Destiny of Arctic ice algae facing rapid sea ice decline

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H03368
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 渡邉 英嗣 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), 副主任研究員 (50722550)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊東 素代 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), 副主任研究員 (60373453) ; 小野寺 丈尚太郎 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), 主任研究員 (50467859) ; 鈴木 淳 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (60344199)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: アイスアルジー / 海氷減少 / セディメントトラップ / 生態系モデリング

Outline of Annual Research Achievements

本課題の3年目である2020年度は，太平洋側北極海に位置するノースウィンド深海平原で設置・回収した多項目係留系（NAP18t）で取得された時系列観測データの分析を進めた．この係留系は超音波氷厚計IPS，超音波多層流向流速計ADCP，クロロフィルセンサー，セディメントトラップ一式で構成した海底設置型の仕様になっており， 2013-2014年に設置したStation NAP13tと同じ観測地点であることから，両期間を比較することで年々変動も含めて議論できる．
また上記の多項目係留系観測で得られた結果を海氷・海洋物理環境と生物地球化学的側面の双方から解釈するために，北極海全域を対象とした海氷海洋物理モデルCOCO4.9に低次海氷海洋生態系モデルArctic NEMUROを結合させた水平5km格子の高解像度版で年々変動実験（2001-2019年）を数多く実施した．さらに国際共同研究IAMIP2 (Ice Algae Model Intercomparison Project phase 2)の枠組みにおいて，共通の初期条件と大気境界条件を与える長期変動実験（1958-2018年）を実施した．この共同研究はFAMOSプロジェクトにて実施したアイスアルジー基礎生産量のモデル間相互比較 (Watanabe et al., 2019) の後継となるもので，引き続き水平25km格子の中解像度版を用いたが，大気境界条件を従来のNCEP-CFSRからIAMIP2で指定されたJRA55-doに差し替えるためにソースコードを改良した．この結果を解析することで，北極海全体で積算したアイスアルジー基礎生産量が1980年代から現在にかけて減少傾向にあり，結氷期間の短縮に伴ってアイスアルジーが生息しにくい環境にシフトしていることが示唆された．

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Tasmania(オーストラリア)
  • Country Name: AUSTRALIA
  • Counterpart Institution: University of Tasmania
• [Int'l Joint Research] Institute of Ocean Science(カナダ)
  • Country Name: CANADA
  • Counterpart Institution: Institute of Ocean Science
• [Int'l Joint Research] University of Alaska Fairbanks(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: University of Alaska Fairbanks
• [Journal Article] Status and trends of Arctic Ocean environmental change and its impacts on marine biogeochemistry: Findings from the ArCS project (2021)
  • Author(s): Kikuchi, T., S. Nishino, A. Fujiwara, J. Onodera, M. Yamamoto-Kawai, K. Mizobata, Y. Fukamachi, and E. Watanabe
  • Journal Title: Polar Science Volume: 27 Pages: 100639
  • DOI: 10.1016/j.polar.2021.100639
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Modeling studies on pan-Arctic ice-algal productivity: Present status and future projection (2020)
  • Author(s): Watanabe, E.
  • Organizer: Japan Geoscience Union-American Geophysical Union (JpGU-AGU) Joint Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Influence of oceanographic condition to transportation of biosiliceous particles in the Pacific side of the Arctic Ocean (2020)
  • Author(s): Onodera, J., E. Watanabe, S. Kimura, K. Mizobata, Y. Tanaka, and N. Harada
  • Organizer: Japan Geoscience Union-American Geophysical Union (JpGU-AGU) Joint Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Introduction of the Ice Algae Model Intercomparison Project phase 2 (IAMIP2) (2020)
  • Author(s): Hayashida, H., M. Jin, N. S. Steiner, N. C. Swart, E. Watanabe, R. Fiedler, A. M. Hogg, A. E. Kiss, R. J. Matear, and P. G. Strutton
  • Organizer: Scientific Committee on Antarctic Research (SCAR) Open Science Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Introduction of the Ice Algae Model Intercomparison Project phase 2 (IAMIP2) (2020)
  • Author(s): Hayashida, H., M. Jin, N. S. Steiner, N. C. Swart, E. Watanabe, R. Fiedler, A. M. Hogg, A. E. Kiss, R. J. Matear, and P. G. Strutton
  • Organizer: Arctic Change 2020
  • Int'l Joint Research