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2014 年度 実績報告書

黒潮本流域と黒潮内側域における栄養塩の水平及び鉛直輸送量の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26287116
研究機関愛媛大学

研究代表者

郭 新宇  愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (10322273)

研究分担者 小松 幸生  東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (30371834)
笹井 義一  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, グループリーダー代理 (40419130)
宮澤 泰正  独立行政法人海洋研究開発機構, アプリケーションラボ, グループリーダー (90399577)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードルソン海峡 / 中規模渦 / 栄養塩濃度 / 長期変化 / 栄養塩輸送 / Nutrient Stream
研究実績の概要

本課題は大洋スケールの栄養塩輸送、ルソン海峡付近、東シナ海陸棚、日本南岸黒潮安定流路海域、日本南岸黒潮大蛇行流路海域に分けて研究を進めている。大洋スケールの栄養塩輸送について、北太平洋渦解像度モデル(OFES)によるシミュレーション結果を用いて解析を行った。OFESによる解析で、亜表層における栄養塩輸送の極大が、フィリピンのルソン島沖から房総半島沖の黒潮続流域まで繋がっていることが確認できた。
ルソン海峡周辺海域では、JCOPE2再解析データを用いて中規模渦と黒潮の相互作用、及びそれに伴う流量変動について調べた。亜熱帯反流域から西方伝播する中規模渦のうち、高気圧性の渦は局所的に黒潮の流量を増加させ、低気圧性の渦は局所的に減少させていることがわかった。
東シナ海陸棚縁では、黒潮本流域における栄養塩濃度の長期変化を把握するため、東シナ海におけるPN断面及び日本南岸における137E断面の過去50年間の水温、塩分、硝酸塩濃度、リン酸塩濃度、溶存酸素濃度などの観測データを収集し、それぞれの変数について線形トレンドを算出した。硝酸塩濃度とリン酸塩濃度が異なる長期トレンドを示すこと、物理過程による硝酸塩濃度の高い沿岸水の黒潮流域への流出が長期トレンドにも寄与していると推定できる。
日本南岸黒潮安定流路海域(潮岬の西側)では、黒潮流域と瀬戸内海を含む高解像度海洋循環モデルの構築を行い、季節変化の再現を確認できた。
日本南岸黒潮大蛇行流路海域(潮岬の東側)では、東経138度線に沿った黒潮横断定線観測の既往データを整理、解析し、黒潮強流帯における硝酸塩の水平輸送量の季節平均値を算出した。季節平均場として東向きの地衡流量が見られる南北幅200kmの範囲について海面から等密度面27.5σθまで積算すると、硝酸塩の水平輸送量は約440kmolNs-1であり、有意な季節変動は確認できなかった。

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

大洋スケールの栄養塩輸送は計画通り、亜熱帯循環の一部である黒潮の上流から下流への輸送ルートを特定でき、北太平洋における栄養塩輸送、さらに循環過程の定量化に貢献できる。
ルソン海峡周辺では、黒潮の流量変動は従来から示唆されている太平洋規模の風系変動とともに、局所的な中規模渦の影響に著しく影響されており、黒潮は北赤道海流を上流とする北太平洋亜熱帯循環系の一部であると同時に、局所的な再循環系の一部であると考えるのが妥当であると結論される。さらに、ルソン海峡に進入した中規模渦活動が台湾海峡の通過流量に果たす役割も解明することができた。従来、台湾海峡の通貨流量変動は基本的に季節風変動に支配されていると考えられてきたが、今回初めて、中規模渦活動の影響を指摘したこと。また、こうした中規模渦活動は台湾海峡周辺の栄養塩変動にも影響することも示した。
東シナ海陸棚では、栄養塩濃度の長期変化以外に、東シナ海からの栄養塩及び有機物の流出に関するモデル研究も行った。その結果、東シナ海から黒潮流域への有機窒素の輸送量は2.4kmol/sであることがわかり、東シナ海のcontinental shelf pumpの役割を確認できた。
日本南岸黒潮安定流路海域では計画通りで高解像度流動モデルが構築された。
日本南岸黒潮大蛇行流路海域では、栄養塩輸送量を観測データより解明し、上流域とのつながりが議論できるようになった。

今後の研究の推進方策

大洋スケールの栄養塩輸送について、今年度の成果を論文にまとめるとともに、栄養塩輸送及び栄養塩濃度の経年変動に関わる物理プロセスの解明に努める。ルソン海峡付近では、栄養塩輸送について中規模渦の寄与を調べていく。東シナ海陸棚域では、数値モデルより黒潮流域から大陸棚へ、大陸棚から黒潮流域への栄養塩及び有機物の輸送量を検証するとともに、黒潮流域における栄養塩濃度、特に硝酸塩濃度とリン酸塩濃度の異なる長期変化に対する寄与を解明する。日本南岸黒潮安定流路海域では、流動モデルの高度化を行うとともに、低次生態系モデルの導入を進める。日本南岸黒潮大蛇行流路海域では、観測データの解析から、経年変動を調べるとともに、必要に応じて数値モデル結果の解析も視野に入れる。

次年度使用額が生じた理由

事情により、雇用する予定の研究補助員が辞退したため、人件費が未使用となった。また、購入する予定の計算サーバーを安い機種に変更することより、物品費の一部が未使用になった。

次年度使用額の使用計画

次年度に博士課程学生への研究補助に一定な人件費が発生する予定である。また、成果発表に一定な旅費が必要である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Effects of the STCC eddies on the Kuroshio based on the 20-years JCOPE2 reanalysis results2015

    • 著者名/発表者名
      Chang, Y., Y. Miyazawa, and X. Guo
    • 雑誌名

      Progress in Oceanography

      巻: unknown ページ: unknown

    • DOI

      10.1016/j.pocean.2015.04.006

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of mesoscale eddies on the Taiwan Strait Current2015

    • 著者名/発表者名
      Chang, Y., Y. Miyazawa, and X. Guo
    • 雑誌名

      Journal of Physical Oceanography

      巻: unknown ページ: unknown

    • DOI

      10.1175/JPO-D-14-0248.1

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 138度定線の黒潮横断面における硝酸塩の水平輸送量2015

    • 著者名/発表者名
      廣江 豊, 小松幸生, 児玉武稔, 市川忠史, 渡邊朝生, 安田一郎, O-line観測チーム
    • 学会等名
      日本海洋学会2015年度春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大学(東京都・品川区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-25
  • [学会発表] 黒潮親潮移行域における硝酸塩の水平輸送量の収支2015

    • 著者名/発表者名
      小松幸生, 廣江 豊, 安田一郎, 増島雅親
    • 学会等名
      日本海洋学会2015年度春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大学(東京都・品川区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-25
  • [学会発表] 黒潮の栄養塩輸送及びその東シナ海の基礎生産に与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      郭 新宇,王 玉成,趙 亮
    • 学会等名
      2015年度水産海洋シンポジウム豊かな魚類生産を支える黒潮 -その生物生産の仕組みと変動機構-
    • 発表場所
      東京海洋大学(東京都・品川区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-21
  • [学会発表] Abrupt change in the plankton community in the Kuroshio region of the East China Sea associated with the Kuroshio frontal eddy2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshie, N., Sakamoto, K., Nakagawa, M., Tsutsumi, E., Guo, X.
    • 学会等名
      AOGS
    • 発表場所
      ロイトン札幌(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-08-01
  • [学会発表] Water and nutrient exchange between the continental shelf and the Kuroshio region in the East China Sea and its transport to downstream of the Kuroshio south of Japan2014

    • 著者名/発表者名
      Guo, X., Wang, Y.C.
    • 学会等名
      AOGS
    • 発表場所
      ロイトン札幌(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-08-01
    • 招待講演
  • [学会発表] Downstream transport of nutrient by the Kuroshio and its temporal and spatial variations2014

    • 著者名/発表者名
      Guo, X., and Zhu, X.-H.
    • 学会等名
      IMBER Open Science Conference
    • 発表場所
      Bergen(Norway)
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-27
  • [学会発表] Influence of nutrients with different sources on nutrient distribution and primary production in the East China Sea2014

    • 著者名/発表者名
      Guo, X., Wang, Y.C, Zhao, L., and Zhang, J.
    • 学会等名
      IMBER Open Science Conference
    • 発表場所
      Bergen(Norway)
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-27
  • [学会発表] 黒潮域におけるマルチ観測の新展開22014

    • 著者名/発表者名
      小松幸生
    • 学会等名
      東京大学大気海洋研究所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(千葉県・柏市)
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-05-30
  • [学会発表] Interannual variability of Kuroshio nitrate flux and transport along western boundary in the North Pacific2014

    • 著者名/発表者名
      Sasai,Y., H.Sasaki, and M.Nonaka
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜会議センター(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2014-04-28 – 2014-05-02
  • [学会発表] Transport of nutrients by the Kuroshio and its influences on the ecosystem of East China Sea2014

    • 著者名/発表者名
      Guo, X.
    • 学会等名
      10th Cross-strait Ocean Sciences Conference
    • 発表場所
      台北(台湾)
    • 年月日
      2014-04-28 – 2014-05-01

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公開日: 2016-06-01  

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