共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 日本周辺海域における物理現象が海洋生物に及ぼす影響の解明
新規・継続の別 新規
研究代表者／所属 北海道大学水産科学研究院
研究代表者／職名 教授
研究代表者／氏名 笠井亮秀

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 中村知裕 北大低温研 講師

2

 唐木達郎 筑波大学生命地球科学研究群 特任助教

研究目的 海洋の生産を支える植物プランクトンへの栄養塩の供給には渦や地形性の湧昇などの流動構造が深く関わっていると言われている。本研究の対象海域である津軽海峡の流動構造は，津軽暖流に潮汐や地形が影響し，時空間的に非常に複雑な様相を見せる。さらに，津軽海峡の東側では，貧栄養の津軽暖流水と富栄養の親潮系水が隣接し，混合している。そのため，津軽海峡の津軽暖流域にはサブメソスケール渦により親潮系水の高濃度の栄養塩が供給されていると予想されるが，その実態は明らかになっていない。そこで本研究では，サブメソスケール渦が低次生産に及ぼす影響を評価することを目的とした数値実験を行った。
　　
研究内容・成果 数値実験で用いた流動モデルには，気象条件や潮汐，河川からの淡水流入の影響も考慮されている気象庁のJPNモデルをダウンスケーリングし，現実の海況をより精度よく再現できるモデルを採用した。低次生態系モデルにはNPZDモデルを用いた。日射は気象庁のMSMデータセットから与えた。本研究では春季ブルームのシーズンである3月の結果を解析した。モデルのキャリブレーションには，JAMSTECむつ研究所（青森県関根浜）での観測結果やMODIS-AQUAによる衛星観測の結果を用いた。キャリブレーションの結果，対象期間の3月のNO₃ 濃度及びChl.a 濃度は同程度のオーダーで観測値を再現できた。また，本研究では潮汐による流動構造の変化による低次生態系への影響を捉えるために，大潮と小潮の違いに着目して解析を行った。
数値実験の結果，白神岬で形成される小規模な渦が低層の栄養塩を湧昇させる様子が再現された。白神岬で形成される渦は，潮汐による通過流の強化された際に形成されることから，津軽海峡内の低次生産は潮汐に伴う時空間的に複雑な流動構造に影響を受けていると考えられる。さらに，津軽海峡の東側ではNO₃濃度の高い低層の親潮系水がサブメソスケール渦により水深 150-300 m で津軽暖流域に巻き込まれ，渦の北東側に位置するシルで有光層に湧昇する様子が再現された。この渦は低層の親潮系水を巻き込むと同時に沿岸の植物プランクトンを取り込み，親潮系水が湧昇していると考えられる海域での生産ポテンシャルが増加した。これらのことから，津軽海峡で形成されるサブメソスケール渦は低次生産を向上させていると考えられる。
　　
成果となる論文・学会発表等 佐藤寛通・唐木達郎・坂本圭・山中吾郎・高木力・笠井亮秀，津軽海峡で形成されるサブメソスケール渦が低次生産に及ぼす影響。2023年度水産海洋学会研究発表大会，2023年11月11日。