海洋生態系モデル班
海洋生態系モデル班 成果報告
連携研究者：JAMSTEC渡邉 英嗣ポストドクラル研究員
１．研究方法
北極海を対象とした海氷海洋物理モデルCOCO最新版(ver. 4.9)に低次海洋生態系モデルNEMURO（パラメータ設定は北極海仕様に変更）を組み込み、海氷縁後退に伴う海洋生態系の応答を物理的側面と生物化学的側面の両方から明らかにしていく。これまでに北極海全域を対象とした水平25 km格子の中解像度版に現実的な大気境界条件を与えた年々変動実験（1979-2012年）、およびその結果を初期条件として水平5 km格子の渦解像版を駆動した季節変動実験 (2010年)を試験的に実施している。
２．研究経過
沿岸流・渦活動・湧昇などの背景物理場が低次生態系に果たす役割を明らかにするために、北極海全域を対象とした水平5㎞格子の高解像度大循環モデルを整備し、陸棚海底起源の栄養塩の海盆域への拡がり等を議論できる体制を整えた。それに関連して、西部北極海に多く存在する中規模渦が基礎生産に及ぼす役割について論文や複数の学会で報告した。また本プロジェクトでノースウィンド深海平原に係留しているセディメントトラップで得られた生物由来物質の時系列変化に対するサブ海盆スケールの水塊輸送の重要性を示唆した。他国で運用されている３次元生態系モデルの殆どは背景物理場の水平解像度が数十㎞と粗く、海盆スケールの循環場でさえ再現性が十分とは言えない。その点、本研究で用いる物理生態系結合モデルは世界最高レベルの解像度で実装されており、渦から大循環に至るまで幅広い空間スケールで物理場と生態系の関係を議論することができ、ブレイクスルーが期待される。
西部北極海物理生態系結合モデルで計算されたクロロフィル濃度分布（海面値，mmol-N/m3）
３．今後の展望
本プロジェクトのメインターゲットである「海氷減少に対する生態系の応答」をより詳細に明らかにする数値実験および解析を行う。具体的には、海面での短波吸収量，海氷融解に伴う淡水フラックス，海氷海洋間応力などの増減が海洋生態系に及ぼすインパクトに関して各種感度実験を通じて評価する予定である。
４．成果発表
（１）論文発表
【査読付き論文】
［主筆論文］
Watanabe, E., M. J. Kishi, A. Ishida, and M. N. Aita (2012) Western Arctic primary productivity regulated by shelf-break warm eddies Journal of Oceanography, 68, pp703-718, doi:10.1007/s10872-012-0128-6
Watanabe, E. (2013) Linkages among halocline variability, shelf-basin interaction, and wind regimes in the Beaufort Sea demonstrated in pan-Arctic Ocean modeling framework Ocean Modelling, doi:10.1016/j.ocemod.2012.12.010, in press
Watanabe, E. and M. Ogi (2013) How does Arctic summer wind modulate ocean heat balance in sea ice reduction zone? Geophysical Research Letters, in press
［共同執筆論文］
Ivanov V. and E. Watanabe (2013) Does Arctic sea ice reduction foster shelf-basin exchange? Ecological Applications, doi:10.1890/11-1069.1, in press
（２）著書
渡邉 英嗣 (2012)
西部北極海における太平洋起源水輸送に着目した渦解像モデリング研究
月刊海洋504, pp577-585.
『生物地球化学過程に果たす環オホーツク圏の海洋循環・物質循環の役割 - IV』
（３）学会発表等
【国際学会】
２０１２年７月
Watanabe, E., M. J. Kishi, A. Ishida, and M. N. Aita
Can Beaufort shelf-break eddies alter biological regimes in the western Arctic basin?
ASLO Aquatic Sciences Meeting
大津，口頭発表
２０１２年１０月
Watanabe, E., M. J. Kishi, A. Ishida, M. N. Aita, and T. Terui
Biological hot spots emerging along the pathway of Pacific summer water in the western Beaufort Sea
PICES Annual Meeting
広島，招待講演
２０１３年１月
Watanabe, E., M. J. Kishi, N. Harada, J. Onodera, and T. Terui
Modeling study on biological hot spots in the western Arctic: Impact of shelf water transport
Ecosystem Studies of Sub-Arctic Seas (ESSAS) Annual Science Meeting
函館，口頭発表
２０１３年１月
Terui T., Watanabe, E., and M. J. Kishi
Modeling study on biological hot spots in the western Arctic: Impact of ice algae and amphipod
Ecosystem Studies of Sub-Arctic Seas (ESSAS) Annual Science Meeting
函館，口頭発表
２０１３年１月
Watanabe, E., and M. Ogi
How does Arctic summer wind modulate ocean heat budget in sea ice reduction zone?
Third International Symposium on the Arctic Research (ISAR-3)
東京，招待講演
２０１３年１月
Harada, N., K. Kimoto, J. Onodera, E. Watanabe, M. Honda, M. J. Kishi, S. Chiba, T. Kikuchi, Y. Tanaka, M. Sato, K. Saruwatari, F. Ito, Y. Shiraiwa, K. Matsuno, and .i Yamaguchi
Catastrophic reduction of sea-ice in the Arctic Ocean: Its impact on the marine ecosystems in the polar region
Third International Symposium on the Arctic Research (ISAR-3)
東京，招待講演
２０１３年１月
Terui T., Watanabe, E., and M. J. Kishi
Development of a lower trophic level ecosystem model for Arctic Ocean
Third International Symposium on the Arctic Research (ISAR-3)
東京，ポスター発表
２０１３年２月
Watanabe, E., and M. Ogi
Impact of Arctic summer wind on ocean heat budget in sea ice reduction zone
International Symposium on Okhotsk Sea and Sea Ice
紋別，口頭発表
２０１３年３月
Watanabe, E.,
Arctic modeling study on bio-physical hot spots along the pathway of Pacific water
Gordon Research Conference on Polar Marine Science
Ventura, California, U.S.A., 招待講演
【国内学会・シンポジウム】
２０１３年１月
渡邉 英嗣，若松 剛
北極海データ同化の国際的動向と将来展望
北極海研究集会 『極域海洋学の５～１０年後を見据えた研究提案』
東京，口頭発表
２０１３年３月
渡邉 英嗣，照井 健志，岸 道郎
北極海盆域の生態系ホットスポットに関するモデリング研究
日本海洋学会春季大会 シンポジウム 『急激な海氷減少と北極海海洋生態系の変化Ⅱ』
東京，口頭発表
２０１３年３月
照井 健志，渡邉 英嗣，岸 道郎
北極海における海氷・海洋生態系モデルの開発
日本海洋学会春季大会 シンポジウム 『急激な海氷減少と北極海海洋生態系の変化Ⅱ』
東京，口頭発表
２０１３年３月
渡邉 英嗣，岸 道郎，原田 尚美，小野寺 丈尚太郎，照井 健志，
北極海カナダ海盆域の低次生態系に対する陸棚水輸送のインパクト
日本海洋学会春季大会 極域セッション
東京，口頭発表
５．新聞掲載などの情報
（１）学会活動
＊日本海洋学会ニュースレター 第２巻 第１号
Ocean Sciences Meeting 2012報告（高緯度域セッション担当）
＊北極海研究集会「極域海洋学の５～１０年先を見据えた研究提案」開催
JAMSTEC東京事務所（２０１３年１月１８日）
北極環境研究コンソーシアム後援
（２）アウトリーチ
＊ＮＨＫスペシャル 『フローズンプラネット （２０１２年８月放送）』 制作協力
＊JAMSTEC地球環境シリーズ講演会『急激な北極域の変化と地球環境への影響』
ポスター発表 『北極海洋生態系 - 今と未来 -』（２０１２年１１月１３日開催）
＊JAMSTEC機関誌 Blue Earth 120号 『温暖化に直面する北極域生態系の急変』 取材協力（２０１２年１２月刊行）
＊海遊館 企画展 （２０１３年３月～２０１４年４月・予定）制作協力
