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2011 年度 実績報告書

北太平洋亜熱帯循環におけるサブダクション過程と表層栄養塩濃度変動の関係

研究課題

研究課題/領域番号 22540445
研究機関東北大学

研究代表者

須賀 利雄  東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (70211977)

キーワードサブダクション / 亜熱帯循環 / 溶存酸素 / 栄養塩 / 亜熱帯モード水 / 溶存態有機物 / 粒子状有機物 / プロファイリングフロート
研究概要

東北大学および海洋研究開発機構が2005~2009年に共同で北太平洋亜熱帯域に展開した酸素センサー付プロファイリングフロート16台のうち、亜熱帯モード水形成・分布域を数カ月以上漂流したフロート3台を抽出し、さらに、100%に近いと想定される表層10dbarの酸素飽和度の時間変化の考察および時空間的に近接する高精度船舶観測データとの比較から、酸素センサーのドリフトとバイアスを評価して、そのうちの2台が溶存酸素の時間発展の解析に有効であることを確認した。フロートの観測深度は海面から500mまで、観測間隔は5日である。フロートによる観測は厳密にはラグランジュ的ではないが、水温・塩分・渦位特性に基づき、同一水塊中のものとみなせるプロファイルのみを抽出し、その時間発展を用いて、有光層より深い層(およそ100m以深)について、等密度面ごとの溶存酸素の減少トレンドを求め、酸素時間変化率を見積もった。その結果,亜熱帯モード水の存在する密度帯(25.0~25.4σ_θ、深度範囲約100~350m)で大きな減少率(-35~-60μmolkg^<-1>yr^<-1>)が示された。これは、亜熱帯モード水が沈み込む直前に保持する大量の溶存態有機物が移流過程で再無機化されるとした物理・生物モデルによる先行研究の結果と整合する結果である。また、溶存酸素減少率が亜熱帯モード水内で下方に向かって単調に減少していることを明らかにし、溶存態有機物と粒子状有機物の酸素消費への寄与を分離できる可能を示した。以上の結果は、当該海域における酸素消費・栄養塩再生の鉛直分布を酸素時系列データからはじめて明らかにしたものである。
白鳳丸KH-11-8次研究航海Leg2によって、北東太平洋を中心に70点以上のCTD・採水観測、約30点のXCTD観測を実施し、ほぼ計画どおりに、サブダクションおよびその栄養塩分布との関係に関するデータを取得した。

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

主要な目的であった酸素センサー付きプロファイリングフロートのデータによる溶存酸素消費速度の見積りのための手法を確立し、酸素時間変化の実測に基づく酸素消費速度の鉛直プロファイルをはじめて示すことができ、もうひとつの主要な目的であった東部亜熱帯循環域における観測もほぼ計画通りに実施できたため。

今後の研究の推進方策

H23年度に確立した酸素センサー付きプロファイリングフロートのデータによる酸素消費速度の見積りには、フロートが同一水塊中を比較的長時間漂流する必要があり、この条件を満たすフロートが限られていたため、酸素消費速度の水平分布を調べることができなかった。2010年以降に展開してフロートのデータも蓄積されてきたので、今後は、この新たなデータを解析することにより酸素消費速度の空間分布を調べる。また、H24年度には、H23年度よりも一季節遅い時期に白鳳丸で同海域の観測を実施する計画である。両年のデータを比較することにより、サブダクションとその栄養塩分布の関係の季節・年々変化の情報を抽出することを目指す。また、気象庁による統計137度長期定線観測資料の解析により、亜熱帯循環における栄養塩濃度の長期変動の解析を進める。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Roles of mode waters in formation and maintenance of central water in the North Pacific2012

    • 著者名/発表者名
      Toyama, K., and T. Suga
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 68巻 ページ: 79-92

    • DOI

      DOI:10.1007/s10872-011-0040-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Transition Region Mode Water of the North Pacific and its rapid modification2011

    • 著者名/発表者名
      Saito, H., T. Suga, K. Hanawa, and N.Shikama
    • 雑誌名

      Journal of Physical Oceanography

      巻: 41巻 ページ: 1639-1658

    • DOI

      DOI:10.1175/2011JPO4346.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Eddy resolving" observation of the North Pacific Subtropical Mode Water2011

    • 著者名/発表者名
      Oka, E
    • 雑誌名

      Journal of Physical Oceanography

      巻: 41 ページ: 666-681

    • DOI

      10.1175/2011JPO4501.1

    • 査読あり
  • [学会発表] The transition region mode water of the North Pacific and its rapid modification2011

    • 著者名/発表者名
      Suga, T
    • 学会等名
      WCRP Open Science Conference
    • 発表場所
      シェラトン・デンバー・ダウンタウン・ホテル(米国デンバー)
    • 年月日
      2011-10-24
  • [学会発表] Biogeochemical impact of mesoscale disturbance in the subtropical North Pacific2011

    • 著者名/発表者名
      Suga, T
    • 学会等名
      Joint Argo and Altimetry Workshop
    • 発表場所
      グランド・ハイアット・ホテル(米国サンディエゴ)
    • 年月日
      2011-10-18
  • [学会発表] 亜熱帯前線域における中規模変動と生物地球化学過程2011

    • 著者名/発表者名
      須賀利雄
    • 学会等名
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「亜熱帯太平洋のプランクトン生態系および物質循環に関する比較海洋学」
    • 発表場所
      東京大学農学部(東京)
    • 年月日
      2011-10-03
  • [学会発表] Ventilation of the North Pacific and its interannual variation2011

    • 著者名/発表者名
      Suga T
    • 学会等名
      XXV IUGG General Assembly
    • 発表場所
      Melbourne Convention and Exhibition Centre(豪国メルボルン)
    • 年月日
      2011-07-02
  • [備考]

    • URL

      http://www.pol.gp.tohoku.ac.jp/pol/paper.html

  • [備考]

    • URL

      http://www.pol.gp.tohoku.ac.jp/pol-english/paper.html

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公開日: 2013-06-26  

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