須賀 利雄

マイワシ、マサバ太平洋系群の加入量予測に関わる物理過程の解明のためのデータ解析を行う

有光層およびその直下の海洋物理環境は一次生産の主な支配要因である。しかし、外洋域における表層海洋物理環境の維持・変動過程と一次生産との関係についての知見は、学際的研究の不足や海洋物理データそのものの時間・空間的制約から、限られたものとなっている。一次生産を左右する混合層深度や季節密度躍層強度などの表層物理構造とその時空間変動には、一般に、海面における熱・運動量フラックス、水平移流・混合、鉛直移流・混合が寄与している。異種水塊が接し、強い流れが存在する黒潮続流域および混合水域では、海洋内部の移流・混合の寄与が重要な役割を担うと考えられるが、数日から月のタイムスケールでの一次生産変動へのその寄与には不明な点が多い。本研究では、この海域の表層・亜表層の海洋物理構造を形作る主要な水塊の分布・変質過程を数日～月スケールで把握することにより、表層物理環境維持・変動のメカニズムを解明するとともに、この過程に伴う栄養塩・クロロフィル濃度の時空間変動を明らかにすることを目的とする。

Mode waters are important water masses of exceptionally uniform properties over an extensive depth range, and are present in all Earth’s oceans. In the North Pacific, one mode water, the North Pacific Subtropical Mode Water (NPSTMW), has been observed south of the Kuroshio in the North Pacific. NPSTMW occupies a large volume at subsurface and is renewed by subduction south of the Kuroshio every year. Then NPSTMW recirculates below the surface layers, where the phytoplankton uses nutrients and carbon for its metabolism. Even though they play an important role in the nutrient and carbon oceanic cycles, mode waters are still poorly understood in a biogeochemical perspective. In the framework of the JSPS program, we seek the NPSTMW biogeochemical properties, at large spatial scale and on a decadal timescale, by analysing model solutions from an ocean general circulation biogeochemical model (NEMO-PISCES). Also, observations collected in the North Pacific (Japan Meteorological Agency) will be shown. First, the study is focused on the nutrient budgets within NPSTMW and its impact on the upper layers of the subtropical gyre. Then, the setting and variability of the NPSTMW biogeochemical

有光層およびその直下の海洋物理環境は一次生産の主な支配要因である。しかし、外洋域における表層海洋物理環境の維持・変動過程と一次生産との関係についての知見は、学際的研究の不足や海洋物理データそのものの時間・空間的制約から、限られたものとなっている。一次生産を左右する混合層深度や季節密度躍層強度などの表層物理構造とその時空間変動には、一般に、海面における熱・運動量フラックス、水平移流・混合、鉛直移流・混合が寄与している。異種水塊が接し、強い流れが存在する黒潮続流域および混合水域では、海洋内部の移流・混合の寄与が重要な役割を担うと考えられるが、数日から月のタイムスケールでの一次生産変動へのその寄与には不明な点が多い。本研究では、この海域の表層・亜表層の海洋物理構造を形作る主要な水塊の分布・変質過程を数日～月スケールで把握することにより、表層物理環境維持・変動のメカニズムを解明するとともに、この過程に伴う栄養塩・クロロフィル濃度の時空間変動を明らかにすることを目的とする。

有光層およびその直下の海洋物理環境は一次生産の主な支配要因である。しかし、外洋域における表層海洋物理環境の維持・変動過程と一次生産との関係についての知見は、学際的研究の不足や海洋物理データそのものの時間・空間的制約から、限られたものとなっている。一次生産を左右する混合層深度や季節密度躍層強度などの表層物理構造とその時空間変動には、一般に、海面における熱・運動量フラックス、水平移流・混合、鉛直移流・混合が寄与している。異種水塊が接し、強い流れが存在する黒潮続流域および混合水域では、海洋内部の移流・混合の寄与が重要な役割を担うと考えられるが、数日から月のタイムスケールでの一次生産変動へのその寄与には不明な点が多い。本研究では、この海域の表層・亜表層の海洋物理構造を形作る主要な水塊の分布・変質過程を数日～月スケールで把握することにより、表層物理環境維持・変動のメカニズムを解明するとともに、この過程に伴う栄養塩・クロロフィル濃度の時空間変動を明らかにすることを目的とする。

有光層およびその直下の海洋物理環境は一次生産の主な支配要因である。しかし、外洋域における表層海洋物理環境の維持・変動過程と一次生産との関係についての知見は、学際的研究の不足や海洋物理データそのものの時間・空間的制約から、限られたものとなっている。一次生産を左右する混合層深度や季節密度躍層強度などの表層物理構造とその時空間変動には、一般に、海面における熱・運動量フラックス、水平移流・混合、鉛直移流・混合が寄与している。異種水塊が接し、強い流れが存在する黒潮続流域および混合水域では、海洋内部の移流・混合の寄与が重要な役割を担うと考えられるが、数日から月のタイムスケールでの一次生産変動へのその寄与には不明な点が多い。本研究では、この海域の表層・亜表層の海洋物理構造を形作る主要な水塊の分布・変質過程を数日～月スケールで把握することにより、表層物理環境維持・変動のメカニズムを解明するとともに、この過程に伴う栄養塩・クロロフィル濃度の時空間変動を明らかにすることを目的とする。

Argoデータやその他の現場観測データに統計解析を施し、海面塩分の太平洋の季節変動特性を海域ごとに明らかにし、塩分の経年変動や長期トレンドの理解にも資する。

有光層およびその直下の海洋物理環境は一次生産の主な支配要因である。しかし、外洋域における表層海洋物理環境の維持・変動過程と一次生産との関係についての知見は、学際的研究の不足や海洋物理データそのものの時間・空間的制約から、限られたものとなっている。一次生産を左右する混合層深度や季節密度躍層強度などの表層物理構造とその時空間変動には、一般に、海面における熱・運動量フラックス、水平移流・混合、鉛直移流・混合が寄与している。異種水塊が接し、強い流れが存在する黒潮続流域および混合水域では、海洋内部の移流・混合の寄与が重要な役割を担うと考えられるが、数日から月のタイムスケールでの一次生産変動へのその寄与には不明な点が多い。本研究では、この海域の表層・亜表層の海洋物理構造を形作る主要な水塊の分布・変質過程を数日～月スケールで把握することにより、表層物理環境維持・変動のメカニズムを解明するとともに、この過程に伴う栄養塩・クロロフィル濃度の時空間変動を明らかにすることを目的とする。

日本鯨類研究所が南大洋において実施しているJARPAによる海洋観測資料をデータベースとして整備するとともに、このデータを用いて、南大洋の海洋構造とその年々変動を解明する。

(1)東京と小笠原父島を結ぶ定期航路船「おがさわら丸」に搭載のADCPにより、表層の流速観測を常時行った。、また12月と2月にXBT観測を行った。このモニタリングは、海洋科学技術センターとの共同プロジェクトである。 (2)宮城県教育委員会所属の練習船「宮城丸」により、ハワイ-日本間のXBTモニタリングを10月と3月に行った。 (3)「おがさわら丸」搭載のADCPでこれまで得られたTOLEX-ADCP流速資料から、主要潮流成分を抽出する試みを行った。最大分潮であるM2潮などは抽出できたが、本船は定期航路であるため、S2潮をはじめとするいくつかの潮流成分は適切に抽出できないことが分かった。 (4)TOLEX-ADCP資料と、TOPEX/POSEIDON海面高度計資料を用いて、日本南方黒潮再循流域における渦の場を解析した。合成図解析等により、空間スケール500km、最大流流速15cm/s、周期80日、位相速度6.8cm/sを持つ高・低気圧性渦が、それぞれ年に3－5個伊豆海嶺上を西進していることが分かった。

第Ⅰ期（1997～1999年度）には次のような研究を行った。World Ocean Atlas 1994（WOA）の元となった全ての各層データのうち北太平洋全域について，等密度面座標に依拠した品質管理を行い，不良データを除いたデータセットを作成した．このデータセットを等密度面上で平均化して緯度・経度各1度毎の気候値データを作成した．この気候値データは，WOAと比較して西岸境界域や亜寒帯・亜熱帯境界付近の表層・中層海水分布の詳細な構造を保持しており，最近の精密観測の結果ともよく整合することがわかった．モデルシミュレーション結果はもちろん，SAGEの観測結果との比較にも有効な気候値データといえるだろう． 第Ⅱ期（2000～2001年度）には次のような研究を行った。第Ⅰ期で作成した等密度面平均と高空間解像度を特徴とする北太平洋海洋気候値データHydrBaseを、新たに公開された観測資料を加えて更新した。HydroBaseに収録した個々の鉛直プロファイルから混合層の諸特性を抽出し、緯度経度1～3度程度の平滑化スケールで格子化することにより、高空間解像度の冬季混合層気候値データを作成した。これを用いて、各種モード水を含む主要水塊の形成域・形成過程を明らかにした。これらの気候値データによる水塊の循環と形成に関する知見を基礎に，定線観測資料や海面水温資料の時系列解析を行い，亜寒帯域と亜熱帯域の亜表層をそれぞれ代表する中冷水および中央モード水の数年～10年スケールの変動を明らかにした。

The Upper Ocean Variability in the Midlatitude North Pacific: An Approach to Effective Monitoring Seeking for an effective way to monitor the upper ocean variability with minimum efforts and limited resources, especially for most effective sites where permanent observing stations should be occupied, we have analyzed the historical hydrographic and XBT data to document the variability of the upper ocean thermal condition of the midlatitude North Pacific. Our analysis shows that the upper ocean variability is fairly dominated by the two mode waters: the North Pacific Subtropical Mode Water in the western region or the Kuroshio recirculation region and the North Pacific Central Mode Water in the central to eastern region. The mode waters, characterized as thermostads/pycnostads, are formed in the wintertime thick mixed layer as a result of vigorous air-sea interaction, and then spread beyond their spatially confined formation areas. The mode water properties at a given site vary with reflecting variations of the air-sea interaction and/or the upper ocean circulation. Based on the proper knowledge about characteristics of the mode water formation and circulation, the upper ocean v