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2022 年度 実施状況報告書

遠く離れた沖合域への河川水流出プロセス解明と生物生産へのインパクト評価

研究課題

研究課題/領域番号 22K03729
研究機関国立研究開発法人水産研究・教育機構

研究代表者

和川 拓  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), 主任研究員 (10601916)

研究分担者 川口 悠介  東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (00554114)
乙坂 重嘉  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (40370374)
井桁 庸介  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 (50444138)
坂本 圭  気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (60589860)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード沿岸-沖合相互作用 / 低塩水 / 高気圧性渦 / 基礎生産 / 数値モデル実験 / 現場観測 / 日本海 / 対馬暖流
研究実績の概要

数値実験結果を解析し、高気圧性渦が、春季における東北地方の日本海側沿岸域から低塩水が沖合域へ流出する過程において、重要な役割を果たすことを定量的に明らかにした。
また、船舶観測による塩分の鉛直断面を解析し、沿岸水の沖合流出時には、沿岸域の上層を低塩水が占め、沖合域の亜表層における比較的高塩な水との間に強い塩分前線を形成することを示した。このように、数値実験と実観測の両者において整合的な、鉛直構造を含めた3次元的な沿岸水の沖合流出構造・過程を示した。
沿岸水の流出前の背景初期場が悪条件だと流出が妨げられることも示した。前年の長江希釈水の流入が少ないと、沿岸水が沖合流出しにくく、直前の海面冷却が強すぎて亜表層の高塩水まで混合し、高遠化すると、沖合流出しにくい。また、直前の降水・降雪が少ないと、沿岸水が沖合流出しにくいことも示唆された。
低塩水による生物生産・物質循環への影響を定量的に評価するため、表層から沈降移動する物質フラックスや、捕集される粒子の質の時間変化の情報を取得することを目的に、佐渡島沖合域にセジメントトラップを搭載した係留系を設置することに成功した。係留系は2023年6月に回収する予定である。
沈降粒子フラックスに影響するメソスケール渦の形成・変動が上流における対馬暖流の勢力の影響を受けるという力学機構を、観測データに基づいて実証し、渦の変動予測性も提唱した。この結果は物質循環や生物生産の変動機構を理解する上で重要な知見であり、高い応用性も併せ持つ。

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

数値モデル実験結果の解析は順調に進められている。沿岸水の沖合輸送と高気圧性渦の関係、基礎生産へのインパクトなどを示した研究成果は既に1報の学術論文としてまとめている最中であり、投稿間近である。
2022年度に係留系の設置は成功した。2023年度の回収も成功すれば、係留系観測は全て成功といえる。
コロナ禍とロシア情勢悪化による人員不足・物資不足・物流停滞の影響を受け、2022年度は米国におけるグライダーの整備業務が完全にストップしてしまう事態に陥った。このため、2023年春季のグライダー観測は実施できなかった。現在は状況が改善してきており、2024年春季にはグライダー観測を実現できる見込みである。

今後の研究の推進方策

数値モデルによる粒子追跡実験を行い、低塩水の供給源域と沖合流出時期を特定し、中部・東部日本海における沿岸-沖合間の低塩水供給システムを明らかにする。
数値実験結果を解析し、沿岸-沖合相互作用による低塩水輸送の物理機構を明らかにする。河川水に対する海洋循環の応答にも注目する。
低塩水が流入する沖合域に1年間設置した係留系を回収する。セジメントトラップ観測データを解析し、低塩水による生物生産・物質循環への影響を定量的に評価する。
2024年の低塩水の流出経路を数値実験で予測し、その現場でグライダー観測を実施する。

次年度使用額が生じた理由

数値実験結果のデータ保存・整理用としてPC周辺機器消耗品代を計上していたが、今年度は大規模計算を行う回数が少なかったため、従来の周辺機器で賄った。国内打ち合わせ・国際学会旅費についてはまだコロナ禍が収まっていなかったため、来年度以降へ回した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Variation of upper-layer flow structures and water masses observed around the Noto Peninsula and Sado Island, Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Wagawa Taku、Igeta Yosuke、Ikeda Satoshi、Fukudome Ken-ichi、Hasegawa Daisuke、Tanaka Takahiro
    • 雑誌名

      Continental Shelf Research

      巻: 255 ページ: 104911~104911

    • DOI

      10.1016/j.csr.2022.104911

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 天然放射性核種で紐解く海洋性粒子の動態2023

    • 著者名/発表者名
      乙坂重嘉、小畑元、川口悠介、矢部いつか、荒巻能史、和川拓、帰山秀樹、井上睦夫、長尾誠也
    • 雑誌名

      月刊海洋

      巻: 55 ページ: 106~113

  • [学会発表] 遠く離れた日本海沖合域への沿岸水流出過程2022

    • 著者名/発表者名
      和川拓、井桁庸介、坂本圭、竹内茉莉香、奥山忍、阿部祥子、矢部いつか
    • 学会等名
      2022年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] 天然放射性核種で紐解く海洋性粒子の動態2022

    • 著者名/発表者名
      乙坂重嘉, 小畑元、川口悠介、矢部いつか、荒巻能史、和川拓、帰山秀樹、井上睦夫、長尾誠也
    • 学会等名
      2022年度日本海洋学会秋季大会シンポジウム
  • [学会発表] 佐渡島沖における永年躍層付近で見られた近慣性内部波の反射2022

    • 著者名/発表者名
      矢部いつか、川口悠介、和川 拓、井桁 庸介
    • 学会等名
      2022年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] 沿岸水の東部日本海沖合域への流出過程2022

    • 著者名/発表者名
      和川拓、井桁庸介、坂本圭、竹内茉莉香、奥山忍、阿部祥子、矢部いつか
    • 学会等名
      宗谷暖流研究集会
  • [学会発表] 対馬暖流のフロントジェネシス─乱流スケール現象への影響─2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤大樹、川口悠介、和川拓、坂本圭
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022

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公開日: 2023-12-25  

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