.M, Sorensen L.L, Thomas D.N, Tison J.-L, van Leeuwe M.A, Vancoppenolle M, Wolff E.W, Zhou J.
  • 雑誌名: Elementa-Science of the Anthropocene 巻: 3 ページ: 1-53
  • DOI: 10.12952/journal.elementa.000038
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Chromophoric dissolved organic matter (CDOM) in sea ice and under-ice waters in southern Sea of Okhotsk: Evidence for protein-like fluorophore accumulation in sea ice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Granskog M.A, Nomura D, Muller S, Krell A, Toyota T, Hattori H.
  • 雑誌名: Annals of Glaciology 巻: 56 ページ: 1-8
  • DOI: 10.3189/2015AoG69A002
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interannual variability of sea-ice thickness in the pack-ice zone off Lutzow-Holm Bay, East Antarctica. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, F., T. Tamura, H. Shimoda, S. Uto, D. Simizu, K. Tateyama, S. Hoshino, T. Ozeki, Y. Fukamachi, S. Ushio, K. I. Ohshima
  • 雑誌名: Polar Science 巻: 10(1) ページ: 2015
  • DOI: 10.1016/j.polar.2015.10.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variability and ice production budget in the Ross Ice Shelf Polynya based on a simplified polynya model and satellite observations. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakata, K., K. I. Ohshima, S. Nihashi, N. Kimura, and T. Tamura
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 120(9) ページ: 6234-6252
  • DOI: 10.1002/2015JC010894
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 海氷生産量のグローバルマッピング及び深層水形成域の特定と変動解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田村 岳史
  • 雑誌名: 海の研究 巻: 24(3) ページ: 109-131
  • 査読あり
• [学会発表] 海氷フラックス形成が植物プランクトンブルームと海氷内部への物質輸送に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野村大樹、青木茂、清水大輔
  • 学会等名: 日本海洋学会2016年度春季大会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス、東京都、文京区
  • 年月日: 2016-03-13 – 2016-03-18
• [学会発表] 海氷表面でのブロモホルム濃度極大 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野村大樹、大木淳之、Mats A. Granskog, Anna Silyakova, Bruno Delille, Gerhard S. Dieckmann, 今井良輔
  • 学会等名: 日本海洋学会2016年度春季大会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス、東京都、文京区
  • 年月日: 2016-03-13 – 2016-03-18
• [学会発表] 南極沿岸ポリニヤにおける海氷生産量の年変動 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田村 岳史, 大島 慶一郎, Alex D. Fraser, Guy D. Williams
  • 学会等名: 2016年度日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス、東京都、文京区
  • 年月日: 2016-03-13 – 2016-03-18
• [学会発表] Formation and Variability of Antarctic Bottom Water off Cape Darnley: the Fourth Antarctic Bottom Water (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, K. I., Y. Nakayama, Y. Fukamachi, Y. Matsumura, S. Nihashi, T. Tamura, Y. Kitade, D. Hirano, D. Shimizu, and S. Aoki
  • 学会等名: AGU Ocean Sciences Meeting
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 2016-02-21 – 2016-02-26
  • 国際学会
• [学会発表] Mid-winter freeze experiment in the Arctic Ocean: Norwegian young sea ICE cruise (N-ICE2015) (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Nomura, M.A. Granskog, A. Fransson, A. Silyakova, M. Chierici, L. Cohen, B. Delolle, G.S. Dieckmann
  • 学会等名: 北海道大学低温科学研究所共同利用研究集会
  • 発表場所: 北海道大学低温科学研究所、北海道、札幌
  • 年月日: 2015-12-10 – 2015-12-10
• [学会発表] 南極沿岸ポリニヤにおける海氷生産量の変動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田村 岳史, 大島 慶一郎, Alex Fraser, Guy Williams
  • 学会等名: 第5回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所、東京都、立川
  • 年月日: 2015-11-16 – 2015-11-19
• [学会発表] Integrating studies of Southern Ocean ecosystems: the black box beneath the sea ice needs to be opened (2015)
  • 著者名/発表者名: Moteki, M. ,T. Odate
  • 学会等名: The sixth symposium on Polar Science
  • 発表場所: 国立極地研究所、東京都、立川
  • 年月日: 2015-11-16 – 2015-11-19
• [学会発表] Mesoscale eddies and its impacts on the spatial distribution of phytoplankton in the Indian sector of the Southern Ocean (2015)
  • 著者名/発表者名: Mizobata., K., T. Iida, and M. Moteki
  • 学会等名: The sixth symposium on Polar Science
  • 発表場所: 国立極地研究所、東京都、立川
  • 年月日: 2015-11-16 – 2015-11-19
• [学会発表] Mid-winter surveys of sea ice biogeochemistry in polar oceans (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Nomura, B. Delile, G.S. Dieckmann, M.A. Granskog, J.-L. Tison, K. M. Meiners, A. Fransson, K.I. Ohshima, T. Tamura
  • 学会等名: Goldschmidt 2015
  • 発表場所: Prague, Czech
  • 年月日: 2015-08-16 – 2015-08-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Biogeochemistry of sea ice: Atomosphere-Ocean gas exchange via sea ice (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Nomura
  • 学会等名: MOSAiC Implementation Workshop
  • 発表場所: Wissenschaftsetage Potsdam, Germany
  • 年月日: 2015-07-22 – 2015-07-24
  • 国際学会
• [学会発表] The fourth Antarctic Bottom Water: Cape Darnley Bottom Water (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, K. I., Y. Fukamachi, G. D. Williams, S. Nihashi, T. Tamura, Y. Kitade, D. Hirano, S. Aoki, and M. Wakatsuch
  • 学会等名: IUGG 2015
  • 発表場所: Prague, Czuch
  • 年月日: 2015-06-22 – 2015-07-02
  • 国際学会
• [学会発表] Sea ice production variability in the Antarctic coastal polynyas (2015)
  • 著者名/発表者名: Tamura, T., K. I. Ohshima, G. D. Williams, and A. D. Fraser
  • 学会等名: IUGG 2015
  • 発表場所: Prague, Czuch
  • 年月日: 2015-06-22 – 2015-07-02
  • 国際学会
• [学会発表] 南極海氷域における物質循環研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野村大樹, 橋田元, 田村岳史, 大島慶一郎
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉県、千葉
  • 年月日: 2015-05-24 – 2015-05-28
• [学会発表] Mid-winter freeze experiment in the Arctic Ocean: Norweigian Young sea ICE cruise (N-ICE2015) (2015)
  • 著者名/発表者名: Daiki Nomura, Mats A, Granksog, Agneta Fransson, Anna Silyakova, Stephen Hudson, Melissa Chierici, Phillip Assmy, Bruno Delille, Marie Kotovitch, Gerhard S. Dieckmann, Harald Steen
  • 学会等名: Fourth International Symposium on the Arctic Research (ISAR-4)
  • 発表場所: とやま国際センター、富山県、富山
  • 年月日: 2015-04-27 – 2015-04-30
  • 国際学会
• [図書] アイスランド・グリーンランド・北極を知るための65章 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野村大樹
  • 総ページ数: 441
  • 出版者: 明石書店