【研究分野】気象・海洋物理・陸水学

【研究領域課題番号】16K21700 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

北極海 / 慣性振動 / 内部重力波 / 海水 / 乱流混合 / エネルギー散逸 / ウェーブレット / 海氷 / 北極海・チャクチ海台 / 近慣性内部重力波 / エネルギーカスケード / 渦ー波ー乱流の相互作用効果 / 海氷減少 / 地球温暖化 / 海洋物理 / 海洋乱流 / 気候変動

【研究成果の概要】

本研究では、北極海における海氷変動と海洋内部の乱流混合エネルギーについて実態を解明すべく、船舶や係留系を用いた観測を執り行った。海氷が著しく後退する西部北極海に設置した係留系のデータを解析した結果、元来、海洋の乱流エネルギーが小さいと考えられている海域であるにもかかわらず、顕著な内部波や混合エネルギーの存在が確認された。これは、海氷後退の結果、大気と海洋間で熱や運動量の交換が拡大していることに起因する。この変化は、海氷が比較的少ない初夏や結氷初期に、海氷が風に対して敏感に応答することで、海洋上層に同じ周期の波動が発生し、下方伝搬した結果と考えられる。

【研究の社会的意義】

上述のように、地球温暖化の影響で海氷が著しく減少し続ける北極海において、海洋が大気に接する時間が増加することは自明である。変化が著しい北極海において、海洋がこの変化にどのように応答しているのか？と言う問いに対して、係留系を用いた直接的な海氷や海洋流速の現場観測を執り行い、通年におよぶ貴重な実測データを取得した。その詳細なデータ解析から、北極海の海洋では、地球温暖化に端を発した海氷減少の影響がすでに中・深層にまでおよび始めていることを提示できた点は、学術コミュニティのみならず社会全体に与える影響力は決して小さくないと考える。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】25241001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海氷 / 気候変動 / 南極底層水 / 沿岸ポリニヤ / フラジルアイス / 定着氷 / マイクロ波放射計 / ケープダンレー底層水 / 海洋物理 / アデリーランド底層水 / リモートセンシング / 高密度陸棚水 / 酸素同位体 / ロス棚氷ポリニヤ / ビンセネス湾ポリニヤ / 非静水圧モデル

【研究成果の概要】

東南極を中心として、沿岸ポリニヤでの高海氷生成による底層水形成の詳細を明らかにした。南大洋第2の海氷生産域であるケープダンレーポリニヤでは、係留系観測等から、海中フラジルアイス生成による高海氷生産過程や、高密度水が混合・変質して底層水に至る過程を明らかにした。第3の海氷生産域であったメルツポリニヤでは、氷河舌の崩壊によって海氷生産量が半減し、底層水生成が大きく減少していることが示された。これら以外に、東南極ではプリッツ湾及びビンセネス湾でも小規模ではあるが高海氷生産による底層水形成が示され、ポリニヤ高海氷生産（正）と棚氷融解（負）の効果の兼ね合いで底層水形成が決まることも示唆された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31

【配分額】41,990千円 (直接経費: 32,300千円、間接経費: 9,690千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】20221002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

潮汐鉛直混合 / 長期大気海洋変動 / 海洋物質循環 / 海洋生態系 / 海洋 / 海洋物理 / 気候変動 / 物質循環 / 海洋観測 / 乱流 / 国際共同研究・ロシア / 潮汐 / 海洋物理学 / 鉛直混合 / 海洋長期変動 / 千島列島 / アリューシャン列島 / 海洋大循環

【研究成果の概要】

千島列島やアリューシャン列島海峡域において、中深層に及ぶ通常の数千倍の乱流鉛直混合の存在を、観測によって実証した。この大きな潮汐鉛直混合は、鉄や栄養塩等の物質循環を通じて、親潮など北太平洋亜寒帯海域の海洋生態系に大きな影響を与える。さらにその潮汐混合が18.6年周期で変動することによって生じる海洋変動が、日本東方海面水温とアリューシャン低気圧等の大気海洋相互作用を通じて増幅し、太平洋規模の気候・海洋の約20年変動に影響することが、観測・モデルの両面から明らかとなった。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2008 - 2012

【配分額】212,810千円 (直接経費: 163,700千円、間接経費: 49,110千円)

【研究分野】気象・海洋物理・陸水学

【研究領域課題番号】17253004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

潮汐 / 海洋 / 海洋物理学 / 気候変動 / 海洋混合 / オホーツク海 / 乱流 / 親潮・黒潮 / 西岸境界流 / 海洋物理 / 海流

【研究成果の概要】

H19年度においては、昨年度に引き続きロシア船を傭船し、約1週間(2007年8月下旬から9月上旬)にわたり千島列島海域の乱流計を用いた乱流直接観測を行うことができた。本年度観測では、昨年度機器の故障により十分な深さまで観測ができなかったブッソル海況西水道において1日連続観測を行うことができた。また、深い混合が予想されたブッソル海況東水道の1点、昨年度オホーツク海側で実施したウルップ海況太平洋側の3点、及び、ムシル海況4点で1日連続観測を行ったほか、重要な観測点で乱流・CTD観測を行うことができた。これらの観測により、千島列島海域には、一般的な中深層での乱流強度の約1万倍にも及ぶ1000cm2/secを越える鉛直拡散が起きていることが実証された。一方、1日の中でも潮汐流に応じて乱流強度は大きく変化すること、また、場所ごとに大きく変化することが明らかとなった。今後、さらに観測を行うとともに、長期観測データやモデルなどを用いてこの海域全体の寄与を明らかにしてゆく必要があることもわかった。また、これら乱流の直接観測データとCTDで取得された密度の鉛直方向の逆転から得られた間接的に乱流強度を比較した結果、乱流強度1桁の誤差範囲で間接的に乱流強度を見積もることができる手法を開発することができた。さらに、木の年輪から得られた長期気候指標北太平洋10年振動指数PDOに有意な18.6年潮汐振動周期を見出し、潮汐振動と気候との位相関係を明らかにした。これにより、日周潮汐の強い時期に、赤道域ではラニーニャ傾向、日本東方海域では高温、アリューシャン低気圧は弱い傾向になることがあきらかとなった。また、千島列島付近の日周潮汐が強い時期に表層の層厚が薄くなり、それが日本南岸まで伝搬することに関連して、本州南岸沿岸海域の栄養塩が上昇する傾向があることが明らかとなった。このように、千島列島付近および亜寒帯海域の潮汐混合は、広く北太平洋に大きな影響を与えていることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】43,420千円 (直接経費: 33,400千円、間接経費: 10,020千円)