高緯度海域である北西部北太平洋は海水温度が低く、荒天時が多いため、特に冬季において二酸化炭素を始めとする物質が大気-海洋間で活発に交換されていると考えられ、海洋における炭素循環に関して重要な海域の一つである。さらに栄養塩の蓄積された深層水の湧昇に関連し、植物プランクトンの基礎生産力が一年中高く、またケイ藻種が優先種であるので、表層で生物により固定された二酸化炭素は多くの物質とともに、中・深層へ活発に効率よく輸送されていると考えられる。また、北太平洋全域北太平洋全域には低塩分で特徴づけられる北太平洋中層水が存在しており、その移動・混合過程は北太平洋の物質循環に重要な役割を果たしていると考えられる。

北西部北太平洋及びその隣接海域において時空間的に連続して生物地球化学パラメ -タ-の観測を行い、粒状物の生成・分解過程、粒状物質/溶存物質/ガス成分の輸送過程、及びその堆積過程を把握し、高緯度海域の地球環境変動に関わる役割を解明する。 本航海では、特に春期ブル-ミング時における物質循環の全体像を明らかにする。

海洋上の降水観測に効果的な「みらい」搭載のドップラ-レ-ダ-を中心観測手段として、海洋上空に発達する対流の発生・維持機構の解明とそれによりもたらされる降水が海洋に与える影響を評価することを目的とした観測研究を実施する。

大気-海洋相互作用が活発な暖水プ-ルの存在する西部赤道太平洋を中心対象海域とした観測研究を実施する。
特に、日米科学技術協定においてもその推進が合意事項となっている米国エネルギ-省が中心となって行う大気放射観測研究の集中観測Nauru-99に参加ナウル島（0.5S167Ｅ)に長期停船して、大気-海洋相互作用において重要な役割を果たす大気境界層を中心に集中的な観測を実施する。

黒潮続流域では、黒潮により低緯度から輸送された熱量が、冬季にシベリアから吹き出す乾燥した低温の大気へと放出されるため、強度の大気海洋相互作用が存在する。 特にシベリア高気圧からの吹き出しの年々変動に連動して、黒潮続流域で形成される"亜熱帯モ-ド水に年々変動が生じる。また,アリュ-シャン低気圧の十年規模気候変動と"有意なシグナルがこの黒潮続流域や混乱水域にも現れるが、これは黒潮（続流）前線と大気循環場の変動が結合した結果であると考えられている。これらの気候変動に関わる大規模大気海洋相互作用には、海洋表層・中層の中規模変動現象が密接に関与するものと考えられる。また黒潮続流域には北太平洋中層水と呼ばれる水塊が存在する。この水塊は二酸化炭素の吸引源との仮設があり、また、中層における亜寒帯域から亜熱帯域・熱帯域への熱塩輸送を担われている可能性がある。このように、気候変動に関わる亜熱帯・亜寒帯域の変動過程には海洋表層・中層の中規模現象が密接に関与すると考えられるため、その変動メカニズムや大気海洋相互作用を解明するための観測研究が重要である。

黒潮続流域における中規模現象（黒潮（続流）の蛇行・中規模渦の変動）や大気海洋相互作用に関わる観測を実施し、気候変動に関わる亜熱帯・亜寒帯域の海洋構造の変動メカニズムの解明を目指す。中規模海洋現象の把握と変動メカニズムの解明のため、系統的な計測を実施する。

現在のモデルでは極域の大気・海洋・陸域の正確な実況とそれらの相互作用に関する知識が不完全であるために、極域の気候システムを非常に粗く扱っている。そこで正確な気候・環境変動の予測とその対策のためには、モデルに組み入れる極域の現場観測デ-タの蓄積と同時に極域特有の諸素過程の解明が必要である。
北極海域には海氷が存在し、「みらい」の運航海域としては制限がある。そこで夏期の海氷が殆ど無い海域となるチュクチ海を中心として、ベ-リング海・ボ-フォ-ト海・東シベリア海にわたっての観測を実施する。

陸棚斜面を横切る観測線においてCTD観測、長期間にわたる係留観測を行い、陸棚斜面上での渦のスケ-ル、強さを評価すると同時に、化学トレ-サ-（ケイ素等）の採 取を行い、渦による水塊交換、混合を評価する。 チュクチ海域に位置するバロ-海谷を実験海域として海谷の内部、陸棚斜面上に立体的に係留系を配置し、海谷を通じての水塊交換、混合を3次元的、定量的に評価する。

南アジアから北東アジアに及ぶ地域において社会的、経済的影響の大きなモンス-ン変動やエルニ-ニョの解明を目的とし西部熱帯太平洋の暖水プ-ル域（将来にはインド洋も含む）における大気と海洋の変動の観測研究を行う。この観測研究では、トライトンブイ、中層ADCP係留ブイの展開が大きなウエイトを占める。
トライトンブイ関係では、東経130度、東経138度の新規展開点での設置、及び東経147度、東経156度の既存展開点のメンテナンスを行う。

TAOとトライトンブイのデ-タを中心とした混合層の熱・水収支、運動量収支の観測を実施する。混合層のメカニズムに対する塩分効果、水平移流、赤道波動による収束・発散の諸問題を解明する。また南半球から暖水プ-ル域へ、暖水プ-ル域からインドネシア多島海を通じての西太平洋からインド洋への水・熱輸送の変動が西太平洋とインド洋の海洋循環に及ぼす影響について解明する。

赤道太平洋域の東側では、卓越した貿易風により深層から海水が湧昇し、これにともなって栄養塩類が有光層内に運ばれるため高生物生産となっていることが知られている。この西側暖水域の低生産、東側昇湧域の高生産の構造は、数年規模の気候変動として有名なENSO(El-Nino-Southern Oscillation：エルニ-ニョ・南方振動）に呼応して大きく変化するが、現在の所、生物学的によく理解されているとは言えない。

基礎生産力、新生産力、植物色素濃度及び、基礎生産に影響を与える因子である栄養塩、溶存酸素濃度、溶存二酸化炭素濃度、海中光を計測し、この海域の特徴を詳細に把握するとともに、基礎生産機構の解明及びその変動を解明する。
また、振興調整費研究『炭素循環に関するグロ-バルマッピングとその高度化に関する国際共同研究」と協力して単に基礎生産機構のみならず、炭素循環における植物 プランクトンが果たす役割を明らかにする。
さらに、人工衛星デ-タを海洋生物学に応用する手法を研究する。

高緯度海域である北西部北太平洋は海水温度が低く、荒天時が多いため、特に冬季において二酸化炭素を始めとする物質が大気-海洋間で活発に交換されていると考えられ、海洋における炭素循環に関して重要な海域の一つである。さらに栄養塩の蓄積された深層水の湧昇に関連し、植物プランクトンの基礎生産力が一年中高く、またケイ藻種が優先種であるので、表層で生物により固定された二酸化炭素は多くの物質とともに、中・深層へ活発に効率よく輸送されていると考えられる。また、北太平洋全域北太平洋全域には低塩分で特徴づけられる北太平洋中層水が存在しており、その移動・混合過程は北太平洋の物質循環に重要な役割を果たしていると考えられる。

北西部北太平洋及びその隣接海域において時空間的に連続して生物地球化学パラメ-タ-の観測を行い、粒状物の生成・分解過程、粒状物質/溶存物質/ガス成分の輸送過程、及びその堆積過程を把握し、高緯度海域の地球環境変動に関わる役割を解明する。
本航海では、冬季の北部北太平洋で起こる物質循環の諸過程を明らかにする。

南アジアから北東アジアに及ぶ地域において社会的、経済的影響の大きなモンス-ン変動やエルニ-ニョの解明を目的とし西部熱帯太平洋の暖水プ-ル域（将来にはインド洋も含む）における大気と海洋の変動の観測研究を行う。この観測研究では、トライトンブイ、中層ADCP係留ブイの展開が大きなウエイトを占める。
トライトンブイ関係では、東経147度、東経156度の展開点での設置回収、及び必要に応じ既存展開点のメンテナンスを行う。さらに、東経165度の中層ADCP、TAOブイのメンテナンスを行う。

TAOとトライトンブイのデ-タを中心とした混合層の熱・水収支、運動量収支の観測を実施する。混合層のメカニズムに対する塩分効果、水平移流、赤道波動による収束・発散の諸問題を解明する。また南半球から暖水プ-ル域へ、暖水プ-ル域からインドネシア多島海を通じての西太平洋からインド洋への水・熱輸送の変動が西太平洋とインド洋の海洋循環に及ぼす影響について解明する。