東シナ海陸棚域における基礎生産と物質循環を支配する物理・化学・生物過程の研究

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26241009
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松野 健 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (10209588)
• 研究分担者: 張 勁 富山大学, 大学院理工学研究部(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, 理学研究科, 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)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 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

研究実績の概要

東シナ海陸棚域における観測データに基いて、亜表層クロロフィル極大層付近における硝酸塩とリン酸塩の比が小さいところでは鉛直拡散による栄養塩の供給が卓越し、下層の栄養塩の寄与が大きいことを明らかにし、その成果を公表した。また、海底境界層内の乱流と懸濁物に注目し、陸棚上の海底境界層内で海底に近いほど乱流強度および濁度が大きくなっていること、前年の航海で得られた粒子サイズ別の懸濁物濃度分布と濁度の分布との比較から、濁度に寄与する懸濁物粒子のサイズを推定するとともに、粒子の沈降と鉛直拡散とのバランスを仮定して、懸濁粒子の沈降速度を見積もった。懸濁粒子の挙動についてはLESを用いた数値モデルによって、沈降速度別の粒子の鉛直分布を見積もった。また、乱流クロージャーモデルを組み込んだ鉛直一次元モデルを用いて、潮汐流の鉛直シアーによる背景成層場の変形が、陸棚斜面上で乱流混合の非対称性をもたらし、その結果、再懸濁した懸濁物が斜面に沿って陸棚上へと輸送されることを明らかにした。
一方、海底境界層内における、懸濁有機態炭素・窒素・リンの変動の測定から、再懸濁で生じる懸濁態有機物は、既に難分解性分のみが残存しており、陸棚底層では、再懸濁による懸濁態有機物の水柱での無機化に伴う栄養塩の供給は、底層の高栄養塩濃度層の形成に主たる役割を果たしていないことが示唆された。
また、表層の栄養塩と基礎生産に関しては、長江希釈水の広がりの影響により表層の硝酸塩濃度が顕著に高くなっていたが、リン酸塩の不足により植物プランクトンの増殖は抑制されていることが推察された。
さらに、物理、化学、生物学的要素を組み入れた数値生態系モデルを用いて、長江、黒潮、台湾海峡、大気に起源を持つ栄養塩の東シナ海の基礎生産への寄与長江起源の栄養塩を求め、また、過去40年間の栄養塩輸送の変化に対する東シナ海の低次生態系の応答を検討した。

現在までの達成度 (段落)

28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

28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] KIOST(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: KIOST
• [雑誌論文] A role of vertical mixing on nutrient supply into the subsurface chlorophyll maximum in the shelf region of the East China Sea (2017)
  • 著者名/発表者名: Keunjong Lee, Takeshi Matsuno, Takahiro Endoh, Joji Ishizaka, Yuanli Zhu, Shigenobu Takeda, Chiho Sukigara
  • 雑誌名: Continental Shelf Research 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.csr.2016.11.001
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Water exchange across isobaths over the continental shelf of the East China Sea (2017)
  • 著者名/発表者名: Zhang, J., Guo, X., Zhao, L., Miyazawa, Y., Sun, Q
  • 雑誌名: Journal of Physical Oceanography 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1175/JPO-D-16-0231.1
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simulating the responses of a low-trophic ecosystem in the East China Sea to decadal changes in nutrient load from the Changjiang (2017)
  • 著者名/発表者名: Wang, Y., Guo, X., and Zhao, L.
  • 雑誌名: Chinese Journal of Oceanology and Limnology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s00343-017-6233-z
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interannual variation of nutrients along a transect across the Kuroshio and shelf area in the East China Sea over 40 years (2017)
  • 著者名/発表者名: Hu, Y., Guo, X., and Zhao, L
  • 雑誌名: Chinese Journal of Oceanology and Limnology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s00343-017-6234-y
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 海洋表層混合層における乱流混合に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉川 裕、遠藤 貴洋
  • 雑誌名: 海の研究 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slope-induced tidal straining: Analysis of rotational effects (2017)
  • 著者名/発表者名: Kirstin Schulz, Takahiro Endoh, and Lars Umlauf
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research - Oceans 巻: 122 ページ: 2069-2089
  • DOI: 10.1002/2016JC012448
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 海洋表層の乱流混合と植物プランクトン動態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉川 裕、鬼塚 剛、紫加田 知幸、油布 圭、萬年 隆裕
  • 雑誌名: 水産海洋研究 巻: 80（3） ページ: 234-235
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical approach for the retrieval of phytoplankton (2016)
  • 著者名/発表者名: Wang, S., C. Xiao, J. Ishizaka, Z. Qiu, D. Sun, Q. Xu, Y. Zhu, Y. Huan, and
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 24 ページ: 23635-23653
  • DOI: /10.1364/OE.24.023635
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of chlorophyll retrievals from Geostationary Ocean Color Imager (GOCI) for the North-East Asian region (2016)
  • 著者名/発表者名: Kim, W., J.-E. Moon, Y. Park, J. Ishizaka
  • 雑誌名: Remote Sens. Env 巻: 18 ページ: 482-495
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Variation of the photosynthetic electron transfer rate and electron requirement for daily net carbon fixation in Ariake Bay, Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhu, Y., J. Ishizaka, S.C. Tripathy, S. Wang, Y. Mino, T. Matsuno, D.J Suggett
  • 雑誌名: J. Oceanogr 巻: 72 ページ: 761-776
  • DOI: 10.1007/s10872-016-0370-4
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 2016年7月長崎丸航海における化学・生物環境に関するデータ速報 (2017)
  • 著者名/発表者名: 武田重信, 藤田裕也, 湯浅大輔, 近藤能子
  • 学会等名: 研究集会「東シナ海および周辺海域の物質循環と生物生産に関わる物理・化学・生物過程」
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2017-02-14 – 2017-02-14
• [学会発表] 東シナ海・黄海の一次生産に関するレビュー (2017)
  • 著者名/発表者名: 石坂丞二
  • 学会等名: 研究集会「東シナ海および周辺海域の物質循環と生物生産に関わる物理・化学・生物過程」
  • 発表場所: 九州大学 応用力学研究所
  • 年月日: 2017-02-14 – 2017-02-14
• [学会発表] KH-15-3東シナ海における生物地球化学物質の分布と輸送 (2017)
  • 著者名/発表者名: 張 勁
  • 学会等名: 研究集会「東シナ海および周辺海域の物質循環と生物生産に関わる物理・化学・生物過程」
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2017-02-14 – 2017-02-14
• [学会発表] A numerical model for separating nutrients with different origins in the ecosystem of the East China Sea (2017)
  • 著者名/発表者名: Jing Zhang, Xinyu Guo（Ehime Univ.）, Liang Zhao（Tianjin Univ. Sci. Tech.）
  • 学会等名: 研究集会「東シナ海および周辺海域の物質循環と生物生産に関わる物理・化学・生物過程」
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2017-02-14 – 2017-02-14
• [学会発表] Numerical experiments on role of nutrients with different origins in the primary production in the East China Sea (2017)
  • 著者名/発表者名: Yucheng Wang, Xinyu Guo, Liang Zhao
  • 学会等名: 研究集会「東シナ海および周辺海域の物質循環と生物生産に関わる物理・化学・生物過程」
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2017-02-14 – 2017-02-14
• [学会発表] 海底混合層内のTidal strainingがもたらすトレーサー輸送に関する考察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 貴洋
  • 学会等名: 研究集会「東シナ海および周辺海域の物質循環と生物生産に関わる物理・化学・生物過程」
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2017-02-14 – 2017-02-14
• [学会発表] 東シナ海陸棚域の海底境界層内における乱流混合と懸濁物の挙動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松野 健、小川俊樹、李 根淙、堤 英輔
  • 学会等名: 研究集会「東シナ海および周辺海域の物質循環と生物生産に関わる物理・化学・生物過程」
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2017-02-14
• [学会発表] Budget of nutrients and biogenic particles for upper and lower layers of the East China Sea (2017)
  • 著者名/発表者名: Yucheng Wang, Xinyu Guo, Liang Zhao
  • 学会等名: International Workshop on Mixing and Water Mass Modification in the East Asian Marginal Seas
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2017-02-13 – 2017-02-13
  • 国際学会
• [学会発表] Water exchange across isobaths over the continental shelf of the East China Sea (2017)
  • 著者名/発表者名: Jing Zhang, Xinyu Guo, Liang Zhao、Yasumasa Miyazawa
  • 学会等名: International Workshop on Mixing and Water Mass Modification in the East Asian Marginal Seas
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2017-02-13 – 2017-02-13
  • 国際学会
• [学会発表] 黒潮海域の一次生産を支える栄養塩動態 (2017)
  • 著者名/発表者名: 梅澤 有・野崎龍・山岸龍ノ介・福田 秀樹・斎藤 宏明
  • 学会等名: 東大大気海洋研共同利用シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学大気海洋研究所
  • 年月日: 2017-01-19 – 2017-01-20
• [学会発表] 東シナ海における乱流・内部波 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松野健
  • 学会等名: 東京大学大気海洋研究所 共同利用研究集会
  • 発表場所: 東京大学大気海洋研究所
  • 年月日: 2017-01-19 – 2017-01-20
• [学会発表] 熱フラックスの日周変動が海面加熱期の混合層深度に与える影響に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 牛島悠介、吉川 裕
  • 学会等名: 2016年度海洋乱流研究会
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2017-01-05 – 2017-01-06
• [学会発表] 海洋混合層における粒子の平均沈降速度に関する数値実 (2017)
  • 著者名/発表者名: 萬年 隆裕、吉川 裕
  • 学会等名: 2016年度海洋乱流研究会
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2017-01-05 – 2017-01-06
• [学会発表] Mechanism for CHl a variability after the passage of typhoon in East China Sea in 2012 by GOCI and JCOPE2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsushima, A., H. AIki, J. Ishizaka
  • 学会等名: The 4th Asian/13th Korea-Japan Workshop on Ocean Color (4th AWOC/ 13th KJWOC)
  • 発表場所: Burapha University, Thailand
  • 年月日: 2016-12-13 – 2016-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] Interannual variations of phytoplankton communities in response to nutrient supply from different water masses in summer East China Sea (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu, Q., C. Sukigara, Y. Watanabe, T. Matsuno, S. Yoo, J. Ishizaka
  • 学会等名: The 4thAsian/13th Korea-Japan Workshop on Ocean Color
  • 発表場所: Burapha University, Thailand
  • 年月日: 2016-12-13 – 2016-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] Unusual high primary productivity in the Kuroshio surface water of the East China Sea (2016)
  • 著者名/発表者名: Siswanto, E., Y. Xu, J. Ishizaka
  • 学会等名: The 4th Asian/13th Korea-Japan Workshop on Ocean Color
  • 発表場所: Burapha University, Thailand
  • 年月日: 2016-12-13 – 2016-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] Dissapearance of Upwelling in South Vietnam Sea (Western South China Sea) During Post El-Nino Periods (2016)
  • 著者名/発表者名: Son., T. P. H., T. V. Chung, N. H. Huan, L. V. Khin, J. Ishizaka, E. Siswanto
  • 学会等名: The 4th Asian/13th Korea-Japan Workshop on Ocean Color
  • 発表場所: Burapha University, Thailand
  • 年月日: 2016-12-13 – 2016-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] 東シナ海陸棚域における学際的・国際的共同観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松野 健、吉川 裕、遠藤貴洋、石坂丞二、張勁、武田重信、梅澤有、 市川香、千手智晴、Jae Hak Lee、Meixun Zhao
  • 学会等名: 2016年度九州沖縄地区合同シンポジウム
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2016-12-09
  • 招待講演
• [学会発表] 黒潮栄養塩環境の海域特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 斎藤 宏明・梅澤 有・野崎龍・橋濱史典・福田 秀樹・小川浩史・小畑元
  • 学会等名: 水産海洋学会
  • 発表場所: 東京海洋大学
  • 年月日: 2016-11-25 – 2016-11-27
• [学会発表] 海洋の乱流と赤潮 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉川 裕
  • 学会等名: 研究集会「赤潮の予測に向けた観測とモデリング」
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2016-11-24 – 2016-11-25
• [学会発表] Impact of mesoscale eddies on spring bloom initiation in the Japan Sea (2016)
  • 著者名/発表者名: Maure, E. d. R., J. Ishizaka, C. Sukigara, Y. Mino
  • 学会等名: PICES 2016 Annual Meeting
  • 発表場所: OMNI San Diego Hotel, USA
  • 年月日: 2016-11-02 – 2016-11-13
  • 国際学会
• [学会発表] 東シナ海陸棚域海底境界層における懸濁粒子の沈降速度の推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川俊樹、松野 健、李 根淙、堤 英輔、張 勁、Qian LIU、神林翔太、吉川 裕
  • 学会等名: 2016年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2016-09-12 – 2016-09-14
• [学会発表] 深水波の直接数値計算：CL2機構によるLangmuir循環 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤原 泰、吉川 裕、松村 義正
  • 学会等名: 2016年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2016-09-12 – 2016-09-14
• [学会発表] 熱フラックスの日周変動が海面加熱期の混合層深度に与える影響ー緯度依存性 に着目してー (2016)
  • 著者名/発表者名: 牛島 悠介、吉川 裕
  • 学会等名: 2016年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2016-09-12 – 2016-09-14
• [学会発表] 海洋混合層における粒子の沈降速度に関する数値実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 萬年 隆裕、吉川 裕
  • 学会等名: 2016年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2016-09-12 – 2016-09-14
• [学会発表] 東シナ海男女群島近傍海域における表層の栄養塩動態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 湯浅大輔, 江藤祐輔, 近藤能子, 武田重信
  • 学会等名: 2016年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2016-09-12 – 2016-09-14
• [学会発表] "元素組成の異なる植物プランクトン由来の有機物の分解特性" (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤田 竜輔・梅澤 有・尾崎 健史・野崎 龍・直江 留美・武田 重信
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2016-09-12 – 2016-09-14
• [学会発表] Turbulent flux of nutrients contributing to primary production based on international cooperative observations in the East China Sea (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Matsuno, K.J. Lee, T. Endoh, J. Ishizaka, Y. Zhu, S. Takeda, J. Zhang, C.S. Hong, J.H. Lee
  • 学会等名: 8th Program of the East Asian Cooperative Experiments(PEACE) workshop
  • 発表場所: Vladivostok, Russia
  • 年月日: 2016-08-29 – 2016-08-31
  • 国際学会
• [学会発表] 対馬海峡における鉛直混合過程 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉川 裕
  • 学会等名: 低温科学研究所 研究集会「宗谷暖流を始めとした対馬暖流系の変動メカニズム」
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2016-06-30 – 2016-07-01
• [学会発表] 浅海乱流中の懸濁粒子の振る舞いに関する数値実験（その２） (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉川 裕
  • 学会等名: 研究集会「東シナ海の循環と混合に関する研究」
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2016-06-11 – 2016-06-12
• [学会発表] 白鳳丸KH-15-3次航海における硝酸塩センサー観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤田裕也, 石田 朗人, 近藤能子, 武田重信
  • 学会等名: 九州大学応用力学研究所 共同利用研究集会
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2016-06-11 – 2016-06-12
• [学会発表] 希土類元素を用いた東シナ海起源水解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 張勁、麻洪良、梁傑、何 軍
  • 学会等名: 九州大学応用力学研究所 共同利用研究集会
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2016-06-11 – 2016-06-12
• [学会発表] 東シナ海陸棚域底層における懸濁物の沈降速度の推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松野健、李根淙、堤英輔、小川俊樹、張勁、Qian LIU、神林翔太
  • 学会等名: 九州大学応用力学研究所 共同利用研究集会
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2016-06-11
• [学会発表] Numerical investigation on effects of ocean surface turbulence on particle's sinking (2016)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Yoshikawa and Takahiro Mannen
  • 学会等名: JpGU Meeting 2016
  • 発表場所: 幕張メッセ 国際会議場
  • 年月日: 2016-05-22 – 2016-05-26
• [学会発表] The effect of diurnal cycle of surface heat flux on the temperature structure in the ocean surface boundary layer (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Ushijima and Yutaka Yoshikawa
  • 学会等名: JpGU Meeting 2016
  • 発表場所: 幕張メッセ 国際会議場
  • 年月日: 2016-05-22 – 2016-05-26
• [学会発表] Direct numerical simulation of deep-water waves in rotating frame (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Fujiwara, Yutaka Yoshikawa and Yoshimasa Matsumura
  • 学会等名: JpGU Meeting 2016
  • 発表場所: 幕張メッセ 国際会議場
  • 年月日: 2016-05-22 – 2016-05-26
• [学会発表] "陸水由来の栄養塩が海域生態系に与える影響の多様性" (2016)
  • 著者名/発表者名: 梅澤有
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ 国際会議場
  • 年月日: 2016-05-22 – 2016-05-26
• [学会発表] 東シナ海の夏の植物プランクトン群集の経年変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石坂丞二，徐倩，鋤柄千穂，松野健，ユ・シンジュ
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ 国際会議場
  • 年月日: 2016-05-22 – 2016-05-26