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親潮域・混合域・黒潮続流域の共同集中観測について ‐北太平洋中層水のトンネルを探す‐[第218号]

‐第218号‐
平成13年4月23日

 平成9年度から科学技術振興調整費により実施している総合研究「北太平洋亜寒帯循環と気候変動に関する国際共同研究」(SAGE:Subarctic Gyre Experiment)では北太平洋亜寒帯起源のオーバーターン(大規模な対流現象)の構造と強さの解明を目指して研究を進めてきました。
 本研究の最終年度にあたり、SAGEの第2ワーキンググループ(主査安田一郎東京大学助教授)は、5月から7月にかけて本州東方の親潮域・混合域・黒潮続流域における北太平洋中層水の共同集中観測を行うことをお知らせいたします。SAGEでは過去2回の集中観測(1996年春季と1999年秋季)を行ってきましたが、今回の水産総合研究センター及び気象庁の観測船6隻による広域海洋観測によって北太平洋中層水の年々の形成量の変動を検証するともに、亜寒帯起源の水が亜熱帯域に流れ込む経路(トンネル)を明らかにする計画です。
 得られた海洋観測データをもとに、北太平洋中層水の形成量を算出するとともに、気象庁気象研究所および京都大学の数値モデル実験とあわせ、形成量の変動機構を解明していく予定です。

問い合わせ先
研究開発局海洋地球課
専門職 松本 良浩
電話:03‐3580‐6561(直通)
03‐3581‐5271(内5648)

平成13年4月23日
文部科学省研究開発局海洋地球課

親潮域・混合域・黒潮続流域の共同集中観測について ‐北太平洋中層水のトンネルを探す‐

目的

 文部科学省科学技術振興調整費「北太平洋亜寒帯循環と気候変動に関する国際共同研究」(SAGE:Subarctic Gyre Experiment)の第2ワーキンググループ(主査安田一郎東京大学助教授)は、本州東方の親潮域・混合域・黒潮続流域における北太平洋中層水の共同集中観測(図1)を行います。北太平洋中層水は、北太平洋中緯度域の中層に広がる低塩分で特徴づけられる水(図2)で、二酸化炭素の輸送や気候変動に重要な役割を果たすと考えられています。この北太平洋中層水は、亜寒帯起源(北太平洋亜寒帯やオホーツク海)の低温・低塩な水が、本州東方で亜熱帯起源(黒潮)の高温・高塩な水に混入し形成されていると考えられています(図3)が、その形成量や実際に黒潮続流を越えて亜熱帯域への流れ込む形態(トンネル)については未知のままでした。SAGEでは過去2回の集中観測(1996年春季と1999年秋季)によって、形成量の定量を行いましたが、今回の広域調査によって年々の形成量の変動を検証するともに、精密観測と中層フロートによって亜寒帯起源の水が亜熱帯域に流れ込む経路(トンネル)を明らかにすることを目的としています(図4)。

観測の概要

 本調査では、水産総合研究センターの蒼鷹丸、若鷹丸、北光丸、第三開洋丸(用船)と気象庁の高風丸、凌風丸が観測コア期間5月9日から7月6日(全期間4月20日から7月21日)の間に、図1の示す広域海洋観測を行います。この際、蒼鷹丸は日本初となるMVP(走航式自動連続鉛直プロファイルシステム:約10キロメートル間隔の水温・塩分を走航しながら観測)の広域調査を行い、亜熱帯水へ混入する亜寒帯水の詳細な挙動を調べます。また、蒼鷹丸、若鷹丸、北光丸はLADCP(垂下式音響ドップラー流速計)を用いて、中層の流れを直接測流し、中層水の流量を算出します。さらに、気象庁気象研究所の中層フロートを中層に投入し、中層水の実際の移動経路も測定します。

今後の予定

 調査後は、得られた海洋観測データをもとに、北太平洋中層水の形成量を算出するとともに、気象庁気象研究所および京都大学の数値モデル実験とあわせ、形成量の変動機構を解明していく予定です。

参考資料

航海予定
船名 所属 乗船研究機関 調査期間
高風丸 気象庁函館海洋気象台 函館海洋気象台 4月20日~5月15日
凌風丸 気象庁 気象庁 6月19日~7月21日
蒼鷹丸 水産総合研究センター 中央水産研究所 5月25日~6月9日
中央水産研究所 東京大学
北光丸 水産総合研究センター 東北区水産研究所 5月25日~6月14日
北海道区水産研究所 東京大学
若鷹丸 水産総合研究センター 東北区水産研究所 6月22日~7月6日
東北区水産研究所
第三開洋丸 水産総合研究センター 東北区水産研究所 5月9日~5月21日
(用船)

用語説明

(1)北太平洋中層水

 北太平洋中層水は、北太平洋中緯度域に広域に広がる低塩分で特徴づけられる水で、中層約400~800メートル深に分布し、その上層や下層よりも塩分が低く、塩分極小を形成します。この低塩な北太平洋中層水の起源は、北太平洋亜寒帯循環やオホーツク海などの亜寒帯海域であり、二酸化炭素の輸送や気候変動に重要な役割を果たすと考えられています。本州東方の混合域(親潮と黒潮に挟まれた領域)や黒潮続流域(黒潮が房総半島から離岸し東に流れる領域)では、亜寒帯起源の低温・低塩な水が、亜熱帯起源(黒潮)の高温・高塩な水に混入し、北太平洋中層水を形成すると考えられています。北太平洋中層水の形成量は二酸化炭素の中層への輸送量にも密接に係わっており、世界的に注目されています。

(2)MVP

 Moving Vessel Profiler(走航式自動連続鉛直プロファイルシステム)は、時速約11キロメートルで走航する船から通信ケーブルを内蔵したロープに圧力・温度・塩分を測定するセンサーを取り付けた水中部を自由落下させ、約1000メートルまで降下させた後、自動的に海面まで巻き上げる工程を繰り返し、観測を行います。従来の海洋観測は、船を停止して行い、時間を要するため、測点間距離は25キロメートル程度でしたが、MVPは走航しながら観測するため、短時間に測点間距離約10キロメートルの精密観測を行うことができます。

(3)LADCP

 Lowered Acoustic Doppler Current Profiler(垂下式音響ドップラー流速計)は、音波のドップラー効果(遠のく物体から発する音波が低く聞こえ、近づく物体から発する音波が高く聞こえる現象)を用いて海中の流速を測定するADCPを、船からワイヤーに吊り下げ、海中に投入し、海洋の中・深層部までの流速を測定するシステムです。

(4)中層フロート

 中層フロートは、浮力調節により、海洋中の所定深度を漂う設計されたブイのことで、所定層の水温・塩分・圧力を測定することができます。海洋中の水や物質は、同じ密度の中を移動する傾向にありますので、今回の観測では、北太平洋中層水の密度層に浮力調整するようにシステムを改良し、北太平洋中層水の実際の挙動を追跡できるようにしました。

図1
図1.本州東方の親潮域・混合域・黒潮続流域における北太平洋中層水の共同集中観測の観測点の配置。黒線:蒼鷹丸(MVP)、赤点:高風丸、緑点:北光丸、橙点:凌風丸、青点:若鷹丸、水色点:第三開洋丸。

図2
図2.北太平洋中層水の分布。上面は中層での親潮と黒潮の流れ場を示しており、側面が海洋中の塩分の分布を示しています。NPIW示してあるのが、北太平洋中層水で、深度400~800メートル付近に塩分極小を形成しています。

図3    
図3.北太平洋中層水形成の模式図(Yasudaetal.:1996を参考)。低温・低塩な親潮水(水色)が、高温・高塩な黒潮水(赤)と黒潮続流域で混合し、北太平洋中層水(緑と橙)ができ、中緯度全体に広がっていきます。黒い実線は今回の共同観測線を表しています。

北太平洋中層水についての概要

お問合せ先

研究開発局海洋地球課

-- 登録:平成21年以前 --