共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 オホーツク海における高解像度海氷・海洋低次生態系モデル開発研究
新規・継続の別 新規
研究代表者／所属 水産研究・教育機構
研究代表者／職名 主任研究員
研究代表者／氏名 中野渡拓也

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 黒田寛 水産研究・教育機構 グループ長

2

 三寺史夫 北大低温研

3

 中村知裕 北大低温研

4

 西岡純 北大低温研

5

 佐伯立 北大低温研

研究目的 我が国に隣接する季節海氷域オホーツク海では、冬季の海氷減少をはじめとした海洋環境の変化が極めて著しく、その海洋生態系や水産資源への影響評価が急務となっている。特に、2000年代半ば以降、日本周辺海域におけるサケの回帰率やサンマの漁獲量が低下しており、長期的な気候変動に伴う海洋環境の変化が冷水性水産資源に影響を及ぼしていることが懸念される。本研究課題では、オホーツク海に特有の物理・化学・生物過程を考慮した低次生態系モデルの研究開発を行うと共に、オホーツク海の海洋環境の変動が海洋生態系に及ぼす影響評価やその将来予測に向けた発展的な議論を深めること目的とする。
　　
研究内容・成果 1．環オホーツク観測研究センターと共同で開発した北太平洋亜寒帯領域における鉄サイクルを含む低次生態系モデルによる過去数十年間のハインドキャスト実験データを用いて、親潮海域におけるリン酸塩濃度の変動要因の分析を実施した。その結果、モデルは親潮海域の観測データに見られる表層リン酸塩の季節変動、および経年変動を定性的に再現しており、その変動要因としてオホーツク海から流出する高栄養塩の水塊移流の影響が重要であることが分かった。

2．北太平洋版の鉄サイクルを含む低次生態系モデルを用いたハインドキャスト実験、及び各気象外力を個別に変化させた感度実験を実施し、オホーツク海の海氷減少に伴う中層循環の弱化や北太平洋の風成循環の変化が北太平洋亜寒帯域における基礎生産量に与える影響を評価した。

3．低次生態系モデルの開発に関しては、海氷融解期におけるオホーツク海南部における海氷中に含まれる溶存鉄の基礎生産量への影響評価に向けて、NPZD-Fe一次元モデルの開発研究を開始した。

4．高解像度海氷・海洋結合モデルの開発については、オホーツク海と西部北太平洋亜寒帯域の領域モデルをベースに海氷パラメータのチューニングを実施し、より現実的な海氷分布の再現に至った。さらに、オホーツク海側の北海道沿岸域で取得された現場観測データを用いた精度評価を実施し、宗谷暖流や東樺太海流等の流動特性についての再現性を確認した。

5． 2021年8月に研究代表者と研究分担者を交えたオンラインミーティングを実施し、研究の進捗状況についての情報共有、及び物理・低次生態系モデルの研究・開発に関わる議論を行った。さらに、年度末においては、北海道大学低温科学研究所において、対面での研究打ち合わせを開催し、今年度の研究成果の報告、及び次年度以降の研究内容、及び方向性についての意見交換を行った。
　　
成果となる論文・学会発表等 [1] Nakanowatari， T.， et al. (2021): Interannual to decadal variability of phosphate in the Oyashio region: Roles of wind-driven ocean current and tidally induced vertical mixing in the Sea of Okhotsk. Prog. Oceanogr.， 197， 102615， https://doi.org/10.1016/j.pocean.2021.102615.

[2] 佐伯ら (2021): 領域海氷-海洋結合モデルに現れる宗谷海峡における表層流の日変動と道東沿岸の海氷分布との関係性について， 北海道大学 低温科学研究所 研究集会「縁辺海と外洋とを繋ぐ対馬暖流系の物理・化学・生物過程」， 札幌，2021年10月.

[3] Mitsudera， H.， et al. (2022): Shiretoko Marine Project on Prediction of Sea Ice Variations due to Climate Change， and its Impacts on Biogeochemical Processes and Marine Ecosystems， The 36th International Symposium on Okhotsk Sea & Sea Ice， Monbetsu， February 2022.