気候変動が引き起こす海洋溶存酸素変化：データ解析と数値計算による総合研究

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H04129
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 見延 庄士郎 北海道大学, 理学研究院, 教授 (70219707)
• 研究分担者: 重光 雅仁 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋観測研究センター), 研究員 (20511695) ; 纐纈 慎也 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋観測研究センター), センター長代理 (30421887) ; 小埜 恒夫 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(横浜), 主幹研究員 (40371786) ; 佐々木 克徳 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (50604815) ; 安中 さやか 東北大学, 理学研究科, 教授 (80620393) ; 相田 真希 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), グループリーダー (90463091)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 地球温暖化 / 海洋貧酸素化 / 北太平洋

研究実績の概要

生物地球化学変数に関する地球システムモデル研究において、初となる複数モデルのLarge Ensemble 解析を、北太平洋を対象として行った。その結果、北太平洋の気候モデルは、全体として海洋の酸素減少トレンドを過小評価していること、また観測と同程度の酸素減少量が生じているモデルでもその現象はもともと過大評価されている溶存酸素濃度と関係しており、さらにいずれのアンサンブルも、観測された溶存酸素減少と水温上昇の関係をとらえていないことが明らかになった。これらの結果は、地球システムモデルが過去変動の再現性に問題があることを意味しており、またこのことはこれらのモデルによる将来予測の妥当性に疑問を投げかけるものである。北太平洋表層における栄養塩やクロロフィル、溶存炭素の経年変動を、海洋物質循環モデルの計算結果などを用いて、明らかにした。当該モデルおよび気候モデルで別に実施した超長期温暖化実験で得られた物理場を用いて、温暖化実験を実施した。その結果、水温上昇を含む物理プロセスは酸素の減少に最も効くが、難分解性溶存有機物を除く生物化学プロセスは酸素を増加させる傾向があった。しかし、難分解性溶存有機物は水温の上昇に伴い、バクテリアによる分解が進むため、時間スケールが長くなるほど酸素濃度減少に影響を与えることが明らかとなった。インド洋の塩分・酸素・栄養塩変化について解析をすすめ、観測でとらえられた変化がインド洋ダイポールと関係した一時的な亜表層酸素変化と結びつくことを明らかにし論文として発表した。塩分分布の細かな変化を起こす現象に注目した解析に協力するとともに、インド洋の塩分・酸素・栄養塩変化について解析をすすめた。日本海南部と東シナ海域における貧酸素化トレンドの解析結果を踏まえ、これらの海域の結節点である対馬海峡域に生息する魚類に将来貧酸素化の影響が現れる年を魚種別に予測した。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] 海洋大気庁/ジョージア工科大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: 海洋大気庁/ジョージア工科大学
• [雑誌論文] Underestimation of multi-decadal global O2 loss due to an optimal interpolation method (2024)
  • 著者名/発表者名: Ito Takamitsu、Garcia Hernan E.、Wang Zhankun、Minobe Shoshiro、Long Matthew C.、Cebrian Just、Reagan James、Boyer Tim、Paver Christopher、Bouchard Courtney、Takano Yohei、Bushinsky Seth、Cervania Ahron、Deutsch Curtis A.
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 21 ページ: 747～759
  • DOI: 10.5194/bg-21-747-2024
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A nitrogen isoscape of phytoplankton in the western North Pacific created with a marine nitrogen isotope model (2024)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa Chisato、Shigemitsu Masahito、Yamamoto Akitomo、Oka Akira、Ohkouchi Naohiko
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 11 ページ: －
  • DOI: 10.3389/fmars.2024.1294608
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Editorial: Constraining uncertainties in hindcasts and future projections of marine deoxygenation (2024)
  • 著者名/発表者名: Shigemitsu Masahito、Duteil Olaf、Ito Takamitsu、Tjiputra Jerry、Eddebbar Yassir
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 10 ページ: －
  • DOI: 10.3389/fmars.2023.1355015
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Controlling factors of latitudinal distribution of dissolved organic matter in the upper layers of the Indian Ocean (2024)
  • 著者名/発表者名: Shigemitsu M.、Sasaoka K.、Wakita M.、Yokokawa T.、Hashioka T.、Arulananthan K.、Murata A.
  • 雑誌名: Progress in Earth and Planetary Science 巻: 11 ページ: ー
  • DOI: 10.1186/s40645-024-00623-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comparison of ocean deoxygenation between CMIP models and an observational dataset in the North Pacific from 1958 to 2005 (2023)
  • 著者名/発表者名: Abe Yumi、Minobe Shoshiro
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 10 ページ: －
  • DOI: 10.3389/fmars.2023.1161451
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Magnitude, Trends, and Variability of the Global Ocean Carbon Sink From 1985 to 2018 (2023)
  • 著者名/発表者名: DeVries T., ..., S. Yasunaka (35人中34番) et al.
  • 雑誌名: Global Biogeochemical Cycles 巻: 37 ページ: －
  • DOI: 10.1029/2023gb007780
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Anomalous Nutricline Drives Marked Biogeochemical Contrasts During the Kuroshio Large Meander (2023)
  • 著者名/発表者名: Hayashida Hakase、Kiss Andrew E.、Miyama Toru、Miyazawa Yasumasa、Yasunaka Sayaka
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Oceans 巻: 128 ページ: －
  • DOI: 10.1029/2023jc019697
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Editorial: North Pacific climate and ecosystem predictability on seasonal to decadal timescales (2022)
  • 著者名/発表者名: Minobe Shoshiro、Capotondi Antonietta、Chai Fei、Jacox Michael G.、Nonaka Masami、Rykaczewski Ryan R.
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 9 ページ: －
  • DOI: 10.3389/fmars.2022.1111272
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Toward Regional Marine Ecological Forecasting Using Global Climate Model Predictions From Subseasonal to Decadal Timescales: Bottlenecks and Recommendations (2022)
  • 著者名/発表者名: Minobe Shoshiro、Capotondi Antonietta、Jacox Michael G.、Nonaka Masami、Rykaczewski Ryan R.
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 9 ページ: －
  • DOI: 10.3389/fmars.2022.855965
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Simulated decadal variations of surface and subsurface phytoplankton in the upstream Kuroshio Extension region (2022)
  • 著者名/発表者名: Tozuka Tomoki、Sasai Yoshikazu、Yasunaka Sayaka、Sasaki Hideharu、Nonaka Masami
  • 雑誌名: Progress in Earth and Planetary Science 巻: 9 ページ: －
  • DOI: 10.1186/s40645-022-00532-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] North Pacific Ecosystem Status Report No.3 (Region 18: Oyashio) (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kuroda, Humio Mitsudera, Syusaku Sugimoto, Toshio Suga, Shigeho Kakehi, Hiromi Kasai, Daisuke Sasano, Tsuneo Ono, Hideki Kaeriyama, Yukiko Taniuchi, Kazuaki Tadokoro, Yuji Okazaki, Sho Furuichi, Ryuji Yugami, Yasuhiro Kamimura, Toshiki Kaga, Hideaki Kidokoro, Toshihiko Saito, Yutaka Watanuki, and Orio Yamamura
  • 雑誌名: Marine Ecosystems of the North Pacific Ocean 2009-2016 (PICES Special Publication No. 7) 巻: 3 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] North Pacific Ecosystem Status Report No.3 (Region 22: Kuroshio) (2022)
  • 著者名/発表者名: Tadokoro, K., Hidaka, K., Okunishi, T., Ono, T., Oozeki, Y., Sassa, C., Setou, T., Shimizu, Y., Sugimoto, S., Takasuka, A. and Yamazaki, K.
  • 雑誌名: Marine Ecosystems of the North Pacific Ocean 2009-2016 (PICES Special Publication No. 7) 巻: 3 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] North Pacific Ecosystem Status Report No.3 (Region 23 :Western Subarctic Gyre) (2022)
  • 著者名/発表者名: Ono, T., Kanaji, Y., Kaeriyama, H., Nagai, N., Nagano, A., Saito, S., Siswanto, E., Tamura, T., Yasunaka, S., Yoshiki, T. M., Wakita, M. and Yonezaki, S.
  • 雑誌名: Marine Ecosystems of the North Pacific Ocean 2009-2016 (PICES Special Publication No. 7) 巻: 3 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Subsurface Water Property Structures Along 80°E Under the Positive Indian Ocean Dipole Mode in December 2019 (2022)
  • 著者名/発表者名: Kouketsu Shinya、Murata Akihiko、Arulananthan Kanapathipillai
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 9 ページ: －
  • DOI: 10.3389/fmars.2022.848756
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Comparison of Ocean Deoxygenation in the Last Half Century Between CMIP Models and an Observational Dataset in the North Pacific (2023)
  • 著者名/発表者名: Abe Y, Minobe S
  • 学会等名: AOGS 2023
  • 国際学会
• [学会発表] 北太平洋での過去半世紀の海洋貧酸素化に対する観測データセットとラージアンサンブル/CMIPモデルとの比較 (2023)
  • 著者名/発表者名: 阿部佑美、見延庄士郎
  • 学会等名: 日本海洋学会2023年度秋季大会
• [学会発表] Toward regional marine ecological forecasting using global climate model predictions from subseasonal to decadal timescales: bottlenecks and recommendations (2023)
  • 著者名/発表者名: Shoshiro Minobe, Antonietta Capotondi, Michael G. Jacox, Masami Nonaka, Ryan R. Rykaczewski
  • 学会等名: PICES2023
  • 国際学会
• [学会発表] Comparison of ocean deoxygenation in the last half century between CMIP models and an observational dataset in the North Pacific (2023)
  • 著者名/発表者名: Abe Y, Minobe S
  • 学会等名: JpGU2023
  • 国際学会
• [学会発表] データの蓄積が明らかにする海洋環境変化 (2023)
  • 著者名/発表者名: 安中さやか
  • 学会等名: BBNJ協定の下での海洋遺伝資源のアクセスと利益配分
  • 招待講演
• [学会発表] 海洋表層生物地球化学パラメータの広域分布と季節経年変動 (2023)
  • 著者名/発表者名: 安中さやか
  • 学会等名: 大槌シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Mapping of deoxygenation trend in the subsurface waters of the East China Sea (2023)
  • 著者名/発表者名: Tsuneo Ono
  • 学会等名: PICES 2023
• [学会発表] Oxygen depletion analysis in the mid-outer shelf of the East China Sea based on the World Ocean Database (2023)
  • 著者名/発表者名: Li, Z., X. Guo, and T. Ono
  • 学会等名: JpGU2023
• [学会発表] Seasonal and long-term variations of oxygen depletion in the East China Sea (2023)
  • 著者名/発表者名: Li, Z., X. Guo, and T. Ono
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
• [学会発表] 気候変動による沿岸環境変動に対応するために (2023)
  • 著者名/発表者名: 小埜恒夫
  • 学会等名: 日本水産学会理事会主催シンポジウム「我が国水産業の成長産業化と強靭化に向けた今後の研究と技術開発」
• [学会発表] 長期温暖化に伴い溶存有機物が海洋中の酸素に及ぼす影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 重光雅仁、山本彬友、岡顕、阿部彩子、山中康裕
  • 学会等名: 日本海洋学会2023年度秋季大会
• [学会発表] Distribution of Fluorescent Organic Matter in the Indian Ocean via an in situ Fluorometer (2023)
  • 著者名/発表者名: Masahito Shigemitsu, Hiroshi Uchida, Taichi Yokokawa, Akihiko Murata
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2024
  • 国際学会
• [学会発表] 北太平洋における過去半世紀の海洋貧酸素化に対する観測データセットとCMIP5,6モデルの比較 (2022)
  • 著者名/発表者名: Abe Y, Minobe S
  • 学会等名: JpGU2022
• [学会発表] 北太平洋における過去半世紀の海洋貧酸素化に対する観測データセ ットとCMIPモデルとの比較 (2022)
  • 著者名/発表者名: 阿部佑美、見延庄士郎
  • 学会等名: 日本海洋学会2022年度秋季大会
• [学会発表] 東シナ海における亜表層溶存酸素濃度減少域の水平分布 (2022)
  • 著者名/発表者名: 小埜恒夫
  • 学会等名: JpGU2022
• [学会発表] Subsurface water property structures along 80°E under the positive Indian Ocean dipole mode in December 2019 (2022)
  • 著者名/発表者名: Shinya Kouketsu, Akihiko Murata, and Kanapathipillai Arulananthan
  • 学会等名: JpGU2022
• [学会発表] 等密度面上物質分布推定－手法の検討と比較－ (2022)
  • 著者名/発表者名: 纐纈慎也, 長船哲史, 土居知将, 杉浦望実
  • 学会等名: 日本海洋学会
• [学会発表] インド洋表層に存在する溶存有機物の制御要因 (2022)
  • 著者名/発表者名: 重光雅仁、笹岡晃征、脇田昌英、横川太一、橋岡豪人、村田昌彦
  • 学会等名: 日本海洋学会2022年度秋季大会
• [学会発表] Performance of a neutral network model of marine dissolved organic carbon compounds and microbes (2022)
  • 著者名/発表者名: Masahito Shigemitsu
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2022
  • 国際学会
• [備考] 北海道大学リサーチタイムズ【気候変動に挑む】膨大なデータの解析で大気-海洋相互作用を解明する
  • URL: https://www.hokudai.ac.jp/researchtimes/2023/09/-.html