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2021 年度 実績報告書

近慣性運動に起因する海洋内部の強鉛直混合域が海盆規模の循環と物質分布に及ぼす影響

研究課題

研究課題/領域番号 18H03741
研究機関九州大学

研究代表者

千手 智晴  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (60335982)

研究分担者 荒巻 能史  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主幹研究員 (00354994)
遠藤 貴洋  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (10422362)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード近慣性内部波 / 日本海 / 乱流混合 / 深層循環 / 係留観測 / 水塊変質
研究実績の概要

懸案であった2点同時係留観測(短期集中観測)を2021年5月に大和海盆西部で実施した。この観測では、南北に約10km離れた2地点に流速計を鉛直的に密に配置し、観測点間を伝播する近慣性内部波の特徴を調べることを目的とした。当初はサンプリング間隔を極端に短くして数日で観測を終了する計画であったが、より長期間のデータを取得すべく、5月に係留し、8月に回収する計画に変更した。新型コロナウイルス感染拡大のため8月の回収は叶わなかったものの、10月の航海で無事に流速計を回収した。北方の観測点の上層の流れと、南方の観測点の深層の流れを比較したところ、近慣性周期変動のイベントの発生時期にわずかな時間差が認められ、北方の測点の上層で(風により)発生した近慣性内部波のエネルギーが、レイの形で南方の測点の深層に伝播したことが示唆された。また、この観測結果は数値モデル実験の結果とも矛盾しないものであった。

2020年11月に回収した大和海盆西部の流速計のデータを解析し、Senjyu & Shin (2021)で予測した上下に伝播する内部波の干渉に伴う水平流速の極小層を示すことに成功した。これは、上述した2点同時係留観測の結果とともに、深海に伝播した近慣性内部波が干渉というメカニズムを通して深層流を強化し、深海での海水混合を促進することを示唆している。

近年(2001~2019年)のArgoフロートデータと過去(1964~1985年)の船舶観測データを比較することにより、日本海全域で深層水(日本海上部固有水)が低密度化しており、構造的に変化していることを明らかにした。これは深海における水塊変質を示す結果である。また、深層水の形成域においては温暖化に加えて低塩分化が進行しており、冬季の海洋上層(~300m)の密度成層が強化されることによって、深層水が形成されにくくなっている状況が示された。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Changes in mid-depth water mass ventilation in the Japan Sea deduced from long-term spatiotemporal variations of warming trends2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoharu Senjyu
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.3389/fmars.2021.766042

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep current structure in the Toyama Deep-Sea Channel in the Japan Sea2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoharu Senjyu
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 78 ページ: 25-34

    • DOI

      10.1007/s10872-021-00622-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Internal waves with high vertical wavenumber structure generated by diurnal tidal flow over the eastern ridge of Luzon Strait2021

    • 著者名/発表者名
      Akie Sakai, Tomoharu Senjyu, Takeshi Matsuno, Eisuke Tsutsumi, and Takahiro Endoh
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 77 ページ: 703-718

    • DOI

      10.1007/s10872-021-00615-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Kuroshio flowing over seamounts and associated submesoscale flows drive 100-km-wide 100-1000-fold enhancement of turbulence2021

    • 著者名/発表者名
      Takeyoshi Nagai, Daisuke Hasegawa, Eisuke Tsutsumi, Hirohiko Nakamura, Ayako Nishina, Tomoharu Senjyu, Takahiro Endoh, Takeshi Matsuno, Ruyichiro Inoue, and Amit Tandon
    • 雑誌名

      Communications earth & environment

      巻: ー ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s43247-021-00230-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 日本海長期観測定点PM5における深層流の特徴2021

    • 著者名/発表者名
      酒井秋絵・千手智晴
    • 雑誌名

      月刊海洋

      巻: 53(7) ページ: 386-391

  • [雑誌論文] 日本海の放射性炭素の分布2021

    • 著者名/発表者名
      荒巻能史
    • 雑誌名

      月刊海洋

      巻: 53(7) ページ: 351-358

  • [雑誌論文] 総論:日本海研究の最前線2021

    • 著者名/発表者名
      千手智晴・川口悠介
    • 雑誌名

      月刊海洋

      巻: 53(7) ページ: 339-342

  • [学会発表] 日本海大和海盆深層で観測された近慣性内部波の鉛直構造2021

    • 著者名/発表者名
      酒井秋絵・千手智晴
    • 学会等名
      2021年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] 日本海固有水形成域における温暖化の影響2021

    • 著者名/発表者名
      塩田幸平・千手智晴
    • 学会等名
      2021年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] 富山深海長谷内部の流れと海水特性2021

    • 著者名/発表者名
      千手智晴
    • 学会等名
      2021年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] 大和海盆で観測された近慣性内部波の鉛直・時間構造2021

    • 著者名/発表者名
      酒井秋絵・千手智晴
    • 学会等名
      北海道大学低温科学研究所研究集会「縁辺海と外洋とを繋ぐ対馬暖流系の物理・化学・生物過程」
  • [学会発表] Long-term variations in the marginal sea surrounded by Japan, Korea, and Russia2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoharu Senjyu
    • 学会等名
      WESTPAC, Nothing marginal about the Asian Marginal Seas: the AMS as the central point for unveiling marine environment and productivity changes in a changing climates
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 日本海域のアルゴフロートデータと上部固有水の温暖化2021

    • 著者名/発表者名
      千手智晴・塩田幸平
    • 学会等名
      水産海洋学会 第10回日本海研究集会「水中グライダー等の新しいモニタリング手法を活用した日本海中部海域における水産海洋研究」
    • 招待講演
  • [学会発表] 構造関数法を用いた乱流運動エネルギー散逸率の時系列観測2021

    • 著者名/発表者名
      付悦・遠藤貴洋・堤英輔・井上龍一郎・長井健容・中村啓彦・仁科文子
    • 学会等名
      名古屋大学宇宙地球環境研究所共同利用研究集会「海洋乱流の観測およびモデリングに関する研究集会」
  • [備考] 九州大学・研究者情報・千手智晴

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K001842/research.html

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公開日: 2022-12-28  

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