Mixing processes, nutrient transport, fundamental structure of ecosystem in the Kuroshio and its origin area

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Ocean Mixing Processes: Impact on Biogeochemistry, Climate and Ecosystem
• Project/Area Number: 15H05821
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: Guo Xinyu 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (10322273)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松野 健 九州大学, 応用力学研究所, 学術研究員 (10209588) ; 遠藤 貴洋 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (10422362) ; 張 勁 富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (20301822) ; 市川 香 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (40263959) ; 中村 啓彦 鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 教授 (50284914) ; 千手 智晴 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (60335982) ; 堤 英輔 東京大学, 大気海洋研究所, 特任助教 (70635846)
• Project Period (FY): 2015-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: 黒潮 / 乱流 / トカラ海峡 / 栄養塩輸送 / 内部潮汐 / 内部波

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to clarify the role of boundary mixing in the material transport and ecosystem along the Kuroshio main current region including its origin area. The method is mainly based on field observations including physical and biogeochemical aspects. Specifically, we chose 4 areas (Luzon Strait, East of Taiwan, shelf edge of East China Sea, and Tokara Strait) along the Kuroshio main current and finished a total number of 14 field observations, in which we observed the vertical turbulent mixing and biogeochemical variables at selected stations and kept some mooring stations for ocean current. As a general fact, these observations demonstrated strong vertical mixing and upwelling around the islands and seamounts that are caused by the interaction between the strong Kuroshio current and the topographic obstacles. The upward nutrient flux due to the strong vertical mixing and upwelling likely plays an important role in maintaining the rich ecosystem along the Kuroshio.

Free Research Field

海洋物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

黒潮流域の中で、海峡部など顕著な海底地形が存在する海域で、その他の海域に比べて、大きいところでは100倍以上のエネルギー散逸が生じていることを再現性の高い観測から示したことは、黒潮の挙動、特に局所的なエネルギー消散を評価するうえで大きな影響を与える。さらに、黒潮全体を含むより大規模な現象に関わる高精度のモデリングに対しても、エネルギー消散のパラメタリゼーションの高度化に波及することが期待できる。乱流混合の生物生産に対する役割について、定量的な評価を得たことは、栄養塩の少ない黒潮域になぜ多くの生物が生息するのか、いわゆる黒潮パラドックスに対する答えを得る一つの道筋を示した。