| 研究課題/領域番号 |
17H01156
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
三寺 史夫 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (20360943)
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| 研究分担者 |
白岩 孝行 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (90235739)
的場 澄人 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (30391163)
立花 義裕 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (10276785)
杉山 慎 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (20421951)
美山 透 国立研究開発法人海洋研究開発機構, アプリケーションラボ, 主任研究員 (80358770)
中村 知裕 北海道大学, 低温科学研究所, 講師 (60400008)
西岡 純 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (90371533)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | カムチャツカ半島 / 河川流量 / 海洋塩分 / 高密度陸棚水 |
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| 研究実績の概要 |
・ カムチャツカ半島における河川の年間流量を求めるために、ロシアROSHYDROMETから取得した11河川の流出量を解析するとともに、次の２つの方法を用いて観測のない河川の流出量を推定した。第1に、観測河川の比流量（=河川流量÷流域面積）を未観測河川に適用して半島全河川の年間流出量を求めた。第2に、領域大気モデルを用いて大気客観解析データをダウンスケーリングすることにより、半島からの河川流出量を求めた。ダウンスケーリングによって山岳地形などを詳細に再現できるようになり、11河川の年間流出量はROSHYDROMETデータとよい一致を示した。比流量法による半島全域からの年平均流量（毎秒）は8950m^3/s、ダウンスケーリングによるものは9450m^3/sであり、手法の違いにもかかわらず良く一致した。
・ 河川流出水の海洋への影響調査を目的に、平成30年7月16日から8月2日にかけて、半島最大の流域をもつカムチャツカ川河川水調査と、太平洋沿岸における河川水追跡調査を実施した。その結果、カムチャツカ川河川水は半島に沿って、200㎞以上にわたり海洋表層塩分に直接影響を与えていることが明らかとなった。一方で、北太平洋スケールの表層塩分の解析から、カムチャツカ半島沿岸では夏季に降水では説明ができない大きな塩分低下が見られることを見出した。
・ 河川－海洋間における流出プロセス研究の一環として、北海道別寒辺牛川の観測を行った。年間を通じた水位流量観測に成功し、湿原における流出緩和プロセスと潮汐が重要であることを見いだした。
・ 沿岸域を高解像にした非構造格子を用いてオホーツク海沿岸モデルを構築した。計算領域をカムチャツカ半島南端よりも北方の海域に設定し、半島西部の河川水による高密度陸棚水への影響を再現した。沿岸海域における河川流出水の挙動は衛星観測による結果と良い一致を示した。
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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
・ カムチャツカ半島から周辺海域に供給される淡水流入量を、比流量法および大気客観解析データのダウンスケーリングの２つの手法を用いて、年平均の河川流出量として推定することに成功した。これは、本課題にとって大きな進展である。月別流量は今後の課題であるが、領域大気モデル・ダウンケーリング手法による算出値とROSHYDROMETのデータを11河川で比較したところ、流域面積が大きいほど、ピーク流量の出現時期にずれがみられることがわかった。別寒辺牛川での流出プロセス研究から、湿原河川の流出特性は、湿原における貯留機能が原因となる流出応答の緩和作用と、河口域における潮汐による淡水・塩水の混合の影響を受けることがわかってきた。カムチャツカ半島の月別流出量の計算にこの二つのプロセスを導入することを試みているところである。
・ 平成30年度に行われたカムチャツカ半島沿岸調査において、カムチャツカ川河口から約600kmにわたって太平洋沿岸における河川水の痕跡を追跡したところ、少なくとも200kmは半島に沿って南へと追跡可能であった。また、北太平洋の水温・塩分解析から、夏季になるとカムチャツカ半島沿いに広域に亘って、表層20m深まで著しい塩分低下が見られること、これは局所的な降水によらないこと、が明らかとなった。以上のように、カムチャツカ半島河川水の海洋塩分への影響が大きなものであることが判明しつつあるとともに、その影響を定量的に評価するための指標を得た。
・ オホーツク海沿岸モデルを構築することができた。半島に沿って細い低塩分水が高密度陸棚水（DSW）形成域に流れる様子が再現されるなど、河川水が海洋塩分への影響を探求する基盤を整えた。北太平洋スケール高解像度物質循環モデルに関しては、中層物質循環の再現性向上を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
・ カムチャツカ半島からの河川流出量の定量評価を最終年度も進める。比流量法による流域特性の解析結果を基盤にSWATモデル（陸域水文・物質循環モデル）等を用い、湿原の流出緩和作用と潮汐による流出過程を加味した流出モデルを構築することにより月別流出量、年別流出量の算出を進める。また、さまざまな大気客観解析データやダウンスケーリング手法により得られた全河川流出量と相互比較するとともに、月別流出量、年別流出量を、海洋表層塩分の季節変動やDSW塩分の年々変動などとの比較し海洋変動への影響評価を行う。さらに、降水変動をもたらす大気循環の解明を進める。並行して、積雪・氷河分布と面積の季節・経年変化を衛星データ、再解析データ、領域大気モデルで得られた情報を用いて推定し、河川流量変動への寄与を考察する。
・ 構築したオホーツク海沿岸モデルを用いてDSW塩分への影響など、海洋変動に対する河川水の影響評価を進める。カムチャツカ半島沿岸、オホーツク海北部沿岸、アムール川を含むオホーツク海西岸からの河川水流出の影響を求めるとともに、上記により算出したカムチャツカ半島からの河川流出量を用いた変動実験を行う。
・ 以上を取りまとめ、カムチャツカ半島からの淡水供給が海洋変動に及ぼす影響を探求する。
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