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RESEARCH
AND
DEVELOPMENT
研究開発体制

Research Institute for Global Change地球環境部門

地球環境変化の「現在」を把握し、「将来」を予測するための研究開発を通して国際貢献に繋げる

地球温暖化、海洋の酸性化、プラスチック汚染などの地球規模の課題の解決に貢献するため、国際的な研究プロジェクトなどを主導し、海洋表層から深層まで、さらには海洋にかかわりの深い大気・陸域を含めた統合的な観測を実施し、得られたデータを活用して季節単位や百年単位などの短・中・長期的な将来予測に取り組みます。
研究成果については、国連気候変動枠組条約(UNFCCC)・パリ協定、ユネスコ政府間海洋学委員会(IOC)、気候変動に関する政府間パネル(IPCC)、北極評議会(AC)などの国際的なフレームワークを通して積極的に発信し、国連持続可能な開発目標(SDGs)、特に目標13(気候変動に具体的な対策を)や目標14(海の豊かさを守ろう)等の達成や、我が国の政策課題の達成に貢献します。

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地球環境変化の「現在」を把握し、「将来」を予測するための研究開発を通して国際貢献に繋げる

地球温暖化、海洋の酸性化、プラスチック汚染などの地球規模の課題の解決に貢献するため、国際的な研究プロジェクトなどを主導し、海洋表層から深層まで、さらには海洋にかかわりの深い大気・陸域を含めた統合的な観測を実施し、得られたデータを活用して季節単位や百年単位などの短・中・長期的な将来予測に取り組みます。
研究成果については、国連気候変動枠組条約(UNFCCC)・パリ協定、ユネスコ政府間海洋学委員会(IOC)、気候変動に関する政府間パネル(IPCC)、北極評議会(AC)などの国際的なフレームワークを通して積極的に発信し、国連持続可能な開発目標(SDGs)、特に目標13(気候変動に具体的な対策を)や目標14(海の豊かさを守ろう)等の達成や、我が国の政策課題の達成に貢献します。

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主な取り組み

  1. 観測による海洋環境変動の把握と観測技術開発

    研究船、漂流フロート、係留系などを組み合わせた観測網を構築して、海洋物理的·化学的な状態や変化を精密に観測、把握し、海洋諸現象に関する理論構築を通して将来予測の実現に貢献します。さらに、継続的に海洋環境変動を監視するための観測網の最適化、観測機器の小型化·自動化に取り組みます。

  2. 北極域における環境変動の把握と海氷下観測技術開発

    地球温暖化の影響が最も顕著に現れている北極域をフィールドとして観測研究と予測研究に取り組み、海洋と海氷との相互作用などの北極域の気候システムを理解し、将来予測の不確実性の低減に貢献します。また、そのために、これまで困難であった海氷下を観測するための水中ドローンなど新たな観測技術の開発に取り組みます。

  3. 地球表層と⼈間活動との相互作⽤の把握

    海洋の酸性化、昇温、貧酸素化や化学物質による環境汚染など、人間活動が地球表層に及ぼす影響の実態を把握·評価し、将来変化の予測を目指します。このため、対象地域として、我が国にも影響が大きい経済活動が活発な地域や北極域を重点化するとともに、津軽海峡を我が国沿岸域のモデルとして、海洋·大気観測、現場·室内実験、数値シミュレーション等を組み合わせた研究開発に取り組みます。

  4. 地球環境の変動予測

    これまでJAMSTECが開発してきた様々なシミュレーションモデルを引き続き高度化し予測精度を向上させます。さらに、個々のモデルの特徴を活かし、モデル間の連携を深化させることによって、豪雨や台風などの短期的現象、エルニーニョなどの中期的現象、地球温暖化などの長期的現象に関する相互作用など新たな知見の獲得に取り組みます。

  5. 地球環境変動と人間活動が生物多様性に与える影響評価

    地球環境の変化に対し敏感に反応して変化する海洋生物多様性の変動を把握し、人間活動が生態系へ与える影響の評価に取り組みます。特に既知の情報が少ない深海生態系については、環境DNA解析やマイクロプラスチックなど汚染物質計測に係る技術の確立などによってデータを充実させるとともに、統合的な環境影響評価手法の高度化に取り組みます。

RESEARCH INSTITUTE FOR MARINE RESOURCES UTILIZATION海洋機能利⽤部⾨

海洋における物質の循環と資源の成因を理解し、海洋の持続的な利⽤に繋げる

海洋に⽣息する様々な⽣き物や海洋鉱物資源といった物質。私たちが利⽤している海洋の資源と機能は、⽣物、⾮⽣物を問わずまだごく⼀部にすぎません。当部⾨では、海洋の持続的な利⽤に資するよう海洋の研究開発に取り組むとともに、深海・深海底などの環境から得られた試料・データ・技術・科学的知⾒を関連産業に展開することによって、わが国の海洋産業の促進に貢献します。

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海洋における物質の循環と資源の成因を理解し、海洋の持続的な利⽤に繋げる

海洋に⽣息する様々な⽣き物や海洋鉱物資源といった物質。私たちが利⽤している海洋の資源と機能は、⽣物、⾮⽣物を問わずまだごく⼀部にすぎません。当部⾨では、海洋の持続的な利⽤に資するよう海洋の研究開発に取り組むとともに、深海・深海底などの環境から得られた試料・データ・技術・科学的知⾒を関連産業に展開することによって、わが国の海洋産業の促進に貢献します。

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主な取り組み

  1. 海洋生物と生物機能の有効利用

    海洋中の物質循環を精緻に理解するために、海洋生物試料や地質試料など各種試料を用いた化学的・分子生物学的解析を行い、循環を支配する環境的、生理学的、進化的背景を明らかにするとともに、海洋生物資源のありようの定量的な把握を推進します。また、深海の極限環境に適応する過程で生物が獲得した独自の機能の解明を進めます。これまでJAMSTECで確立された分析技術や環境解析の方法論を社会に還元していきます。

  2. 海底資源の有効利用

    海底資源の形成過程を明らかにするために、これまでフィールド調査、試料採集及び分析、データ解析、数値モデル開発などに取り組み、幅広い時空間スケールでの元素濃集などの化学過程と物理過程が複雑に影響することが明らかになりました。さらに、これらの調査手法について化学・物理過程の相関を見いだすとともに得られた科学的知見に基づく海底資源生成モデルを構築し、有望な海域を理論的に予測するための研究開発を実施します。また、得られた知見と技術を関連業界に広く展開することで、海洋産業の発展に貢献します。

RESEARCH INSTITUTE FOR MARINE GEODYNAMICS海域地震⽕⼭部⾨

地震や⽕⼭活動の実態を解明し、災害の軽減に繋げる

海域地震⽕⼭部⾨では巨⼤地震発⽣や⽕⼭噴⽕が危惧されている南海トラフ、⽇本海溝、千島海溝など、地震発⽣帯と⾔われる⽇本周辺海域や⻄太平洋域において、JAMSTECの所有する研究船や様々な海上・海底・海底下観測機器等を⽤いた⼤規模観測を実施し、地震、⽕⼭活動の実態解明を⾏います。さらに、新たな解析⼿法の開発による観測データの最⼤活⽤や、⼤規模かつ⾼精度な数値シミュレーションにより地震、⽕⼭活動の推移予測・将来予測を進めていきます。
また、SDGs目標11(住み続けられるまちづくりを)も念頭に、研究開発により得られた科学的知見を社会 に提供することで災害の軽減に貢献するとともに、地震・津波・火山活動による災害が多発する各国への調査 観測の展開や研究成果の応用を進めます。

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地震や⽕⼭活動の実態を解明し、災害の軽減に繋げる

海域地震⽕⼭部⾨では巨⼤地震発⽣や⽕⼭噴⽕が危惧されている南海トラフ、⽇本海溝、千島海溝など、地震発⽣帯と⾔われる⽇本周辺海域や⻄太平洋域において、JAMSTECの所有する研究船や様々な海上・海底・海底下観測機器等を⽤いた⼤規模観測を実施し、地震、⽕⼭活動の実態解明を⾏います。さらに、新たな解析⼿法の開発による観測データの最⼤活⽤や、⼤規模かつ⾼精度な数値シミュレーションにより地震、⽕⼭活動の推移予測・将来予測を進めていきます。
また、SDGs目標11(住み続けられるまちづくりを)も念頭に、研究開発により得られた科学的知見を社会 に提供することで災害の軽減に貢献するとともに、地震・津波・火山活動による災害が多発する各国への調査 観測の展開や研究成果の応用を進めます。

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主な取り組み

  1. 海域観測による地震発生帯の実態把握

    海底下で発生する地震は、陸域と比較して未だ実態の把握が大幅に遅れています。こうした状況を改善し、地震活動の現状把握と実態解明のために、広域かつ精緻な観測データをリアルタイムで取得する海底地殻変動・地震活動観測技術システムを開発し、展開します。特に、巨大地震・津波の発生源として緊急性や重要性が高い海域を中心に、三次元地殻構造や地殻活動、断層物性、地震活動履歴などの調査を実施し、得られた各種データセットは、我が国の関係機関で活用されるように広く情報提供します。

  2. 地震津波の発生過程の理解とその予測

    地震発生帯の現状把握・長期評価に貢献するため、地震発生帯の調査観測から得られた最新のデータに基づき、地震発生メカニズムの理解やプレート固着の現状把握と推移予測に資する知見を蓄積し、広く社会に発信します。そのために、各種データを統合して地震発生帯モデルを高精度化し、これまでに構築してきた即時津波被害予測システムの高度化を進めます。

  3. 火山及び地球変動要因としての地球内部活動の状況把握と変動予測

    海底火山の噴火は、突発的かつ大規模な災害をもたらし、地球環境への影響も非常に大きいため、これら火山災害の発生予測や地球環境への影響評価が重要です。そのため、地球深部探査船「ちきゅう」などを用いた海洋掘削調査を推進し、火山の活動を支配する地球内部構造、地球内部流体やエネルギーの循環機構、マグマ供給の仕組みなどを、単体の火山からグローバルな規模まで解明します。

RESEARCH INSTITUTE FOR VALUE-ADDED-INFORMATION GENERATION付加価値情報創⽣部⾨

地球システムに隠された未知なる「因果関係」を探る

地球システムの変動と人間活動との「相互関連性」を見いだすために、JAMSTECが行う様々な研究開発の過程で得られる膨大なデータを連携するための手法と、連携されたデータを高効率かつ最適に処理するための数理的解析手法を開発します。
また、様々なニーズに適合した情報を創生し、広く発信することで、政策的課題の解決や持続的な社会経済システムの発展に貢献します。さらには本取組を国内外の関係機関へ拡張することで、より高度で有用な情報を創生するためのフレームワークの構築を目指します。

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地球システムに隠された未知なる「因果関係」を探る

地球システムの変動と人間活動との「相互関連性」を見いだすために、JAMSTECが行う様々な研究開発の過程で得られる膨大なデータを連携するための手法と、連携されたデータを高効率かつ最適に処理するための数理的解析手法を開発します。
また、様々なニーズに適合した情報を創生し、広く発信することで、政策的課題の解決や持続的な社会経済システムの発展に貢献します。さらには本取組を国内外の関係機関へ拡張することで、より高度で有用な情報を創生するためのフレームワークの構築を目指します。

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主な取り組み

  1. 数値解析及びその検証⼿法群の研究開発

    地球システムを構成する多種多様な現象に対し、時間や空間などのスケールが全く異なる様々な研究開発データの規格を統一するためのデータ変換ツールを開発します。その上で、規格統一によって連携が可能となったデータに対して数理的な処理を施すために、時間発展計算やデータ同化などに加えて、AIなど先進的な機能を含む各種の数値解析手法を集めた大規模数値解析基盤システム「数値解析リポジトリ」を開発します。さらに、リポジトリ開発の一環として、数値解析の品質を保証するための検証技術の開発も行います。

  2. 数値解析結果を活用した高度かつ最適な情報創生に係る研究開発

    「数値解析リポジトリ」などによって出力されたデータを効率的に蓄積・管理でき、先端的なデータ解析・分析機能を備えた大規模データシステム「四次元仮想地球」を開発します。この「四次元仮想地球」を使って、 複雑に絡み合う地球システムの相互関連性を発見・解明するとともに、解明した相互関連性を基に利用者ニーズに即して最適化した情報を創生し、より価値のある情報として社会に提供します。

  3. 情報創生のための最適な実行基盤の整備・運用

    「数値解析リポジトリ」及び「四次元仮想地球」の実行基盤として、膨大なデータの取り扱いに適した高速な計算機システム、データサーバ、そしてそれらを接続する高速ネットワークを整備します。さらに、これらの高度化、拡充推進に資するため、実行基盤の整備及び運用は、国内外機関との相互共有も考慮し、セキュリティを確保した上で互換性を重視して進め、他機関との連携を容易にすることでより多くの利用者の獲得を促します。

INSTITUTE FOR EXTRA-CUTTING-EDGE SCIENCE AND TECHNOLOGY AVANT-GARDE RESEARCH超先鋭研究開発部⾨

将来を⾒据えた「挑戦的・独創的」な研究・技術開発

海洋空間という極限的な環境、あるいは地球最後のフロンティアに対し、挑戦的・独創的な研究開発に取り組むことで、将来の「海洋国家⽇本」を⽀える⾶躍知及びイノベーション創出に向けた科学的・技術的な知的基盤の構築を実現していきます。国⺠への科学・技術への興味と関⼼を喚起し、ひいては我が国の科学技術政策の推進に⼤きく貢献します。また、JAMSTECにおける研究開発の基礎を⽀え、異なる分野の連携を促進し、課題解決を加速します。

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将来を⾒据えた「挑戦的・独創的」な研究・技術開発

海洋空間という極限的な環境、あるいは地球最後のフロンティアに対し、挑戦的・独創的な研究開発に取り組むことで、将来の「海洋国家⽇本」を⽀える⾶躍知及びイノベーション創出に向けた科学的・技術的な知的基盤の構築を実現していきます。国⺠への科学・技術への興味と関⼼を喚起し、ひいては我が国の科学技術政策の推進に⼤きく貢献します。また、JAMSTECにおける研究開発の基礎を⽀え、異なる分野の連携を促進し、課題解決を加速します。

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主な取り組み

  1. 柔軟かつ自由な発想に基づく基礎及び挑戦的・独創的な研究

    将来的な学術のパラダイムシフトを導くような飛躍的成果や体系理解の創出を目指して、不確実性の高い挑戦的・独創的な研究に取り組みます。特に、すでに世界を先導する萌芽性や傑出した独創性が認められる「生命の誕生」、「生命と環境の共進化」に及ぼした海洋の役割、暗黒の極限環境生態系における未知の微生物(ダークマター生命)の探索やその生理機能の解明をテーマとする研究を重点的に推進し、我が国が世界をリードする学術領域を構築します。

  2. 未来の海洋科学技術を築く挑戦的・独創的な技術開発研究

    海洋科学技術を革新するような成果の創出を目標として、不確実性は高いものの既存技術の発展的延長によらない挑戦的・独創的な技術開発研究に取り組みます。特に、萌芽性が認められているレーザー加工や電気化学的な処理を活用した計測、極微小領域や超高精度での分析といった、新しい技術を組み合わせた独自技術開発に重点的に取り組みます。

部門長

⾼井 研

INSTITUTE FOR MARINE-EARTH EXPLORATION AND ENGINEERING研究プラットフォーム運⽤部⾨

海洋調査研究の最前線を担う

海洋は地球表面の約7割を占め、地球のダイナミックでグローバルな変動の源となっています。そして、海洋地球科学の重要な研究対象は、深海や海溝などの大水深域、地震や海底火山の活動域、海底下大深度の地球内部領域など多岐にわたります。
広大で多様なフィールドに対応可能な海洋調査プラットフォームを運用し、海洋全域を調査・観測する高度な能力の維持・向上を図り、世界をリードする研究開発や我が国の海洋政策の達成に貢献します。

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海洋調査研究の最前線を担う

海洋は地球表面の約7割を占め、地球のダイナミックでグローバルな変動の源となっています。そして、海洋地球科学の重要な研究対象は、深海や海溝などの大水深域、地震や海底火山の活動域、海底下大深度の地球内部領域など多岐にわたります。
広大で多様なフィールドに対応可能な海洋調査プラットフォームを運用し、海洋全域を調査・観測する高度な能力の維持・向上を図り、世界をリードする研究開発や我が国の海洋政策の達成に貢献します。

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主な取り組み

  1. 海洋調査プラットフォームの運用

    研究開発や社会からの要請に応じて、海洋調査プラットフォームの安全かつ効率的で安定した運用を行います。その一環として、継続的な機能・性能向上に取り組むとともに、新たに開発された手法や技術を取り入れ、スマートな調査・観測の実施を推進します。また、海洋調査プラットフォームの利用者に対する科学・技術的な支援を行います。

  2. 大水深・大深度をめざす掘削技術開発

    巨大地震発生のしくみ、将来の地球規模の環境変動の解明、海底下生命圏をはじめとする未踏のフロンティアへの挑戦などに向け、科学掘削においては、大水深・大深度での掘削や孔内観測に関する技術を確立することが求められます。そのために必要な技術開発を段階的に行います。

部門長

江口 暢久

部門内組織

ENGINEERING DEPARTMENT技術開発部

海を知るための研究開発を進める

日本には深くて広い海があり、我々は古くから海と関わりをもってきました。海から多くの恵みを受ける一方、津波などの脅威に震えることもありました。これまで、多くの海洋調査や研究を通じて、我々は海を知ろうと努力してきました。
ここ数年、地球環境の大きな変化を実感するなかで、そこに海が大きく関係していることを知り、さらに海への理解を深めていかなければならないと感じております。

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海を知るための研究開発を進める

日本には深くて広い海があり、我々は古くから海と関わりをもってきました。海から多くの恵みを受ける一方、津波などの脅威に震えることもありました。これまで、多くの海洋調査や研究を通じて、我々は海を知ろうと努力してきました。
ここ数年、地球環境の大きな変化を実感するなかで、そこに海が大きく関係していることを知り、さらに海への理解を深めていかなければならないと感じております。

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PROJECT OFFICE FOR ARCTIC RESEARCH VESSEL北極域研究船推進部

北極域研究船の円滑な建造と国際研究プラットフォームとしての運用準備を推進する

2021年、JAMSTECでは日本初となる砕氷機能を有する研究船である「北極域研究船」の建造をスタートしました。北極域研究船は、これまで日本の研究船では観測が困難であった海氷域でも観測データの取得が可能となり、新たな研究成果の創出が期待できる研究船です。北極域研究船は、2026年度に予定されている就航後、国際研究プラットフォームとして、関係各国と連携した共同研究・共同観測で中心的な役割を担うとともに、研究者や技術者などの人材育成にも貢献していきます。
北極域研究船推進部では、そのような役割を担う北極域研究船の円滑な建造と運用準備を進めます。

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北極域研究船の円滑な建造と国際研究プラットフォームとしての運用準備を推進する

2021年、JAMSTECでは日本初となる砕氷機能を有する研究船である「北極域研究船」の建造をスタートしました。北極域研究船は、これまで日本の研究船では観測が困難であった海氷域でも観測データの取得が可能となり、新たな研究成果の創出が期待できる研究船です。北極域研究船は、2026年度に予定されている就航後、国際研究プラットフォームとして、関係各国と連携した共同研究・共同観測で中心的な役割を担うとともに、研究者や技術者などの人材育成にも貢献していきます。
北極域研究船推進部では、そのような役割を担う北極域研究船の円滑な建造と運用準備を進めます。

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Advanced Institute for Marine Ecosystem Change (WPI-AIMEC)変動海洋エコシステム高等研究所

地球環境の変化に対する海洋生態系の応答・適応メカニズムを解き明かし、その変動予測を実現する

東北大学及びJAMSTECが共同で提案した「変動海洋エコシステム高等研究所(WPI-Advanced Institute for Marine Ecosystem Change:以下、「WPI-AIMEC」)」が、文部科学省の令和5年度世界トップレベル研究拠点プログラム(WPI)の新規採択拠点として採択されました。
WPI事業は、卓越したリーダーのもと、世界から第一線の研究者が集まる「目に見える研究拠点」を形成し、日本の科学技術水準を向上させていくことを目指す事業です。WPI-AIMECでは、北西太平洋を重点海域と定め、海洋物理観測や環境DNA分析などから得られるビックデータを活用し、海洋環境の物理化学的な変化に対する生態系の応答・適応メカニズムの解明に挑みます。さらに、沿岸域からグローバル・スケールの海洋生態系の変動予測を実現し、新しい学術領域「海洋―生態系変動システマティクス」の確立を目指します。

パンフレット

地球環境の変化に対する海洋生態系の応答・適応メカニズムを解き明かし、その変動予測を実現する

東北大学及びJAMSTECが共同で提案した「変動海洋エコシステム高等研究所(WPI-Advanced Institute for Marine Ecosystem Change:以下、「WPI-AIMEC」)」が、文部科学省の令和5年度世界トップレベル研究拠点プログラム(WPI)の新規採択拠点として採択されました。
WPI事業は、卓越したリーダーのもと、世界から第一線の研究者が集まる「目に見える研究拠点」を形成し、日本の科学技術水準を向上させていくことを目指す事業です。WPI-AIMECでは、北西太平洋を重点海域と定め、海洋物理観測や環境DNA分析などから得られるビックデータを活用し、海洋環境の物理化学的な変化に対する生態系の応答・適応メカニズムの解明に挑みます。さらに、沿岸域からグローバル・スケールの海洋生態系の変動予測を実現し、新しい学術領域「海洋―生態系変動システマティクス」の確立を目指します。

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