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海洋観測研究センター

大気海洋セミナー

第351回大気海洋セミナー

日時
10月28日 (火) 10:30～11:30
場所
オンライン＋海洋研究棟3F会議室
発表者
清木　亜矢子（CCOAR）
タイトル
2024年夏季の熱帯西部北太平洋域における浅い低塩分混合層の形成とBSISO発達との関係　～MR24-04航海～
要旨
2024年夏季に熱帯西部北太平洋において研究船みらいや無人観測機wave glider等を用いた集中観測が行われ、北半球夏季季節内振動（BSISO）の発達が捉えられた。
従来の研究通り、日射が強く風が弱い特徴をもつ対流抑制期にはSSTが高く、逆に日射が遮蔽され風速が強まる活発期ではSSTが低下する様子が観測された。今回注目すべき点は、その抑制期から活発期への転換期において、強い降水と共に海洋混合層が急激に浅くなり、SSTが急上昇したことである。この一因には、大気対流が活発化し始めるもののまだ組織化しておらず、風の強化や日射の減少がみられなかったことが挙げられる。また、海洋混合層の熱収支解析では、海面熱フラックスの項が転換期のSST上昇に大きく寄与しており、浅い混合層に日射が蓄積されたことがSSTの急上昇を引き起こしたと考えられる。浅い混合層形成の要因と考えられる上層の低塩分シグナルには、降水が第一に寄与していた一方で、水平移流の影響も明らかになった。このような大気と海洋の相互作用が、BSISO対流の発達や伝播に寄与した可能性が示唆される。

第350回大気海洋セミナー

日時
10月27日 (月) 13:30～15:00
場所
オンライン＋海洋研究棟304セミナー室
発表者1
Hugo Bellenger（LMD, France）
タイトル
Some aspects of the air-sea interface and the ocean CO2 sink
要旨
In this talk, I will present findings on two aspects relevant for the global ocean CO2 sink. (i) The first concerns a common bias in all the data-based products estimates that participate to the Global Carbon Budget exercise. This bias originates from neglecting submonthly variations of atmospheric pressure; (ii) The second shows the first results on the effect of biogenic surfactants on the ocean surface brightness temperature on the global scale. These results suggest that surfactants should be the subject of further research as they can impact CO2 air-sea fluxes in coastal productive regions usually targeted for mCDR.

(i) Current estimates of the global ocean carbon sink based on measurements of CO2 fugacity are inconsistent with those obtained from global ocean biogeochemistry models. Here we investigate how this gap might be partially closed by more fully accounting for submonthly variability in observation-based estimates. While these estimates compute the air-sea CO2 flux based on hourly wind speed, other variables have only monthly resolution. Thus they neglect some high-frequency variability from short-term events such as storms. To evaluate this error, we compare fluxes at different temporal resolutions between 2009 and 2018. We find that accounting for hourly variations in atmospheric pressure and daily variations in sea surface temperature decreases the global carbon uptake estimate by 5% (0.12 Pg C yr-1) which is driven by the submonthly covariance between wind speed and atmospheric pressure, particularly in the southern extratropics. This represents 25% of the average gap between observation-based and model estimates.

(ii) We show that the ocean interface cool skin effect is sensitive to the biologic activity reflected by the chlorophyll-a concentration (Chla) in the upper ocean. For this, we used sea surface skin temperatures Tskin retrieved from spectra recorded by the Infrared Atmospheric Sounder Interferometer (IASI) and collocated measurements of drifter bulk temperature Tbulk and Chlorophyll-a concentrations from a daily Copernicus satellite product. The results demonstrate that |ΔT_obs|, with ΔT_obs= Tskin – Tbulk <0, increases with Chla, particularly when the surface wind is weak. This finding is attributed to the hydrodynamic damping of ocean near surface turbulence by biogenic surfactant that leads to an increase of the cool skin thickness. Parametric formulations of the cool skin temperature difference and thickness depending on both wind speed and Chla are proposed. This enables to assess the global impact of biogenic surfactant on interfacial temperature that is mostly a coastal and Arctic phenomenon.

発表者2
Xavier Perrot（LMD, France）
タイトル
Sea surface salinity from space: the long lived SMOS mission
要旨
I will present the history and the specificity of the SMOS satellite. I will then show the different salinity products that SMOS is part of. I will discuss different results that where obtained using this new global time series of sea surface salinity. And I will also discuss the future of the salinity observed from space and some test on the reconstruction of past sea surface salinity using other satellite measurements.

第349回大気海洋セミナー

日時
10月21日 (火) 10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
堀井　孝憲 （CCOAR）
タイトル
インド洋ダイポール現象の衰退に影響するインド洋東部の混合層変動
要旨
2019年に発生した過去30年間で最大のレベルに発達した正のインド洋ダイポール現象（2019 pIOD）の急速な衰退過程に着目して、海洋の混合層深度（MLD）と海面熱フラックスの役割を調べた。2019年は熱帯インド洋のArgo観測が充実しており、2019年の10月から12月頃にスマトラ・ジャワ沖から約500 kmの範囲にわたって浅い混合層が拡がる様子が観測された。この浅い混合層が同じ時期の海面熱フラックスによる加熱に対する水温変化の感度を高めて、東部インド洋の急速な昇温とpIODの終息を促進したことが分かった。
上記の結果に関連して、今回のセミナーでは、再解析データの海面熱フラックスをm-TRITONブイ観測のものと比較・検証した結果を合わせて紹介する。またpIODの場合と逆に負のIOD（nIOD）イベントの衰退期に見られる混合層変動と、それが混合層水温変化に与える可能性についても議論する。

第348回大気海洋セミナー

日時
10月14日 (火) 10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
荻野　慎也（CCOAR）
タイトル
陸共存に起因する気候の記述
要旨
これまで、降水と水蒸気輸送を海岸線からの距離の関数として整理する手法により、全球的な海陸間の水循環の描像を明らかにしてきた。この手法を、水循環に限らず様々な物理量に適用することで、海陸が共存することに起因して形成される気候の様々な特徴を記述、理解することができるのではないかと考え、データ解析を進めている。いくつかの結果を紹介したい。
【予告】

第357回大気海洋セミナー

日時
12月19日 (金) 13:40～16:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
吉川　浩一朗 （京都大学）
タイトル
１．ラングミュア乱流が海面加熱時の混合層深度に及ぼす影響についての数値実験
要旨
近年では、波が引き起こす乱流であるラングミュア乱流が、海面加熱時に混合層を大きく深めている可能性が先行研究(Belcher et al. 2012)で指摘されている。しかしそこでは海面加熱の影響は評価されておらず、波強制の強さを示す無次元数であるラングミュア数のみが注目されていた。さらに地球自転の効果や水面波の波長の効果、波向きと風向きのずれなどについても考慮されていないという問題点がある。
そこで本研究では、上記のパラメータを全て考慮した数値実験を行い、海面加熱時のラングミュア乱流が混合層深度に及ぼす影響をLES数値実験で調べた。扱う6つの有次元数から4つの無次元数を構成し、ラングミュア乱流の影響が無次元数にどのように依存するかを調べた。その結果、先行研究が注目したラングミュア数だけでなく、他の3つの無次元数(熱の強さ、波長の効果、向きのずれを表す無次元数)によっても、ラングミュア乱流の影響が大きく変化することが確認された。さらにこの結果をERA5再解析データとMILA-GPVデータに組み合わせることで、現実海洋でのラングミュア乱流の影響も調べた。その結果、北インド洋や北太平洋、北大西洋、そして南大洋では、ラングミュア数以外の無次元数による変化が確認できた。
タイトル
２．海面加熱時における乱流強度の鉛直分布の観測
要旨
大気から海洋への熱フラックスは日周変動している。夜間は海面冷却によって海面水温 (SST) は低下し、深い混合層が形成される。一方で日中には海面加熱 (日射)によって SST が上昇し、浅い混合層 (Diurnal Warm Layer, DWL) が形成される。この層は全球に広く存在しており (Kawai and Wada 2007)、大気海洋結合モデルではDWLとSSTを適切に再現することが重要であると指摘されている (Brilouet et al. 2021)。したがって、DWL を形成する海面加熱時の海洋表層の乱流混合を理解する必要がある。
そこで乱流強度の指標である、乱流運動エネルギー散逸率εの海面加熱時における強制力依存性を明らかにするため、京都大学防災研究所の観測塔周辺で観測を行った。観測塔付近の海底にADCPを設置し、計測した流速からεを推定した。同時に観測塔に水温計を設置し、混合層深度を計算した。観測塔で計測された大気側のデータも合わせることで、運動量フラックスや熱フラックス、ストークスドリフト速度を計算し、強制力を求めた。混合層内の乱流強度εの強制力依存性を調べた結果、先行研究(Miller et al. 2023)での海洋観測結果と同様に、大気境界層でのスケーリングよりも海面加熱時のεの値は小さかった。ここから、大気境界層と同様のスケーリングでは、海面加熱時の乱流混合を過大評価することが示唆された。

第360回大気海洋セミナー

日時
1月16日 (金) 13:40～16:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
永井　平（水産研究・教育機構）
タイトル
インドネシア多島海の潮汐混合が全球水塊構造に与える影響
要旨
インドネシア多島海は熱帯域において太平洋とインド洋とを結ぶ唯一の海域であり、同海域を通り太平洋からインド洋に向かって流れる海流はインドネシア通過流（ITF：Indonesian Throughflow）と呼ばれている。このインドネシア多島海では強い内部潮汐波が励起され、潮汐混合が活発となることが知られており、潮汐混合に伴うITF の水塊変成は海洋循環、気候変動などに重要な役割を果たすことが指摘されている（Gordon, 2005）。このインドネシア多島海の潮汐混合が全球の大気海洋現象に与える影響に関してはこれまでいくつかの先行研究（e.g., Koch-Larrouy et al., 2010; Sasaki et al., 2018）により数値的に調べられているが、そのいずれもが「現実的な潮汐混合強度分布を組み込んでいないこと」、「海洋構造への影響に関する議論が不足していること」などの課題を抱えている。そこで本研究では、インドネシア多島海における現実的な潮汐混合を組み込んだ準全球海洋大循環モデルを用い、同海域で発生する水塊変成を再現するとともに、その影響が全球にどのように波及するかを議論した。
数値実験の結果より、まず多島海域における潮汐混合はインドネシア周辺海域の海面水温（塩分）を最大で1˚C（0.5psu）程度低下（上昇）させ, 躍層（22𝜎 − 26𝜎）の水温・塩分を最大で0.5˚C, 0.2 psu 程度低下、中層（26𝜎 − 27.5𝜎）の水温・塩分を最大で0.5˚C, 0.2 psu程度上昇させることが示された。これらの応答は先行研究（e.g., Koch-Larrouy et al., 2007）と定性的には同様である。また、その影響はインド洋や赤道・南大西洋にも遠隔的に波及し、同海域の亜表層・躍層（23𝜎 − 26𝜎）の水温・塩分を最大で0.3˚C, 0.1 psu 程度下げることが示された。一方、太平洋においては赤道および東岸付近の亜表層・躍層（24.5𝜎& − 25.5𝜎&）の水温・塩分が最大で0.3˚C, 0.1 psu程度上昇することが示された。発表時にはこれらの水塊構造に影響を与える遠隔効果の物理メカニズムに関しても議論する予定である。

第347回大気海洋セミナー

日時
10月7日 (火) 10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
名倉　元樹（CCOAR）
タイトル
赤道波の弱非線形相互作用に関する研究
要旨
過去の研究の多くは海洋中層の赤道波は線形に伝播すると考えていたが、現場観測と現実的な海洋大循環モデルに基づく私の過去の研究（Nagura and McPhaden 2024, 2025）から、弱非線形性があることが明らかになった。これは弱非線形過程によって赤道波動モード間のエネルギー交換が起こっていることを示唆している。しかし、現実に適用可能な理論の欠如、および現実的なシミュレーションに現れる現象の複雑さから、詳細は分からなかった。そこで、従来の研究が提案した浅水方程式に基づく理論をより現実的なプリミティブ方程式に拡張すると共に、理想化した数値実験を行うことを計画している。発表では、研究の背景について説明し、進捗状況を報告する。また、予備的な結果として、浅水方程式を用いた理論および数値計算の結果を示す。

第346回大気海洋セミナー

日時
9月30日 (火) 10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
趙　寧（CCOAR）
タイトル
Marine heatwave in the Bohai-Yellow Seas enhanced the July 2025 rainstorm in Beijing and its surrounding areas
要旨
Beijing and its surrounding areas (BSA) experienced a record-breaking rainstorm from July 23 to 29, 2025, with area-averaged precipitation reaching 210.4 mm (38% of the annual mean), causing unprecedented loss of life and property. Combining high-resolution WRF simulations and Lagrangian trajectory analysis, we demonstrate that sequential tropical cyclones established a relay-like moisture conduit from the western Pacific to BSA. Particularly, we found that a concurrent marine heatwave in the Bohai-Yellow Seas (BYS) amplified the event, where SST anomalies exceeding the 90th percentile enhanced evaporation, supplying additional moisture to the event. Sensitivity experiments confirm that, without it, the moisture supplied from the BYS would be suppressed by about 25%, which would reduce the rainfall over the BSA region by 22 mm (16.2%). Overall, this study highlights compound tropical cyclone-marine heatwave events as critical amplifiers of coastal rainfall extremes.

第345回横須賀大気海洋セミナー

日時
9月16日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
横井　覚（CCOAR）
タイトル
船舶観測およびメソスケールUSV・係留ブイ観測網データを用いた大気境界層過程の解明
要旨
熱帯海上での深い積雲対流活動は大気境界層からの上昇流によって引き起こされる。積雲対流活動は台風や季節内振動などの大規模大気擾乱との相互作用を通して擾乱の特性や強度の変化をもたらすことを考えると、相互作用の時空間スケールで上昇流がどのように変動するか明らかにすることは重要であるといえる。そこで、「みらい」MR20-E01航海における熱帯西太平洋での定点観測期間中に実施した、3台のWave Gliderと1基のm-TRITONブイを用いたメソスケール大気海洋物理観測のデータを用い、大気境界層内の熱・水・質量収支解析を行って上昇流を診断した。得られた上昇流を、気象レーダーやシーロメーターから見積った積雲対流活動の強度と比較した。また、観測期間中に見られた熱帯低気圧の通過に伴う上昇流の変化をもたらす物理過程について考察した。

第344回横須賀大気海洋セミナー

日時
9月9日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
内田　裕（GOORC）
タイトル
北太平洋底層の長期変化検出の試み
要旨
太平洋底層で大規模な昇温現象が見られるが、そのメカニズムを解明するために、塩分や溶存酸素などの長期変化の検出を試みる。また、高感度な深海用クロロフィル・FDOMセンサーを新たに導入し、溶存酸素の鏡像としてのFDOM長期変化の検出可能性を検討する。

第343回横須賀大気海洋セミナー

日時
9月2日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
川合　義美（GOORC）
タイトル
北太平洋におけるサブダクション・オブダクションの増加傾向
要旨
渦解像の海洋再解析JCOPE-FGOを用いて北太平洋におけるサブダクション・オブダクション率とその経年変動を調べた。平滑化しない場合は平滑化した場合に比べて顕著に大きく、先行研究と整合的であった。平滑化したときの値は現場観測データから作成された格子化データ（MOAA GPV）から計算したものとよく合っていた。平滑化した場合にはトレンドは見られなかったが、平滑化しない場合には有意な増加トレンドが確認されたことから、トレンドはメソスケールの現象に起因すると考えられる。増加トレンドは黒潮続流の北側で明瞭であり、黒潮続流が北上すると北側でサブダクション・オブダクション率が増加するという関係が見られた。

第342回横須賀大気海洋セミナー

日時
8月26日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
永野　憲（CCOAR）
タイトル
太平洋暖水プール東端観測ー「みらい」MR25-01航海報告ー
要旨
太平洋暖水プール東端の大気海洋相互作用に関する知見を得るために、2025年1月〜2月に太平洋赤道域にてTEPEX係留ブイ設置、ウェーブグライダー設置・回収、BGC Argoフロート投入を行い、定点（EQ.,175.5E）にて約2週間のCTD/LADCP観測、TurboMAP観測、ラジオゾンデ観測等を行った。ラニーニャの下での強い東風の中で、表層水塊、表層流とも観測期間中に顕著な変化を捉えることができた。航海概要とその初期解析の結果を報告する。

第341回横須賀大気海洋セミナー

日時
8月19日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
小林　大洋（GOORC）
タイトル
南大洋で運用するアルゴフロートの海氷検知アルゴリズムの評価
要旨
南大洋にてアルゴフロートに使用されている海氷検知アルゴリズム（ISA）の性能を、アルゴおよびアザラシによる観測データ、および衛星観測による海氷密接度を用いて評価した。現行のISAをオリジナルの設定のままで用いた場合、海氷域でのフロートの浮上を確実に防ぐのは難しい。たとえば、Klattらによって導入されたISAは、海氷検知の基準温度（Tcrit）を -1.79°C に設定しており、これにより冬季のフロートの生存率は大幅に向上したが、海氷の検知に38%の確率で失敗し、平均のSICが最大で80%に達する海氷域でもフロートが浮上する可能性がある。そのため、南大洋外洋の季節海氷域における全球海洋観測網を構成するアルゴフロートには、Tcritを「デフォルト」で -1.5°C に変更することを強く推奨する。この設定により、海氷検知の失敗率を10%未満に抑え、フロートが浮上を許される海氷域の平均SICも約25%以下に減少させることが可能となる。海氷との衝突リスクの低減は、フロートの平均寿命を延ばし、最終的には南極海におけるアルゴ観測網の費用対効果を高めることにつながる。ただし、Tcritを -1.5°C より高く設定すると、局所的にISAが年間を通じてフロートの浮上を許可しないというリスクが生じ、特にウェッデル海やロス海ではそのリスクが高まる。

第340回横須賀大気海洋セミナー

日時
8月5日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
纐纈　慎也（GOORC）
タイトル
簡易なニューラルネットによる支配方程式を考慮した流動場推定
要旨
現存量を統計的な関係から推定し、流動場を地衡流などの関係式に従って推定することで循環を診断する方法や海洋循環モデルに観測データを挿入する方法や、観測データに近い海洋循環モデルの解を探す方法など、様々な方法で広域の海洋環境診断が行われている。今回は、水温・塩分などの現存量の分布をニューラルネットで表し、観測データとの誤差、境界条件と保存式、運動方程式との整合性をコストをかけて場を推定する方法（PINN）で海盆スケールの海洋循環の再現を試した。現存量分布のデータはWOA格子を使用しており、比較的簡単な試行的実験ながら、基本的な循環な循環構造を再現可能で疎なデータを利用した内挿（外挿）に使うことも可能であることを確認した初歩的な結果について報告する。

第339回横須賀大気海洋セミナー

日時
7月29日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
土居　知将（GOORC）
タイトル
全球海洋溶存鉄の分布推定における粒子状物質の役割の調査
要旨
海洋における溶存鉄は一次生産に強く関与するが、表層のみならず表層から深層にいたる全層での観測データの空間的・時間的な偏りから、その分布や循環構造の全体像は不明な点が多い。これまでに、鉄のソース・シンクを組み込んだ移流拡散モデルに対し、GEOTRACESによってまとめられた溶存鉄の観測データをグリーン関数法で同化することで、全球スケールでの溶存鉄濃度分布の推定を進めてきた。これまでに、推定精度の向上に向けた取り組みとして、沿岸堆積物や熱水プリュームからの鉄の供給についての地域差を考慮する改良を実施してきた。しかし、溶存鉄の供給源別の内訳をみると、依然として構築したモデルは大気ダストに含まれる鉱物由来の鉄の占める割合が多い状況となっている。今回は、溶存鉄の供給源別内訳のバランスを調査する取り組みの一環として、粒子状物質が鉄循環に果たす役割について簡易的な感度実験を実施して調査したので結果を紹介する。

第338回横須賀大気海洋セミナー

日時
7月22日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
平野　瑞恵（GOORC）
タイトル
Argoフロート展開について
要旨
今年度のArgoフロート展開状況や関連トピックスも交えて報告する。

第337回横須賀大気海洋セミナー

日時
7月15日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
笹岡　晃征（GOORC）
タイトル
「みらい」MR25-02航海（P04W観測線）で得られた溶存有機物に関する初期結果
要旨
有色溶存有機物（CDOM: Colored Dissolved Organic Matter）及び、蛍光性溶存有機物（FDOM: Fluorescent Dissolved Organic Matter）は、海洋の溶存態有機物の一部として海洋の炭素循環に影響を持ち、近年では外洋域の中深層における生物地球化学過程や循環を究明するためのトレーサーとして注目されている。セミナーでは、今年度早々に実施した「みらい」GO-SHIP MR25-02航海（清水港～清水港、2025/04/03-05/12）のP04W観測線における溶存有機物に関する初期結果について報告する。

第336回横須賀大気海洋セミナー

日時
7月8日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
長船　哲史（GOORC）
タイトル
PDOと関連した表層貯熱量変動のメカニズム理解に向けて
要旨
太平洋十年規模振動（Pacific Decadal Oscillation; 以下PDO）は、北太平洋における月偏差海面水温の主要変動モードである。これまでの多くの研究の結果、PDOは単独の物理モードではなく、PDO-likeな変動を引き起こす複数の物理プロセスが関与していると考えられるようになっている。十年以上の長い時間スケールでは、ローカルな外力に対する直接的な応答に加え、大規模な海洋循環の変化も重要な役割を果たすことが指摘されているが、循環変動による寄与についての理解は十分ではない。これまでの研究では、所属グループで実施している長期海洋環境再現実験ESTOCのデータを用い、バジェット解析に基づき、中央〜東部域におけるPDO変動中心における表層貯熱量変動に対する地衡流変動の重要性を示してきた。本発表では、地衡流と水温・密度構造の時間発展をより詳細に解析した結果を紹介し、変動メカニズムについて議論する。

第335回横須賀大気海洋セミナー

日時
6月24日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
Guillaume Maze (Ifremer-LOPS)
タイトル
Exploring Ocean Dynamics and Research Valorisation: A Seminar on Chaotic Variability, Water Mass Structure, and Open-Source Software in Oceanography
要旨
In this seminar, I will present three of my key research topics aimed at fostering discussion and identifying potential collaborative opportunities.

First, I will delve into the chaotic variability of the North Atlantic Subtropical Mode Water. The ocean is not merely a passive responder to atmospheric forcing; it also generates its own variability through chaotic, nonlinear processes. This intrinsic variability, which operates across multiple spatial and temporal scales, complicates the attribution of observed changes to external drivers such as climate change. Using ensemble simulations, we can distinguish between the atmospherically forced component of ocean variability and the part arising from intrinsic ocean dynamics. This presentation will introduce the concept of forced vs chaotic dynamics and discuss recent advances in estimating the chaotic ocean variability of the North Atlantic Subtropical Mode Water.

Second, I will explore the natural contouring of the ocean in regions structured by specific vertical stacks of water masses. The ocean's dynamical balance is not uniform, leading to a complex vertical structure of water masses. I will present the Profile Classification Modeling (PCM) approach, which uses unsupervised machine learning algorithms to characterize this structure and reveal distinct ocean regions. The PCM can be applied to Argo data or any other ocean dataset involving vertical profiles, including biogeochemical (BGC) parameters.

Finally, I will discuss research valorisation, focusing on the levers available to scientists to valorise every step of their work. I will emphasize research software and introduce guidelines to promote good practices in open-source software development that are easily accessible to scientists. I will also present my ongoing work on this topic, particularly as it applies to research software for the (One)Argo infrastructure, the global observation array.

第334回横須賀大気海洋セミナー

日時
6月17日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
佐藤　佳奈子（GOORC）
タイトル
新青丸KS-25-4次航海の概要紹介
要旨
北太平洋亜熱帯モード水上端での生物過程をターゲットとして今年5月2日から12日まで実施された新青丸KS-25-4次航海が実施された。当該航海の概要および当該航海で投入したUVP6搭載フロートによる観測について紹介する。

第333回横須賀大気海洋セミナー

日時
6月10日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
赤松　澪（GOORC）
タイトル
気象庁での業務紹介
要旨
4月に気象庁からの出向職員として着任した。これまで気象庁で経験してきた南鳥島や南極での環境観測業務について紹介する。また、MR25-02のGoShip航海に乗船したことをふまえて気象庁のGoShip航海について紹介する。

第332回横須賀大気海洋セミナー

日時
6月3日(火)10:30～11:30
場所
海洋研究棟3F会議室＋オンライン
発表者
Jonathan Derot（WPI-AIMEC）
タイトル
Development of an alternative method for forecasting chlorophyll a profile based on coupling hydrographic models, satellite data and Machine Learning
要旨
The phytoplankton plays a key role in aquatic environments and can have a direct impact on human health and the economy. These microalgae, which are at the base of the food web, recursively create pollution phenomena in this type of ecosystem, known as HABs (Harmful Algal Bloom). Moreover, numerous studies are beginning to suggest a strong link between global warming and an increase in this type of biological pollution. In this context, it is essential to be able to accurately forecast the dynamics of phytoplankton and to understand more precisely what triggers this type of phenomenon.
Satellite data and hydrographic models have the advantage of being able to cover a very large geographical area, with a substantial amount of data. However, as satellite data is highly dependent on transparency, it is generally impossible to obtain data beyond the first 5 meters. As for hydrodynamic models, they are currently very effective in modeling physical phenomena. However, there are still a few shortcomings when it involves biological compartments, especially in the case of extreme phenomena such as blooms. In parallel, over the last few decades, automated systems have begun to develop more and more and are able to provide information on the entire water column in the form of profiles, with proxies such as fluorescence. However, even if these types of systems can provide a large amount of data, the information remains highly localized geographically.
On the other hand, Machine Learning (ML) models have already demonstrated their ability to forecast phytoplankton blooms on numerous occasions. They also offer the advantage of having no prior assumptions and can easily handle images. It is also important to note that these types of models are too often erroneously considered as black boxes. In fact, the recent development of new methodologies enables us to partially understand the interactions created during their learning phases.
In this context, the working hypothesis is as follows: coupling hydrodynamic models, satellite data and ML models could allow blooms to be forecast based on profiles from automated systems. In a second phase, extracting information from ML models could also help us better understand the link that seems to exist between HABs and global warming.
In order to develop this type of innovative methodology, an initial international partnership has been created with INRAE (French acronym for “National Research Institute for Agriculture, Food and Environment”) in France. Preliminary tests were carried out with a Random Forest (RF) model. The LéXPLORE platform installed in Geneva Lake records a chlorophyll a profile every 2 hours. These profiles are used as the target signal in the RF model. Outputs from the Delft3D hydrographic model and satellite data are used as predictors.
Firstly, predictions are based on qualitative data. In addition, the PDP (Partial Dependence Plot) method is used to extract information on physicochemical forcings. A second partnership with the University of Lorraine and the University of Paris-Saclay is currently being built. The aim of this collaboration is to adapt this methodology to oceanographic data. Above all, it will enable us to take interaction analysis even further, using complex methods such as SHAP (SHapley Additive exPlanations) or causality analysis.
For now, the results obtained with categorical data are very encouraging, with an accuracy of over 0.8. In addition, the incorporation of satellite data further increases this accuracy. The PDP method can also be used to extract temperature thresholds that impact bloom dynamics. This accuracy decreases slightly when continuous data is used as the target signal. In view of the problems inherent in automated systems, some profiles are degraded. We can suppose that this type of problem creates a bias in the learning phase of the ML model, which could explain this drop in accuracy.
To accelerate the achievement of additional results, discussions are in progress with the University of Paris-Saclay, to create an internship on this topic. In addition, interviews have already been conducted at INRAE, and 2 people have been selected. In this context, a Master 2 internship and a postdoc will begin work on this subject very shortly.

第331回横須賀大気海洋セミナー

日時
5月20日(火)10:30～11:30
場所
オンライン
発表者
植木　巌（CCOAR）
タイトル
洋上観測プラットフォームを用いた熱フラックス計測
要旨
熱帯域における大気海洋相互作用の理解に向けて、我々は新たな現場観測ツールの導入と評価を進めているが、今回はフラックス漂流ブイの進捗について紹介する。フラックス漂流ブイでは渦相関法による乱流熱フラックス計測を目指しており、観測項目としては3軸の風向風速計による3成分の風速（20Hz）、気温、相対湿度、気圧、海面水温（それぞれ1Hz）の計測を行う仕様となっている。また、GNSSジャイロに基づく高精度の姿勢計測を行うことで、ブイの移動や動揺による見かけの風速発生に関する補正を行うこととしている。これまでに3度、数日程度の現場試験を行ったが、今回はそれらの結果について報告する。また、海面フラックスの現場データの拡充に向けて議論が進んでいる全球海洋観測システム（GOOS）における自立型洋上プラットフォームによるネットワーク構築に向けた取り組みの進捗についても紹介する。

第330回横須賀大気海洋セミナー

日時
5月13日(火)10:30～11:30
場所
オンライン
発表者
金子　仁（MIO）
タイトル
下北半島北岸における伝播性擾乱について
要旨
むつ研究所では、「津軽海峡周辺域を試験海域とした海況変動の把握・予測と情報発信」のための研究として、海洋短波レーダーや水温計測ブイ、船舶観測によるデータや数値モデルを用いた物理・化学動態の理解に取り組んでいる。これまでの観測を中心とした研究により、津軽海峡東部では夏季から秋季にかけて成層が発達し、津軽暖流が沖合にシフトするとともに、流軸と海岸の間に直径 20km 程度の時計回りの渦状循環が生じることが明らかになってきた。さらに下北半島北岸では、大間埼付近から、むつ研究所周辺にかけて、岸を右手に向かって伝播する日周期の変動シグナルが存在すること、このシグナルがむつ研究所の東方、上記の渦状循環周辺では急激に弱まることも明らかになりつつある。本発表では、海洋短波レーダーや水温係留ブイなどによる観測と、海洋データ同化モデル JCOPE-T 1ks 出力との比較を行った結果等について紹介する。

第329回横須賀大気海洋セミナー

日時
4月15日(火)10:30～11:30
場所
オンライン＋海洋研究棟3F会議室
発表者
茂木　耕作（CCOAR）
タイトル
異なるMJO位相における赤道越え北風サージが降水・循環に及ぼす影響
要旨
インドネシア海大陸域の降水は、MJOと冬季モンスーンに伴う赤道越え北風サージ（CENS）が重なることで大きく変調する。本研究では JRA‑55 再解析（1974/75–2021/22 の 48冬季）から抽出した 89 事例を、MJO位相ごとに合成解析した。
共通結果：位相 4–7 ではジャワ島上の降水が増大し、西風バーストが10S付近へシフト
位相 4–5：海大陸全域で対流が活発化
位相 6–7：豪州北部とフィリピン海で降水が増大
ジャワ海での CENS による局所収束が、MJO後面／前面の背景循環に位相依存で作用していると考えられる。

第328回横須賀大気海洋セミナー

日時
4月8日(火)10:30～11:30
場所
オンライン＋海洋研究棟304セミナー室
発表者
赤澤　文彦（GOORC）
タイトル
海洋モデリングの基盤
要旨
フォーシングデータ作成とChl-a補正ルーチン解析データセットの作成とifremer提供のRファイルコード解析を通じて海洋データ基盤の精度向上を目指す取り組みの紹介をする。