| 研究課題/領域番号 |
18KK0119
|
|---|
| 研究機関 | 神戸大学 |
|---|
研究代表者 |
中山 恵介 神戸大学, 工学研究科, 教授 (60271649)
|
|---|
| 研究分担者 |
渡辺 謙太 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 研究官 (20725618)
清水 健司 神戸大学, 工学研究科, 客員准教授 (40821939)
丸谷 靖幸 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 助手 (50790531)
久保 篤史 静岡大学, 理学部, 助教 (90803958)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-10-09 – 2023-03-31
|
| キーワード | CO2フラックス / DIC / TA / submerged vegetation / hydrodynamic / global warming |
|---|
| 研究実績の概要 |
研究対象であるオーストラリアパースのLake Mongerとほぼ同じサイズ・水深である北海道道東に位置するコムケ湖を対象として，共同観測のためのプレ観測を2019年7月に実施した．研究分担者である岐阜大学の丸谷助教，静岡大学の久保助教，港湾空港技術研究所の渡辺氏，および研究協力者である北見工業大学の駒井准教授とともに実施した．研究代表者，丸谷助教，駒井准教授は，コムケ湖におけるアマモ密度を考慮した流動場に関する計測を実施した．久保助教と渡辺氏は，アマモの呼吸や光合成による影響を解析するため，アマモを透明な袋で包んだ上で数時間間隔での採水を行った．観測に参加した全ての研究者を含めて国内の学術論文集に投稿中であり，第1段階査読を通過したところである．
Lake Mongerにおける観測については，2019年11月に神戸大学および西オーストラリア大学のメンバーにより実施した．当初，12月中旬の観測を予定しており，全ての研究分担者が参加予定であった．しかし，半年以上前から現地に向かうための飛行機を予約できない状態となっており11月に変更する必要があった．その結果，観測に参加できたのは神戸大学のみであった．予定よりも早い時期での観測であったため，Lake Mongerにおける水草の成長具合が心配であったが，猛暑の影響で水草が12月中旬程度の成長となっており，目的としたタイミングでの観測に成功した．観測は，Lake Mongerにおいてボートを利用して水草が存在する場所としない場所とにおける水温の鉛直プロファイルの測定，および上下層において採水することのよるアルカリ度（TA）および溶存無機炭素（DIC）の計測を実施した．TAとDICの計測については，国内への持ち込み許可を静岡大学が得ることで，静岡大学にて実施した．その他の計測は，全て西オーストラリア大学にて実施した．
|
| 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
本研究では，気候変動の緩和を推進するため，光合成によるCO2の吸収効果が極めて高い水草・藻場を効率よく活用し炭素貯留するための手法を提案することを目的としている．2019年3月に研究メンバー全員で合同の会議を開催し，まず，共同観測の練習およびより多くの知見を得ることを目的として，北海道道東に位置するコムケ湖において，全メンバーと共に現地観測を実施した．その結果は国内の学術雑誌に投稿中であり，査読を順調に通過しつつある．3月の会合で決定した12月のLake Mongerでの現地観測について，理由は不明であるが半年前にも関わらず飛行機を全く予約できない状態となってしまったため11月に変更した．参加予定であった丸谷助教，久保助教，渡辺氏の3名が参加できなくなったため，神戸大学および西オーストラリア大学の2機関のみで現地観測を実施した．実施内容は，水草の有無を考慮した水の密度の鉛直分布の計測，上下層のTA，DIC，その他栄養塩の計測である．さらに，現地の水草を西オーストラリア大学に持ち帰り，水槽に培養することで呼吸・光合成によるDICの変化に関する室内実験も実施した．DICの計測には，現地と同様に採水を利用しただけでなく，西オーストラリア大学が所有する水中二酸化炭素分圧計も利用した．採水では3時間毎のTAおよびDICの値が分かるが，水中二酸化炭素計であれば5分ごとに計測可能である．両者のデータを利用することで，最終的に5分間隔でのDICの変化量を推定することに成功した．また，顕微鏡を利用した水草の断面の計測，水草の自重を利用したたわみ実験によるヤング率の計測も実施した．それらの成果は，現在，国内の学術雑誌に投稿中であり，第1次査読を通過したところである．次年度，水草が最も繁茂する時期を対象として，研究メンバー全員でLake Mongerにて現地観測を実施する予定である．
|
| 今後の研究の推進方策 |
2019年11月にLake Mongerにて現地観測を行うことで，水草が繁茂しつつある状況下でのTAおよびDIC，そして栄養塩の空間分布を得ることができた．そこで今年度は，2021年3月に研究メンバー全員（岐阜大学の丸谷助教，静岡大学の久保助教，港湾空港技術研究所の渡辺氏）で，Lake Mongerにおける水草の最繁茂期に西オーストラリア大学（Hipsey准教授）とともに共同観測を実施する予定である．この観測を実施することにより，最繁茂期において発生すると言われている，水草の超過密状態における貧酸素水塊の発生及び水草の枯死と流動の相互干渉に関する検討が可能となると考えている．しかし，新型コロナウィルスの影響により外出等が困難な状況にあり，今から10ヶ月後の計画ではあるが現地観測が不可能となる可能性がある．その場合，これまでに得られた観測結果の解析，および数値計算モデルの開発に集中し，本研究助成金が基金であることを利用し，次年度に繰り越すことで観測を延期する予定である．数値計算モデルによる解析について，Lake Mongerにおいて観測を実施したことにより，実際の水草のサンプルを多く得ることができた．その形状や弾性特性を考慮し，3次元数値計算モデルによる詳細な再現計算を実施する予定である．これまでのモデルでは，アマモのように1本の葉のみで形成されている場合のみ再現可能であり，分岐を有する水草の再現は不可能であった．そこで本年度は，Lake Mongerの水草のように分岐を有する場合にも再現可能なSubmerged Aquatic Vegetation (SAV) modelを開発する予定である．分岐を有するSAVモデルの開発に成功した後，昨年度の観測結果を用いて3次元数値計算モデルによるDICの再現計算を実施し，二酸化炭素フラックスに関する解析を実施する計画である．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
2019年12月に，分担者である岐阜大学の丸谷助教，静岡大学の久保助教，港湾空港技術研究所の渡辺氏，そして西オーストラリア大学のメンバーとで国際共同観測を実施する予定であった．半年以上も前から航空券の準備を開始したのだが，クリスマス直前の時期と重なったこともあり予約できなかった．受け入れ担当の西オーストラリア大学のHipsey准教授の都合も考慮して，時期を早めて11月末に共同観測を実施することとした．残念ながら，神戸大学以外のメンバーは参加できず，全メンバーでの共同観測は翌年度以降に実施せざるを得なくなった．そのため，4人分のオーストラリア・パースへの旅費及び観測準備費用を含めて次年度使用額が生じることとなった．よって，2020年度に観測を計画している．
|
