| 研究課題/領域番号 |
26241009
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
松野 健 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (10209588)
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| 研究分担者 |
張 勁 富山大学, 理工学研究部(理学), 教授 (20301822)
武田 重信 長崎大学, 水産･環境科学総合研究科(水産), 教授 (20334328)
石坂 丞二 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (40304969)
梅澤 有 長崎大学, 水産･環境科学総合研究科(水産), 准教授 (50442538)
吉川 裕 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40346854)
郭 新宇 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (10322273)
千手 智晴 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (60335982)
遠藤 貴洋 東京大学, 海洋アライアンス, 特任准教授 (10422362)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 乱流計測 / 亜表層クロロフィル極大 / 海底境界層 / 基礎生産 / 化学トレーサー / 乱流モデル / 生態系モデル |
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| 研究実績の概要 |
7月に実施した長崎丸による観測では、九州西方海域において、流速鉛直分布と乱流強度の時系列観測を行い、観測期間の一部の時間帯で、中層における流速の顕著な鉛直シアに対応して強い乱流が生じていることが観測された。また、9月にも東部東シナ海の陸棚縁辺域において24時間定点観測が実施され、7月の観測時と同様、内部波による躍層の顕著な昇降が確認され、硝酸塩躍層が浅くなった時にSCMへ栄養塩が供給されていることが示唆された。一方、これまでの採水試料の硝酸塩の窒素同位体比を用いた解析からは、黒潮表層域では窒素固定由来の有機物が分解して生じた硝酸塩の寄与が大きいのに対し、陸棚域では沿岸域や黒潮中層起源の硝酸塩が亜表層の基礎生産に寄与していることが示された。また、過去に長崎丸および中国海洋大学によって得られたデータの解析からは、夏季に密度躍層以深に形成される低酸素水が、中国沿岸海域の有機物が沈降・分解の過程で形成され移流してきたことが示唆された。
10月には白鳳丸による観測航海を実施し、東シナ海の韓国EEZを含む大陸棚上の広い範囲で、水温･塩分･蛍光光度･濁度･溶存酸素･栄養塩･各種化学トレーサーの分析に加えて乱流強度の計測を行い、特に海底境界層内における乱流と懸濁物との関係を調べた。
また、前年度に取得した東シナ海陸棚上での5ビームADCPと乱流計測のデータをさらに解析し、海底境界層内の弱い成層構造が乱流強度の変動と対応して潮汐周期で変動しており、このような変動が、背景密度場の潮汐流による移流や鉛直シアによる変形によって生じていることを明らかにした。さらに、海底境界層付近における潮流による乱流混合と懸濁物の巻き上がりの数値実験を、粒子追跡のプログラムを組み込んだLESを用いて行い、粒子分布の時間変化は沈降速度が遅いほど小さく、また粒子分布はより強い混合の影響を反映することを示した。
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| 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
7月の長崎丸による観測は、悪天候による海況不良のため、当初予定した東シナ海外部陸棚域の観測を実施することができなかったので、今年度は10月に実施した白鳳丸によるものが主たる観測データとなった。陸棚域における海底混合層内の乱流と物質循環に関する実態については、前年度およびそれ以前の観測によって得られたデータの解析を進めることと、次年度の7月に予定されている長崎丸の観測によって、当初予定した計画は遂行できるものと考えている。特に白鳳丸の航海では東シナ海陸棚域で計画した観測が100%実施できたので、天候に左右される海洋観測としての達成度は非常に高かった。
10月の白鳳丸による観測では、乱流計測と並行して、粒度・粒径分布測定記録計（LISST）を用いた粒子サイズ別の濁度分布の測定を行い、海底混合層内における懸濁粒子の挙動を明らかにするためのデータを収集した。これは、当初の計画には含まれていなかった新しい試みであり、本年度にチューニングを進めたLESを用いた数値モデル実験とリンクさせることで、海底境界層内の粒子の再懸濁や沈降の定量的な評価につながることが期待できる。
このように、想定以上のデータが得られていること、数値モデルと観測との連携的研究が予定通り進んでいることから、悪天候によって一部観測データの取得に遅れが出ているものの、全体としては概ね順調に進んでいると評価できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は最終年度として、昨年度実施できなかった観測の補完的観測を7月に実施するとともに、これまでに得られたデータの解析をさらに進め、（１）SCMへの栄養塩の供給に及ぼす鉛直混合の役割を定量的に評価するとともに、その栄養塩の起源を同位体等の化学分析および数値生態系モデルを用いて明らかにする。また（２）海底境界層内の懸濁粒子の挙動に関して、前年度の白鳳丸航海によって得られた乱流データとLISSTによる粒子分布データの解析を進め、LESを用いた数値モデル実験とリンクさせた評価を行う。同時に溶存酸素・栄養塩および化学トレーサーによる水塊分析を行い、陸棚底層における低酸素水の形成および栄養塩の再生過程を評価する。
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