ベーリング海グリーンベルトの生物生産を支える水塊輸送・混合に関する研究

支持白令海绿带生物生产的水质量输送和混合研究

基本信息

批准号：
12J10483
负责人：
田中雄大
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

ベーリング海グリーンベルトは、南東部陸棚縁辺に沿って存在する高生物生産帯であり、陸棚海底付近と陸棚縁辺沖での強い鉛直混合による下層からの硝酸塩・鉄供給が、その持続的な高生産に大きく寄与する可能性がこれまでの我々の観測によって示唆されている。本年度は、昨年度から引き続き、観測された鉛直混合強度の空間分布の代表性や潮汐流との対応を明らかにする事を目標に研究を行った。昨年度から行っている3次元潮汐モデルを用いた数値計算結果から、陸棚緑辺周辺の強い潮汐混合・エネルギー散逸が峡谷城を中心に斜面域に普遍的に分布する事が示され、観測された陸棚底層と陸棚縁辺沖表亜表層での強い鉛直混合が、それぞれ主に日周、半日周期の内部潮汐流に伴う流速鉛直シアの強化に起因する可能性が示唆された(Tanaka et al. 2013、本年度JGRに発表)。また、おしょろ丸航海で行った乱流集中観測データから得られた日平均鉛直混合強度の鉛直断面分布は、これまで行った1測線1回のみの観測から得られた分布と整合的であり、陸棚縁辺から約15km沖内の観測点の約60-80m深では、平均鉛直拡散係数、平均エネルギー散逸率共に極大となっていた。陸棚縁辺沖約10kmの点では、日周・半日周潮汐流を分解するため、1日6回の流速観測も併せて行った。流動場は、日周・半日潮流成分の寄与が大きく、特に60-80m深では、半日周潮流が卓越していた。この潮流が卓越する水平流速鉛直シアと乱流エネルギー散逸率には有意な正の相関関係が検出され, 大きな鉛直混合・エネルギー散逸が、潮流による流速鉛直シアに起因する事が示唆された。陸棚縁辺沖で亜表層から表層に供給される乱流鉛直溶存鉄フラックスは、等密度面に沿って陸棚からグリーンベルト表層へ水平輸送される溶存鉄フラックスと同オーダーと見積もられた。この事から、鉛直混合による下層からの鉄供給が、一次生産の維持に対して重要な寄与を果たす事が示唆された。

白令海绿带是沿东南陆架边缘存在的生物高产区，靠近陆架海底和陆架边缘近海，由于强烈的垂直混合，来自下层的硝酸盐和铁的供应是白令海绿带持续高产的原因。到目前为止，我们的观察表明，它可能对生产做出重大贡献。今年，继去年的基础上，我们开展了研究，目的是明确观测到的垂直混合强度的空间分布的代表性及其与潮流的对应关系。去年以来利用三维潮汐模型进行的数值计算结果表明，在谷堡周围的斜坡区域，陆架绿缘周围强烈的潮汐混合和能量消散现象普遍存在。推测在陆架底层和陆架边缘近海的地下层观察到的强烈垂直混合可能是由于垂直切变分别随着日间和半日间内潮流的加强而产生的。（田中等人，2013 年，今年在 JGR 上发表）。此外，在大昭丸号邮轮上进行的湍流密集观测数据得到的日平均垂直混合强度的垂直剖面分布与之前仅通过一条样线观测得到的分布一致，都是平均垂直扩散。系数和平均能量耗散率在距离陆架边缘近海约15 km的观测点深度约60-80 m处达到最大值。在距陆架边缘海岸约10公里处，每天还进行六次海流速度观测，以解析昼夜和半日潮汐流。流场主要受日流和半日潮流分量的影响，其中半日潮流在60~80 m深度尤其占主导地位。潮流主导的水平流速和垂直剪切与湍流能量耗散率之间存在显着的正相关关系，表明较大的垂直混合和能量耗散是由潮汐流引起的流速和垂直剪切引起的。潮流。据估计，从地下层供应到陆架边缘外的表层的湍流垂直溶解铁通量与沿着等密度表面从陆架水平输送到绿化带表层的溶解铁通量具有相同的数量级。这表明通过垂直混合从下方供应铁在维持初级生产中发挥着重要作用。