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Last Updated :2024/08/28

研究者情報

マスター

アカウント（マスター）

  • 氏名

    磯田　豊(イソダ　ユタカ), イソダ　ユタカ

所属（マスター）

  • 水産科学研究院　海洋生物資源科学部門　海洋環境科学分野

所属（マスター）

  • 水産科学研究院　海洋生物資源科学部門　海洋環境科学分野

独自項目

syllabus

  • 2021, 海洋環境物理学, Environmental Physical Oceanography, 学士課程, 水産学部, 慣性振動・慣性重力波・沿岸ケルビン波・陸棚波
  • 2021, 海洋資源科学実験Ⅱ, Laboratory Work on Marine Resources Ⅱ, 学士課程, 水産学部, 水の動き・成層・対流・水温・塩分・数値モデル・移流・拡散・水産生物・形態・分類・生態・国際環境管理・政策・水産経済
  • 2021, 海洋資源科学洋上実習Ⅰ, Shipboard Training I, 学士課程, 水産学部, 練習船，海洋調査，海洋環境，漁業調査，生物採集調査，CTD，計量魚群探知機
  • 2021, 海洋資源科学洋上実習Ⅱ, Shipboard Training II, 学士課程, 水産学部, 練習船，海洋調査，海洋環境，漁業調査，生物採集調査，CTD，計量魚群探知機
  • 2021, 水産科学英語Ⅰ, English for Fisheries Sciences I, 学士課程, 水産学部, 科学英語論文，英文読解

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プロフィール情報

学位

  • 博士(理学)（北海道大学）

プロフィール情報

  • 姓

    磯田, イソダ

  • 名

    豊, ユタカ

  • ID各種

    200901012011385385

業績リスト

研究キーワード

  • 海洋物理   海洋力学   Physical Oceanography   Ocean Dynamics   

研究分野

  • 自然科学一般 / 大気水圏科学

学歴

  •         - 1988年   愛媛大学   工学研究科   海洋工学
  •         - 1988年   愛媛大学

受賞

  • 2004年 日仏海洋学会学会賞
  • 1999年 水産海洋学会論文賞

論文

  • 浅野 竜太, 磯田 豊, 小林 直人, 中村 知裕, 伊藤 薫
    北海道大学水産科学研究彙報 70 1 63 - 76 北海道大学大学院水産科学研究院 2020年08月24日
  • 三宅 誠音, 磯田 豊, 今井 圭理, 小熊 健治, 澤田 光希
    北海道大学水産科学研究彙報 70 1 1 - 11 北海道大学大学院水産科学研究院 2020年08月24日 [査読無し]
  • Xiaorong Fang, Yutaka Isoda, Isao Kudo, Takafumi Aramaki, Keiri Imai, Naoto Ebuchi
    Water 12 8 2184 - 2184 2020年08月03日 
    To better understand the behavior of water mass beneath the Tsushima Warm Current (TWC), we use the vertical cross-sections of potential temperature, salinity and dissolved oxygen in the Japan Sea obtained by the T/V Oshoro Maru of the Hokkaido University during 8–29 June in 2011 to analyze its origins and variations. The results show that the potential temperature and salinity beneath the TWC varies little, but the dissolved oxygen varies largely with the geographical location. There are two deep water masses with different dissolved oxygen content below the TWC. One is on the coastal side with the low dissolved oxygen, and the other is on the offshore side with the high dissolved oxygen. It is inferred that the former one is relatively old water and the latter is the new water. By using the phosphate (PO4) and the apparent oxygen utilization (AOU) relationship, we calculate the PO40 (preformed PO4) as a water mass tracer. These results suggest that the water masses beneath the TWC with high and low dissolved oxygen originate from the same surface water mass in the central Japan Sea.
  • 山口 卓也, 磯田 豊, 伊藤 海彦, 向井 徹, 小林 直人
    海の研究 29 3 71 - 90 日本海洋学会 2020年 

    成層期の津軽海峡西口付近における合成開口レーダ（SAR）の人工衛星海面画像には，2～3 本のストリーク帯（同一水塊内の海面収束帯）を伴う内部波群が映し出され，その波長は数100 mのオーダであった。このような内部波群のほとんどは，浅いシル（海堆）地形付近で観測された。シル上に捕捉されたようにみえる内部波群の経時変化を捉えることを目的に，2017年の夏季，高周波計量魚群探知機を用いた25時間連続観測を実施した。得られた音響画像は，海峡通過流強化時期のシル下流側において，全振幅が150 mを超える内部波群が遷移的に発達する様子を示した。内部波群は連なった2～3 本のストリーク帯で構成され，そこでは強い沈降流で生じたと思われる非常に乱れた海面状態を呈していた。シル上で発達する内部波の力学過程を調べるために，水平移流の影響や有限振幅波が表現できる非線形項を含む非静水圧モデルを用いた。モデルの密度成層及び強制力である順圧海峡通過流の経時変化は，本観測に近い状況を設定した。モデル再現の結果，フルード数が臨界点となるシル下流側付近では，シル東端斜面上で励起された上流伝播する内部波が同海域に停滞して効率的に重なり，内部波振幅の顕著な増幅を引き起こしていることが推測された。ただし，この力学過程では大振幅まで波が成長しても内部ソリトン波の構造を示さず，波の強い分散性よる散乱現象がむしろ支配的と思われる。

  • 小林 直人, 磯田 豊, 堀尾 一樹
    海の研究 28 4 51 - 74 日本海洋学会 2019年 

    初夏の噴火湾で観測される最も顕著な物理現象は，表層の時計回り水平循環流システムである。本研究では典型的な成層期を想定し，（1）河川供給に伴う淡水化，（2）津軽Gyre 水の密度流的流入，（3）海面熱供給の3 つを強制力とした数値モデル実験を行い，この循環流の形成過程を調べた。その結果，この循環流の励起に寄与する基本的な物理的要因は，海面加熱強制により生じる「地形性貯熱効果」であることがわかった。加熱強制の初期段階では，浅い沿岸域と深い湾中央部の間に生じる水温差で駆動される鉛直循環流（重力循環流）により，反時計回りの弱い表層地衡流が形成される。継続的な加熱強制にもかかわらず，2 ～3 カ月経過した頃から，鉛直循環流は陸棚斜面上で冷たく重い海水の湧昇を次第に強化させる。沿岸近傍の斜面底層付近において，冷水湧昇による冷却量が下向き熱拡散による加熱量よりも大きくなったとき，沿岸表層水は沖合表層水よりも相対的に冷たくなり始める。その結果，内部境界面変位が岸側に向かって浅くなり，時計回りの表層地衡流への変化が生じる。この変化に応答して，北部湾奥の表層付近から時計回り水平循環流が形成され，一方で，初期に形成された反時計回り流は深い領域へと移動する。

  • Hiroshi Kuroda, Akira Kusaka, Yutaka Isoda, Satoshi Honda, Sayaka Ito, Toshihiro Onitsuka
    Continental Shelf Research 158 45 - 56 2018年04月15日 [査読有り][通常論文]
     
    To understand the properties of tides and tidal currents on the Pacific shelf off the southeastern coast of Hokkaido, Japan, we analyzed time series of 9 current meters that were moored on the shelf for 1 month to 2 years. Diurnal tidal currents such as the K1 and O1 constituents were more dominant than semi-diurnal ones by an order of magnitude. The diurnal tidal currents clearly propagated westward along the coast with a typical phase velocity of 2 m s–1 and wavelength of 200 km. Moreover, the shape and phase of the diurnal currents measured by a bottom-mounted ADCP were vertically homogeneous, except in the vicinity of the bottom boundary layer. These features were very consistent with theoretically estimated properties of free baroclinic coastal-trapped waves of the first mode. An annual (semi-annual) variation was apparent for the phase (amplitude) of the O1 tidal current, which was correlated with density stratification (intensity of an along-shelf current called the Coastal Oyashio). These possible causes are discussed in terms of the propagation and generation of coastal-trapped waves.
  • Ryohei Sasayama, Nanako Hioki, Yuichiroh Morita, Yutaka Isoda, Keiri Imai, Atsushi Ooki, Kenshi Kuma
    Journal of Oceanography 74 4 1 - 13 2018年02月16日 [査読有り][通常論文]
     
    We studied the behavior of chemical substances in the upper 300 m of the water column across the continental shelf–slope interface in the East China Sea off the Okinawa Trough. The behaviors of iron, inorganic nutrients, and humic-like fluorescent dissolved organic matter were strongly influenced by the extensive water exchange between the East China Sea and the Kuroshio Current across the shelf break and slope via upwelling and frontal processes. We attributed the high humic-like fluorescent intensity at the subsurface of the shelf break and slope regions to the lateral supply of humic-like fluorescent dissolved organic matter from the shelf sediments to the outer shelf region due to the intrusion of shelf water into Kuroshio subsurface water. We found that the behavior of iron at the continental shelf–slope was remarkably different from the conservative mixing of inorganic nutrients and humic-like fluorescent dissolved organic matter. In deep and bottom waters at the shelf–slope, high total iron concentrations, which were closely related to water transmittance, possibly resulted from the swept transport of iron-rich resuspended sediments over the shelf floor from the slope by the invading Kuroshio Intermediate Water close to the bottom.
  • 飯田 博之, 磯田 豊, 小林 直人, 堀尾 一樹
    海の研究 27 4 155 - 174 日本海洋学会 2018年 

    2016 年夏季に宗谷暖流沖合域で実施したCTD ならびにXBT とADCP を用いた25 時間連続往復断面観測で得られた詳細な流れ場と水温場の時間変化データの解析によって，冷水帯を伴った日周期渦流が宗谷暖流沖合を横切る様子を初めて捉えた。観測された冷水帯下部は，ほぼ均一な高塩分水で占められており，その起源は日本海中層水であることが示された。数値モデル結果を使用したトレーサー実験によって，日本海中層水は，岸向きの移流と湧昇により宗谷海峡へ供給された後，卓越した日周潮流により励起された反時計回りの孤立渦流に取り込まれ，冷水帯下部の海水の大部分を構成するとともに，宗谷暖流沖合水となって移流されることが示唆された。

  • Yuichiroh Morita, Kei Yamagata, Atsuki Oota, Atsushi Ooki, Yutaka Isoda, Kenshi Kuma
    GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA 215 33 - 50 2017年10月 [査読有り][通常論文]
     
    We studied the seasonal variations in Fe(II), Fe(III), humic-like dissolved organic matter (DOM), nitrate and nitrite (NO3+ NO2), and silicate (Si(OH)(4)) in river waters of three subarctic rivers flowing into Hakodate Bay in southwestern Hok-kaido, Japan from May 2010 to February 2014. High Fe(II) concentrations were detected in winter at the sampling sites where the river bottom was comprised of sandy or silty sediment, primarily the lower and middle reaches of the rivers. Conversely, from early spring to late autumn Fe(II) levels were low or undetectable. We infer that soluble Fe(II) concentration in these subarctic river waters is driven by the balance between the influx of Fe(II) to the river and the Fe(II) oxidation rates that determines the dynamics in Fe(II) concentration in the river water. The Fe(II) may originate from reductive dissolution of Fe(III) in the river sediment or from Fe(II)-bearing groundwater. The latter seems to be the most likely source during winter time. The high Fe(II) concentrations during winter is predominantly attributed to the extremely slow oxidation rate of Fe(II) to Fe(III) at low water temperature rather than to an actual increase in the flux of reduced Fe(II). Nevertheless, we propose that the flux of reduced Fe(II) from river sediments and groundwater in lowland area of the catchment to overlying river waters might be the most important sources of iron in river waters. This provides an important insight into the role of river processes and the interaction between climate and river morphology in determining the inputs of iron to subarctic coastal marine waters. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • M. Inoue, Y. Shirotani, Y. Furusawa, K. Fujimoto, H. Kofuji, K. Yoshida, S. Nagao, M. Yamamoto, Y. Hamajima, N. Honda, A. Morimoto, T. Takikawa, A. Shiomoto, Y. Isoda, M. Minakawa
    CONTINENTAL SHELF RESEARCH 143 167 - 174 2017年07月 [査読有り][通常論文]
     
    We investigated lateral profiles of Ra-228 (half-life; 5.75 years) activity and Ra-228/Ra-226 (1600 years) activity ratio using 241 surface water samples collected in/around the Sea of Japan and the East China Sea (ECS) during June October of 2009-2014. In the ECS, the Ra-228/Ra-226 ratio in the surface waters exhibited markedly wide variation ( < 0.05-3.5) in June, predominantly reflecting the mixing between the Ra-228-rich continental shelf water and the Ra-228-depleted Kuroshio Current water. In July, the surface waters of the central Sea of Japan (135-138 degrees E) became separated into three currents: the Offshore Branch of the Tsushima Warm Current (OBTWC) (Ra-228/Ra-226 =0.7-1.2) at 39-41 degrees N, the Coastal Branch of the TWC (CBTWC) (similar to 0.7) on the southern side, and sub-Arctic Current (similar to 0.7) on the northern side. From the central to northeastern Sea of Japan, the Ra-228/Ra-226 ratio at the surface (0.8-1.0) was within a range between that of the CBTWC and OBTWC. The fraction of continental shelf water in the CBTWC, OBTWC, and in their combined current was estimated to be 11-16%, similar to 8%, and 10-11%, respectively.
  • 伊田 智喜, 有田 駿, 磯田 豊
    北海道大学水産科学研究彙報 66 3 99 - 114 北海道大学大学院水産科学研究院 2016年12月 
    The generation mechanism of anti-clockwise nonlinear eddy street along the Soya Warm Current is examined using the inflow-forced numerical model incorporating the simple shelf-slope topography. According to the conservation of potential vorticity, a strong positive vorticity is produced off the inflow entrance by vortex stretching as the water column is pushed out to deeper offshore. It rapidly grows up an isolated anti-clockwise circular eddy, i.e., a nonlinear eddy, during advection time traveling round the eddy. Therefore, this advection time controls the oscillated period, and each isolated eddy is periodically generated and stably advected downstream by the mean shear-flow. Such flow system accompanied by the eddy street is interpreted as the self-excited oscillation.
  • 舘野 愛実, 藤原 将平, 磯田 豊, 朝日 啓二郎
    北海道大学水産科学研究彙報 66 3 87 - 97 北海道大学大学院水産科学研究院 2016年12月 
    A two-layer model ocean with Izu-Ogasawara Ridge(IOR) and the Emperor Seamounts(ESs), driven by seasonally varying wind stress, is used to explain the observed seasonal variations of barotropic and baroclinic response in the North Pacific. Since isostasy is achieved for annual mean state, the annually averaged subarctic and subtropical surface gyres are separated without any bathymetric influence. For a short time scale such as seasonal variation, the barotropic flow is inhibited from ascending the bottom slope because of the restriction of the potential vorticity conservation, and generates the baroclinic Annual Rossby Waves(ARW) through the impinging process on the shelf slope. The most conspicuous feature in barotropic response is the southward invasion of the subarctic anti-clockwise circulation strengthened in winter into the subtropical region along the IOR and the western shelf slope. It is also found that the westward propagating baroclinic ARW from the southern ESs is appeared to be enhanced in spring by superimposing on the seasonal change of Ekman pumping. These model results are consistent with those estimatied from the observation.
  • 小野 祐嗣, 磯田 豊, 工藤 勲, 宮園 章, 有田 駿
    北海道大学水産科学研究彙報 65 2 47 - 59 北海道大学大学院水産科学研究院 2015年08月 
    The subinertial variation of the Soya Warm Current(SWC) is investigated through the analysis of current records obtained from the moored meters settled at three sites along the east coast of Hokkaido, during a period from April to October 2011. We found that the rapid decreases of southeastward SWC were frequently observed due to the strong easterly wind blowing, but the inverse(westerly) wind with the similar amplitude never grew the strong SWC. To understand such asymmetrical response of the SWC to the wind forcing, the numerical model experiments including the nonlinear drag law of bottom friction were carried out. In the circumstances combined with the SWC generated by sea level difference across the Soya Strait and wind-induced current, the model result suggests that the asymmetrial action of bottom friction term causes the different dynamic response. When the momentum balance between easterly wind stress and sea level gradient across the atrait is just realized, the SWC effectively is weakened, and hence such dynamic responce becomes the frictional free. In the case of westerly wind forcing, the SWC is superimposed by the eastward wind-induced current so that the southeastward flow speed tends to increase. However, its increase rate is gradually suppressed, because the bottom friction term on the momentum balance dominants in proportional as the square of flow speed.
  • 矢幅 寛, 磯田 豊
    北海道大学水産科学研究彙報 65 2 61 - 76 北海道大学大学院水産科学研究院 2015年08月 
    We re-examine the maintenance mechanism for the vortices in steady state, taking into considertion of the dissipation term including bottom stress : τb under the forced conditions with a constant and shear wind stress along the channel axis. In case of channel-topography without the bay-head, the flow pattern according to "dynamic balance" of τs=-τb forms. Therefore, the vortices are never produced even by the vortices supply from uniform wind stress due to the bathymetry torque. We also compare two models based on a single-layer and a multi-layer respectively. In case of closed box-topography, the essential flow pattern of vortices can be explained by "vorticity balance" of curl(τs/H)～-curl(τb/H)(H is a depth), and the divergence term generates the lower mode shelf wave and distorts the position of vortices.
  • 荘司堅也, 磯田豊, 久万健志, 荒巻能史
    北海道大学水産科学研究彙報 65 1 17 - 29 北海道大学大学院水産科学研究院 2015年03月 [査読無し][通常論文]
     
    The abyssal waters in the Japan Sea vertically consist of the homogeneous Bottom Water (BW) and the weak-stratifiedDeep Water (DW). The formation of BW was inferred based on the spatial difference of their recent warming trends in potentialtemperature from 2000 to 2007 and the snapshot hydrographic observation in 2007 around a benthic front on the shallowersill region between the Yamato Basin (YB) and the Japan Basin (JB). It is found that there is no significant change in the thicknessof BW, but both BW and DW showed clear warming trends. Geothermal heating from the seabed with order of 102 mWm-2 is plausible candidate having potential to cause the vertical mixing of BW and its reasonable warming trend with order of 10-3°C yr-1. Considering upward advection of such heating from BW, the warming trends of DW at YB and JB are respectivelyexamined using the one-dimensional advection-diffusive equation. The results suggest the existence of horizontal abyssal densitycurrent between both basins, i.e., on the sill, which was consistent with the snapshot spatial distributions of salinity and dissolvedoxygen. If this local abyssal circulation may be continuously generated by the horizontal density gradient between bothbasins, the thickness of warming and vertical mixed BW will be always restricted by the sill depth.
  • 山内泰孝, 荘司堅也, 磯田豊, 有田駿, 河野航平, 藤原将平, 方暁蓉, 朝日啓二郎, 伊田智喜, 久万建志, 館野愛実, 今井圭理, 大和田真紀
    海の研究 24 4 147 - 169 日本海洋学会 2015年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究では,非静水圧の力学領域においてN(浮力振動数)と/(慣性振動数)がほぼ等しい成層状態で浮力振動と慣性振動の性質をあわせ持つ「fN振動」について,その特性と実在の可能性を検証した。まず,N→fの極限において内部波の分散関係から水平方向の群速度が極大となる場合にfN振動の水平波数kと鉛直波数mの比,k/m,が1/√<3>に等しいことと,N=fの理想的な成層条件下では群速度が零となるため,この振動は強制領域内に捕捉されることを示した。ついで,局所的なフロントを模した数値モデル実験によって,フロントに捕捉されたfN振動のエネルギーの一部が内部波として離脱することを示した。この内部波の海洋現場での発生源の候補として大和海盆底層水と日本海盆底層水の境界域に形成されている底層フロントに注目して,その近傍で観測を行い,fN振動の間接的な証拠と考えられるk/m～1/√<3>を満たす内部慣性重力波の擾乱の存在を水温と溶存酸素の変動から確認した。Because the vertical homogeneous Bottom Water (BW) with N～0 (N is the buoyancy frequency) is formed in the Japan Sea, the abyssal water always has a depth of N～f (f is the inertial frequency) above the BW. In the present study, we propose the theoretical existence of buoyancy/inertial oscillation under the weak stratification with N～f in the non-hydrostatic dynamics and term it "fN-Oscillation". Based on the dispersion relation of internal inertial waves in the limit of N→f, it is concluded that fN-Oscillation with lateral maximum group velocity fulfills the requirement of a finite spatial scale for a ratio of horizontal/vertical wavenumber k/m = 1/√<3>. In the idealized stratification of N=f, in particular, this oscillation is confined to the generation area because it contains zero group velocity. Testing of numerical model experiments, including a localized front under the stratification with N～f, suggests that some of the fN-Oscillation energy trapped in this front escapes as internal waves. We observed that the benthic front existed stably between the Yamato Basin BW (YBBW) and the Japan Basin BW (JBBW) and was the plausible origin of energetic upward-propagating internal waves. The benthic front has a notably sharp structure with a horizontal scale of several hundreds meters. In the vicinity of this front, the periodic variations of temperature and dissolved oxygen were confirmed according to the internal waves, with the wavenumber satisfying approximately k/m～1/√<3>. Such disturbances represent indirect evidence for the trapping fN-Oscillation.
  • 河野航平, 磯田 豊, 工藤 勲, 藤原将平, 有田 駿, 小林直人, 吉田 達, 扇田いずみ, 高津哲也
    海と空 90 1 11 - 16 海洋気象学会 2014年08月31日 [査読有り][通常論文]
  • Kenshi Kuma, Ryohei Sasayama, Nanako Hioki, Yuichiroh Morita, Yutaka Isoda, Tohru Hirawake, Keiri Imai, Takafumi Aramaki, Tomohiro Nakamura, Jun Nishioka, Naoto Ebuchi
    Journal of Oceanography 70 4 377 - 387 Springer 2014年01月01日 [査読無し][通常論文]
     
    In the southwestern Okhotsk Sea, the cold water belt (CWB) is frequently observed on satellite images offshore of the Soya Warm Current flowing along the northeastern coast of Hokkaido, Japan, during summertime. It has been speculated that the CWB is upwelling cold water that originates from either subsurface water of the Japan Sea off Sakhalin or bottom water of the Okhotsk Sea. Hydrographic and chemical observations (nutrients, humic-type fluorescence intensity, and iron) were conducted in the northern Japan Sea and southwestern Okhotsk Sea in early summer 2011 to clarify the origin of the CWB. Temperature-salinity relationships, vertical distributions of chemical components, profiles of chemical components against density, and the (NO3 + NO2)/PO4 relationship confirm that water in the CWB predominantly originates from Japan Sea subsurface water. © 2014 The Oceanographic Society of Japan and Springer Japan.
  • Tomoharu Senjyu, Takafumi Aramaki, Shinichi S. Tanaka, Jin Zhang, Yutaka Isoda, Yuichiro Kumamoto, Sho Hibino, Toshiya Nakano
    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-OCEANS 118 10 4878 - 4888 2013年10月 
    Bottom water exchange between the Japan and Yamato Basins in the abyssal Japan Sea is investigated based on data from two research cruises in June 2010 and June 2011. Distributions of water properties and velocity profiles from CTD/LADCP observations revealed a two-layer water mass exchange in a rotating system. The cold Japan Basin Bottom Water (JBBW) with high dissolved oxygen (DO) concentrations flowed into the Yamato Basin along the northern boundary of the channel connecting the basins, while the warmer, lower-DO Yamato Basin Bottom Water (YBBW) extended over the JBBW along the southern periphery of the channel. A benthic front between the JBBW and YBBW was observed in both cruises, though the front shifted to the northeast in 2011 compared with its 2010 location. Further, the bottom flows in the channel were not unidirectional in 2011, though consistent southwestward flows were observed in 2010. The JBBW transport into the Yamato Basin was also larger in 2010 than in 2011. Analysis of historical hydrographic data showed that the benthic front exists mostly in the narrowest region of the channel, though it fluctuates temporarily to the northeast or southwest. The fluctuation of the benthic front appears to be associated with the JBBW transport because the observations in June 2010 and June 2011 were carried out during periods of southwestward extension of cold water and northeast protrusion of warm water, respectively. A relationship between benthic front displacements and mesoscale warm eddy migrations is suggested.
  • 小林直人, 磯田 豊, 高津哲也, 木村 修, 亀井佳彦
    海と空 88 3 57 - 63 2013年03月22日 [査読有り][通常論文]
  • UCHIDA Ren, KUMA Kenshi, KUMA Kenshi, OMATA Aya, ISHIKAWA Satoko, HIOKI Nanako, UENO Hiromichi, ISODA Yutaka, SAKAOKA Keiichiro, KAMEI Yoshihiko, TAKAGI Shohgo
    J Geophys Res Ocean 118 3 1257 - 1271 Amer Geophysical Union 2013年03月 [査読有り][通常論文]
     
    We measured water-column iron concentrations from west to east along 47 degrees N in the subarctic North Pacific, and in the Bering Sea. In the North Pacific dissolved Fe (D-Fe) showed surface depletion, mid-depth maxima at 1000-1500 m (west, 1.3-1.6 nM; east, 0.9-1.1 nM), and a gradual decrease with depth below 3500-4000 m depth (west, 1.1-1.4 nM; east, 0.6-0.7 nM). D-Fe and total soluble Fe (T-Fe) in deep water showed a decreasing trend eastward. The higher iron concentrations in western deep waters probably result from higher inputs of dissolved Fe through atmospheric deposition or lateral transport. In contrast, D-Fe throughout the Bering Sea showed a consistent depth regime characterized by a rapid increase with depth to mid-depths, a gradual increase with depth in intermediate water to a maximum of 1.6-1.7 nM at 1500-2250 m, and a gradual decrease with depth to 1.3-1.4 nM at 3700 m. Higher iron concentrations and deeper D-Fe maxima in the Bering Sea are likely due to higher biological productivity and greater and deeper D-Fe input from the decomposition of sinking particulate organic matter in deep water. We suggest that the higher concentrations and deeper input of D-Fe as well as PO4 and humic-type fluorescent dissolved organic matter in the Bering Sea probably results from the longer time for the accumulation of decomposition products resulting from iron supply from the organic-rich downslope sediment along the steep continental slopes and slow replacement of the deep water in the Bering Sea Basin.
  • 小林直人, 磯田 豊, 高津哲也, 木村 修, 亀井佳彦
    海と空 88 2 43 - 48 海洋気象学会 2012年11月30日 [査読有り][通常論文]
  • 小林直人, 磯田 豊, 小林雅行, 佐藤千鶴, 木村 修, 山口秀一, 高津哲也, アナ・ルイザ・ロザ
    海と空 88 1 9 - 20 海洋気象学会 2012年07月 [査読有り][通常論文]
  • Taku Wagawa, Yutaka Yoshikawa, Yutaka Isoda, Eitarou Oka, Kazuyuki Uehara, Toshiya Nakano, Kenshi Kuma, Shogo Takagi
    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-OCEANS 117 2012年06月 [査読有り][通常論文]
     
    Bathymetric influences of the Emperor Seamounts (ESs) on the local and large-scale flow fields in the subarctic North Pacific were investigated by analyzing data of directly measured velocity obtained using Argo floats, near-surface buoys, and moored current meters. The local influences were evident in notable deflections of two relatively strong (similar to 0.05 m s(-1)) eastward flows over ESs. A Taylor cap induced by the eastward flow impinging against the Nintoku Seamount (around 42.0 degrees N, 170.5 degrees E) was clearly identified in the climatological flow field at 1000 m depth. This flow pattern was also identified in the near-surface flow field (15 m depth) and dynamic height field at 200 dbar relative to 2000 dbar, indicating the Taylor cap is stable or frequently generated and extends to the surface. An anticyclonic flow was found over the Suiko Seamount (around 45.0 degrees N, 170.5 degrees E). The influences on the large-scale flow field were found in data obtained from current meters moored over the southeastern flank of the Suiko Seamount and Argo float trajectories. These data indicate for the first time from velocity observations that there is a seasonally varying boundary current along the eastern side of ESs partially compensating for the Sverdrup transport to the east of ESs, and hence, the seasonally varying component of the subarctic gyre in the North Pacific is divided into two subgyres by ESs.
  • Kuroda Hiroshi, Isoda Yutaka, Takeoka Hidetaka, Kuma Kenshi, Honda Satoshi, Matsuura Hiromi, Saitoh Yukiyo, Takata Hyoe, Iwade Shoei, Wagawa Taku, Kobayashi Naoto
    CONTINENTAL SHELF RESEARCH 32 36 - 46 2012年01月01日 [査読有り][通常論文]
  • 簡略モデルを用いた噴火湾底泥ＡＶＳ変化の検討
    奥村 裕弥, 磯田 豊, 工藤 勲, 宮園 章
    沿岸海洋研究 49 91 - 21 2011年 [査読有り][通常論文]
  • 外洋中深層における鉄分布を決定する化学的要因—３価鉄溶解度と海洋性フミン物質—
    久万健志, 磯田豊
    月刊海洋 494 718 - 728 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Satoshi Fujita, Kenshi Kuma, Satoko Ishikawa, Shotaroh Nishimura, Yuta Nakayama, Satomi Ushizaka, Yutaka Isoda, Shigeyoshi Otosaka, Takafumi Aramaki
    Journal of Geophysical Research 115 C12 C12001  Wiley-Blackwell 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    In the Japan and Yamato basins (Japan Sea), dissolved Fe ([D-Fe], <0.22 μm fraction) was characterized by surface depletion, mid-depth maxima, then a slight decrease with depth in deep water and uniform concentration in bottom waters because of biological uptake in the surface water and release by microbial decomposition of sinking organic matter in mid-depth waters. Total Fe concentrations ([T-Fe]) in the surface water of the Japan Sea were 1-4 nM, a little higher than those in the surface waters of the nutrient-deficient subtropical western North Pacific and extremely higher than the nutrient-rich subarctic western North Pacific and the nutrient-deficient subtropical central North Pacific, resulting from high atmospheric Fe input to nutrient-depleted surface water of the Japan Sea. In the Japan Basin, the [T-Fe] in bottom water were lower than those in deep water, resulting from (1) the injection of new bottom water with the lower [T-Fe] into the Japan Basin bottom water, (2) the particulate Fe removal by particle scavenging during the bottom water circulation of the Japan Basin, or (3) the injection of deep water with the higher [T-Fe] into the Japan Basin deep water. On the other hand, the [T-Fe] in deep water of the Yamato Basin and the slope regions were variable with different [T-Fe] levels among stations and depths. We found a significant relationship between [T-Fe] and water transmittance in deep water, probably resulting from the iron supply into the deep water because of the lateral transport of resuspended sediment from the slope.
  • Ana Luisa Rosa, Yutaka Isoda, Naoto Kobayashi
    JOURNAL OF OCEANOGRAPHY 65 5 615 - 626 2009年10月 [査読有り][通常論文]
     
    The outer shelf of Funka Bay, located at the bay head of Hidaka Bay, is a recognised main winter spawning ground for walleye pollock (Theragra chalcogramma), whose newly hatched juveniles migrate eastward along the Hidaka shelf to the nursery ground located in the Doto area. To examine the seasonal change of the coastal current along this migration route, four current moorings were deployed along the shelf in Hidaka Bay from April, 2004 to June, 2006. Since these mooring sites were close to the coast, the circulation was estimated after removal of the wind-driven component. It was found that the winter coastal flow, forced by a north-westerly monsoon wind, is clockwise along the Hidaka shelf. However, this flow is weak due to the superimposition of the opposite Coastal Oyashio flow trapped on the shelf. In summer, a bifurcation of the coastal current occurs along the north-eastern Hidaka shelf with a south-eastward flow, associated with the Tsugaru Gyre, and a north-westward flow, consisting of a branch from this gyre. Our results provide a new understanding of the migration of juvenile walleye pollock: (1) very slow transport of juveniles along the Hidaka shelf from winter to spring, and (2) selection of earlier spawning survivors due to the bifurcated flow in early summer.
  • Hanna Na, Yutaka Isoda, Kuh Kim, Young Ho Kim, Sang Jin Lyu
    JOURNAL OF MARINE SYSTEMS 78 2 200 - 205 2009年09月 [査読有り][通常論文]
     
    Recent observations of hydrography, currents and volume transports in the straits of the East/Japan Sea are reviewed. It is newly found that bottom cold water in the Korea/Tsushima Strait originating from the northern region of the East/Japan Sea appears not only in summer and autumn but also in winter. Intensive observations in the Korea/Tsushima Strait revealed two distinct cores of northeastward currents in the upper layer of the western and eastern channels. Mean volume transport through the Korea/Tsushima Strait is calculated as 2.5 +/- 0.5 Sv from four-year direct and indirect measurements. As continuous monitoring has started in the Tsugaru and Soya Straits, understanding of temporal variability of currents and volume transports through the straits is in progress. For the first time, simultaneous time series of volume transports are available in the Korea/Tsushima and Tsugaru Straits during the winter of 1999-2000. Ouflow through the Tsugaru Strait accounts for about 70% of inflow through the Korea/Tsushima Strait for this period. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Akihiko Morimoto, Yutaka Isoda, Tatsuji Tameishi, Shimpei Moriwaki
    CONTINENTAL SHELF RESEARCH 29 11-12 1437 - 1447 2009年06月 [査読有り][通常論文]
     
    Using long-term sea surface temperature (SST) and acoustic Doppler current profiler (ADCP) data, we examined variations in the current axis of the Tsushima Warm Current (TWC) off the San'in coast of Japan, near the entrance to the Japan Sea. There were large horizontal temperature gradients along the shelf edge in the southwestern Japan Sea from October to May, suggesting that the second branch of the TWC appears not only in spring and autumn but also in winter. From the ADCP data analysis, we found that currents with speeds of approximately 20 cm s(-1) and greater appeared around the shelf edge off San'in coast in all seasons. The SST and ADCP data analyses suggested that the second branch of the TWC exists around the shelf edge off the San'in coast throughout the year. This finding differed from those of previous studies. A relatively strong current (speed greater than 15 cm s(-1)) appeared on the shore side in all seasons, except at line W in winter. This current might be the first branch of the TWC. The first branch seemed to occur around in 100 m isobaths, but shifted northward and southward because the bottom topography around lines W and M was relatively flat and the shelf was broad. The first branch was very obscure, and it was difficult to define the two branches of the TWC off the San'in coast from the seasonally averaged vectors. However, snapshots of current distribution derived from the ADCP data clearly showed these branches. Hence, both the first and second branches might occur throughout the year off the San'in coast. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • 小林直人, 磯田豊, 小林雅行, 佐藤千鶴, 木村修, 山口秀一, 高津哲也, ROSA Ana Luisa
    北大水産彙報 58 3 29 - 41 北海道大学大学院水産科学研究院 = Research Faculty of Fisheries Sciences, Hokkaido University 2009年02月 [査読無し][通常論文]
     
    A large damage to fishing set-nets caused by the Kyucho occurred off Kameda peninsula on 30 May, 2006. Such Kyucho seldom occurs in this area and hence it is unusual phenomenon. Two current-meters setting off Usujiri located at Kameda peninsula and off Shiraoi faced the Hidaka Bay captured this sudden and swift current. The meteorological and oceanographical conditions in 2005 without the Kyucho and those in 2006 with the Kyucho were compared. The difference in both years was the oceanic stratification. That is, the surface halocline was thinly formed by a large quantity of rainfall water accompanied by the atmospheric disturbance on 28 May in 2006, before the Kyucho occurrence. In the case of such discontinuity subsurface thinner layer than usual, we will expect that the particle velocity of wind-induced internal Kelvin wave increases, but its phase propagation speed rather decreases. In fact, the observed surface current velocity (0.3-1.2 m/s) is almost as same as the estimated propagation speed (0.3-0.8 m/s).
  • Saori Kitayama, Kenshi Kuma, Eri Manabe, Koji Sugie, Hyoe Takata, Yutaka Isoda, Kenji Toya, Sei-ichi Saitoh, Shohgo Takagi, Yoshihiko Kamei, Keiichiro Sakaoka
    Journal of Geophysical Research 114 C08019 doi:10.1029/2008JC004754  2009年 [査読有り][通常論文]
     
    Dissolved Fe in the western and central North Pacific Ocean was characterized by surface depletion, middepth maxima and, below that, a slight decrease with depth similar to the vertical distributions of nutrients, apparent oxygen utilization, Fe(III) hydroxide solubility, and humic-type fluorescence (H-flu) intensity. Dissolved Fe concentrations ([D-Fe], <0.22-mu m fraction) in the deep water column were one-half lower in the central region (0.3-0.6 nM) than the western region (0.5-1.2 nM) although the Fe(III) solubility ([Fe(III)sol], <0.025-mu m fraction) levels and distributions in deep waters were almost the same between both regions with middepth maxima (similar to 0.6 nM) at 500-1500-m depth range and then a gradual decrease to similar to 0.3 nM at 5000-m depth. Higher [D-Fe] than [Fe(III)sol] in the deep water column of the western region results from the higher production of dissolved Fe from the decomposition of sinking particulate organic matter in the western region than the central region because of the high atmospheric and/or lateral Fe inputs in the western region. Similarity between [D-Fe] level and [Fe(III)sol] value at each deep water depth in the central region may be attributed to [D-Fe] being nearly in the solubility equilibrium with Fe(III) hydroxide in seawater. Strong linear correlation between [D-Fe] and H-flu intensity in the central region and relatively similar linear relationships between [Fe(III)sol] and H-flu intensity in the western and central regions are the first confirmation that humic-type fluorescent dissolved organic matter may be responsible for [D-Fe] in the deep water column as natural organic ligands complexing with Fe(III).
  • Saitoh Yukiyo, Kuma Kenshi, Isoda Yutaka, Kuroda Hiroshi, Matsuura Hiromi, Wagawa Taku, Takata Hyoe, Kobayashi Naoto, Nagao Seiya, Nakatsuka Takeshi
    JOURNAL OF OCEANOGRAPHY 64 6 815 - 830 2008年12月 [査読有り][通常論文]
  • 赤羽 敬子, 磯田 豊, 三宅 秀男, 高橋 大介, 木戸 和男, 黒田 寛, 東屋 知範, Hiroko Akabane, Yutaka Isoda, Hideo Miyake, Daisuke Takahashi, Kazuo Kido, Hiroshi Kuroda, Tomonori Azumaya, 独立行政法人水産総合研究センター北海道区水産研究所, 北海道大学大学院水産科学研究院, 北海道大学大学院水産科学研究院, 名古屋大学地域水循環研究センター, 北海道立地質研究所, 独立行政法人水産総合研究センター中央水産研究所, 独立行政法人水産総合研究センター北海道区水産研究所, Hokkaido National, Fisheries Research Institute, Graduate School, of, Fisheries Science, Hokkaido University, Graduate School of, Fisheries Science, Hokkaido University, Hydrospheric Atmospheric Research Center Nagoya University, Geological Survey of Hokkaido, National Research, Institute of, Fisheries Science, Hokkaido National, Fisheries Research Institute
    海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 17 4 265 - 279 日本海洋学会 2008年07月01日 [査読無し][通常論文]
     
    2001年の夏季,噴火湾湾口近くの水深85mの地点に海底設置型ADCPを設置し,計測された約4か月間の流速記録を解析した。流速のスペクトル解析において,慣性周期帯のエネルギーは,全層で半日潮流と同程度であった。狭い周期帯の変動成分を抽出可能なバンドパスフィルター(HAB法)を適用し,慣性振動流(慣性周波数;f=2π/18時間)を抽出した結果,観測期間中に流速振幅の顕著な増大(以下,イベント)が4回確認された。Pollard and Millard(1970)の単純な風強制モデルがこれらイベントのほとんどを再現できたことから,観測された慣性振動流は主に時間変化する風強制により発生したと推測される。慣性振動流の鉛直構造とその時間変化はイベントごとに異なり,大きく二つに分類できる。一つは,中層の振幅極大と鉛直上方への位相伝播で特徴付けられ内部波エネルギーの斜め下方への伝播を推測させるビーム状の構造であり,もう一つは内部波の水平伝播を連想させるモード状の構造である。主成分解析に基づく鉛直モード分解を行った結果,いずれの流速構造に対しても鉛直第2モード以上の高次モードが大きく寄与していることが示唆され,各イベントで最大振幅が観測される時刻は次数の大きな鉛直モードほど遅れる傾向があった。さらに,ビーム状の構造から検出された振幅極大の水深と特性曲線の傾きを用いて見積もった内部波エネルギーの水平伝播距離から,内部波の励起場所は噴火湾内にあることが推定された。A bottom-mounted ADCP was deployed near the mouth of Funka Bay at a depth of 85 m for about four months during the summer of 2001. Spectra analysis shows that the inertial energy dominates in all layers and the energy is in the same order of magnitude as the semi-diurnal tidal current energy. The inertial oscillations are band-passed using a HAB method capable of extracting narrow-band variations. It was found that the inertial currents were amplified four times (hereinafter, "events") during the entire period of the current observation. Moreover, it was shown that the simple wind-induced model of Pollard and Millard (1970) can well reproduce the observed events in the surface mixed layer. This suggests that the observed inertial currents were generated by the time variation of the wind stress above Funka Bay. It should be noted that the vertical current structure and its time variation of the individual events were different from each other, and these seem to be classified into two patterns related to the internal waves. One is referred to as the "beam structure", characterized by the maximum amplitude in the middle layer and the upward phase propagation of the near-inertial current, i.e., the energy of internal waves propagates downward. The other is referred to as the "mode structure", associated with the horizontal propagation of the internal vertical mode. The vertical mode decomposition based on a principal component analysis revealed that higher vertical modes (> 2nd mode) significantly contribute to all the events, regardless of the beam and mode structures. In addition, the higher vertical mode tends to be observed after the vertical mode with a lower order appears. The horizontal propagation distances of the internal wave from the generation point to the observation point were estimated from the depth of the maximum amplitude in the middle layer and the gradient of characteristic curve during the beam-structure period. The distance suggests that the generation of the internal wave related to the observed inertial current was limited to the waters within the Funka Bay.
  • 黒田 寛, 磯田 豊, 本田 聡, 武岡 英隆, 清水 学
    うみ 46 1 37 - 47 日仏海洋学会 2008年05月28日 [査読無し][通常論文]
  • Hyoe Takata, Kenshi Kuma, Yutaka Isoda, Shigeyoshi Otosaka, Tomoharu Senjyu, Masayuki Minagawa
    Geophysical Research Letters 35 2 Wiley-Blackwell 2008年01月 [査読有り][通常論文]
  • 田中遊山, 本田聡, 磯田豊, 伊藤元裕, 綿貫豊
    日本鳥学会誌 57 148 - 153 2008年 [査読有り][通常論文]
  • 中嶋與文, 磯田豊, 松浦宏美, 和川拓, 相木智一, 矢部いつか, 高田兵衛, 久万健志, 小林直人, 矢幅寛
    海と空 84 1 1 - 16 海洋気象学会 2008年 [査読有り][通常論文]
  • Ana Luisa Rosa, Yutaka Isoda, Kazuyuki Uehara, Tomokazu Aiki
    JOURNAL OF OCEANOGRAPHY 63 4 573 - 588 2007年08月 [査読有り][通常論文]
     
    Hydrographic data and composite current velocity data (ADCP and GEK) were used to examine the seasonal variations of upper-ocean flow in the southern sea area of Hokkaido, which includes the "off-Doto" and "Hidaka Bay" areas separated by Cape Erimo. During the heating season (April-September), the outflow of the Tsugaru Warm Current (TWC) from the Tsugaru Strait first extends north-eastward, and then one branch of TWC turns to the west along the shelf slope after it approaches the Hidaka Shelf. The main flow of TWC evolves continuously, extending eastward as far as the area off Cape Erimo. In the late cooling season (January-March), part of the Oyashio enters Hidaka Bay along the shallower part of the shelf slope through the area off Cape Erimo, replacing almost all of the TWC water, and hence the TWC devolves. It is suggested that the bottom-controlled barotropic flow of the Oyashio, which may be caused by the small density difference between the Oyashio and the TWC waters and the southward migration of main front of TWC, permits the Oyashio water to intrude along the Hidaka shelf slope.
  • 相木 智一, 磯田 豊, 矢部 いつか, 黒田 寛, Tomokazu Aiki, Yutaka Isoda, Itsuka Yabe, Hiroshi Kuroda, 北海道大学大学院水産科学研究院, 北海道大学大学院水産科学研究院, 北海道大学大学院水産科学研究院, 独)水産総合研究センター中央水産研究所海洋生産部, Graduate School of, Fisheries Science, Hokkaido University, Graduate School of, Fisheries Science, Hokkaido University, Graduate School of, Fisheries Science, Hokkaido University, National Research, Institute of, Fisheries Science
    海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 16 4 291 - 304 日本海洋学会 2007年07月05日 [査読無し][通常論文]
     
    対馬暖流の沿岸分枝流の形成には陸棚地形が重要な役割を果たしているが,この分枝流の流路にある陸棚域は富山湾周辺で一端途切れている。過去の水温データ解析から,富山湾の東側における分枝流は沖合へ離岸した傾圧流と推測されているが,実際の流れのパターンとその季節変化については明らかにされていない。本研究では,長期間に蓄積されたGEK(Geomagnetic Electrokineto Graph)・ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)・沿岸水位のデータを用いて,富山湾周辺海域における表層流の季節変化を解析した。佐渡島(小木)と日本列島沿岸(輪島,富山,柏崎)における水位差の季節変化には,東向き表層流の強まる時期が7月と11月の2回あることが示された。この結果をもとに,一年間を5季節に区分し,GEK・ADCP両データを用いて表層流の季節空間分布図を作成した。まず,年間を通した流れとして,"能登半島の西側における39°N付近を境界とした東向き沖合流と,日本列島付近の東向き沿岸流とに二分岐した流れが,佐渡島周辺(能登半島の東側)で合流する",と特徴付けられる流れのパターンが認められた。すなわち,佐渡島の西側には一年を通して北東流が存在する。一方,富山湾周辺における流れパターンには明瞭な季節変化が示され,その流れ解析の空間解像度を高めることによって,二つの流れパターンの存在も明らかに示された。その第一の流れは富山湾内へ流入する流れ(湾の西側に沿った沿岸分枝流)であり,4月～9月に顕著にみられ,9月には弱まる。そして,他の流れは湾口を横断する流れ(能登半島北部から佐渡海峡に向かう傾圧流)で年間を通して存在し,湾内流入流が消滅後の秋季に最も明瞭になることも判明した。The shelf topography plays an important role in the formation of the coastal branch flow of the Tsushima Warm Current. This shelf breaks a part of the branch flow around Toyama Bay. Although its path east of Toyama Bay has been inferred as the offshore baroclinic flow from temperature distributions, its flow pattern and seasonal variability around Toyama Bay have not been clarified. By using long-term GEK, ADCP and sea level data, we describe the seasonal change of surface current around the Bay. Sea level differences between Sado Is. (Ogi) and coastal stations (Wajima, Toyama, Kashiwazaki) reveal that there are two periods in which the eastward surface current velocity is enhanced in July and November. Based on this feature, we classify the annual cycle into five seasons in order to examine temporal change in spatial distributions of surface flow using GEK and ADCP data. The annual common flow pattern shows that there are two main paths, the one consisting of the eastward offshore flow (the boundary being 39°N latitude) and the other. a coastal branch flow on the Japanese shelf joining near Sado Is (east of Noto Peninsula). This means that there is the northward flow west of Sado Is. throughout the year. On the other hand, the flow pattern around Toyama Bay has a prominent seasonal cycle, and our gridded current field with fine spatial resolution shows that there are actually two flow patterns. One is the inflow into Toyama Bay (the near-shore branch along the western bay coast) which is identified in April to September and weakens in September. The other is a flow across the bay mouth (the baroclinic flow from the north of Noto peninsula into Sado strait), which exists throughout the year and is clearly seen in autumn after the disappearance of Toyama Bay inflow.
  • 津軽海峡通過流の海水変質過程
    松浦宏美, 磯田 豊, 黒田 寛, 久万健志, 斉藤雪美, 小林直人, 相木智一, 和川 拓, 矢部いつか, 干場康博
    海と空 83 2135  2007年 [査読有り][通常論文]
  • Shouei Iwade, Kenshi Kuma, Kenshi Kuma, Yutaka Isoda, Masahiko Yoshida, Isao Kudo, Isao Kudo, Jun Nishioka, Jun Nishioka, Koji Suzuki, Koji Suzuki
    Aquatic Microbial Ecology 43 2 177 - 191 Inter-Research 2006年06月27日 [査読無し][通常論文]
     
    The growth and iron uptake of the coastal marine diatom Chaetoceros sociale were experimentally measured in batch experiments at 10°C to which an acidic Fe(III) stock solution was added. The direct input of Fe(III) into the culture media induced the highest iron uptake rate (∼3.4 to 4.2 × 10-16 mol Fe cell-1 d-1) by C. sociale during the first day of the incubation, resulting from the supply of bioavailable inorganic Fe(III) species at levels above its expected equilibrium value (∼0.1 nmol l-1) with solid amorphous Fe(III) hydroxide in seawater. The iron uptake rate during the first day of incubation in solid amorphous Fe(III) hydroxide medium aged for 1 d at 10°C was approximately 50 % lower than that in the direct Fe(III) input media. We used a modified approach in which further iron uptake by C. sociale from external iron in the direct Fe(III) input media was prevented by adding hydroxamate siderophore desferrioxamine B (DFB) during cultivation. After the addition of DFB, the highest growth rate (∼0.5 to 0.6 d-1) of C. sociale by intracellularly stored Fe in the direct Fe(III) input media was maintained for a few days since no iron uptake was observed after the DFB addition. The growth rate was independent of the amount of intracellularly stored Fe. However, the maximal cell yields appeared to be relatively dependent on the amount of intracellularly stored Fe, suggesting the presence of a critical concentration of intracellular Fe (minimum cellular Fe for growth) for phytoplankton growth (∼1 × 10-16 mol Fe cell-1 for C. sociale). In the present study, maximal and minimal Fe quotas were 3.4 to 4.2 × 10 -16 and ∼1 × 10-16 mol Fe cell-1 (the maximal/minimal Fe ratio of 3.4 to 4.2), respectively. The high iron uptake and storage capacity in C. sociale allows this species to accumulate excess iron at high concentrations of bioavailable inorganic Fe species and to support up to 1.8 to 2.1 cell divisions without any additional iron uptake. In addition, we attempted to model the effect of luxury uptake on growth, as biodilution of cellular Fe eventually decreases the Fe quota to a critical threshold. © Inter-Research 2006.
  • 和川拓, 磯田豊, 齋藤菜那, 東屋知範, 坂岡桂一郎
    海の研究 15 3 267 - 281 日本海洋学会 2006年05月05日 [査読無し][通常論文]
     
    北部北太平洋には亜寒帯前線と亜寒帯境界の間として定義される移行領域(Transitional Domain: TD)が存在し,TDを南北に横切るように170°Eに沿って天皇海山列が存在している。本研究では155°E,165°E,170°E,175.5°E,180°線における長期間の海洋観測データを解析し,TDにおける水塊構造が天皇海山列を境界に大きく変化していることを明らかにした。天皇海山列の東西海域ではTDを明確に特定できるのに対して,天皇海山列上においてTDはしばしば存在せず,南から北に向かって亜熱帯水から亜寒帯水に急激に変化する水塊前線を形成していた。さらに,TDにおける東向き輸送に沿って,水塊は西から東に向かって亜寒帯水から亜熱帯水へ急激に変化していた。TD付近に存在する強い東向きの傾圧流は,天皇海山列上の43°N付近(推古海山と仁徳海山の間)を通過した後,北側にシフトする。この傾圧流の強弱や分布位置は経年変動したが,北側にシフトする傾向は何れの年においても同じであった。傾圧流を挟んだ西側と東側のTDで起こる水塊の変化は,亜表層において特徴的な水塊である中央モード水が重い密度帯から軽い密度帯へ変化することに起因していた。すなわち,傾圧流の北側へのシフトと中央モード水の密度帯の変化は密着に関連していることが示唆された。Spatial distributions of baroclinic flow and water mass in the "Transition Domain" (TD), defined between the Subarctic Front and Subarctic Boundary in the northern North Pacific, were investigated through analysis of long-term hydrographic data taken in 155°E, 165°E, 170°E, 175.5°E, and 180° meridians. Along the 170°E meridian, the Emperor Seamounts is located across the TD in a strict north to south direction. Although the TD could be clearly detected on both sides of the Emperor Seamounts, it frequently disappeared and had a remarkable watermass front, i.e., abrupt and meridional, changing from subtropical to subarctic water masses, in the location of the Emperor Seamounts. Furthermore, along the eastward transport of the TD, an abrupt zonal change from subarctic to subtropical water took place. In each year, the estimated eastward baroclinic flow around the TD suggested a shift to the north after passage through the trench of the Emperor Seamounts around 43°N (between Suiko Seamount and Nintoku Seamount), although small year-to-year changes were shown in its intensity and horizontal distribution. This shift in flow might explain the above zonal water mass change in the TD. It was also shown that the density of the "Central Mode Water", formed at the sea surface mixed layer in winter, was gradually lighter from the west to the east.
  • Yoshida Masahiko, Kuma Kenshi, Iwade Shouei, Isoda Yutaka, Takata Hyoe, Yamada Masumi
    MARINE BIOLOGY 149 2 379 - 392 SPRINGER 2006年05月 
    Cell growth and iron uptake of the coastal marine diatoms Chaetoceros sociale and Thalassiosira weissflogii were studied in the presence of short-aged amorphous ferric hydroxide (am-Fe(III)) media. These were prepared by aging for 1 day, 3 days, and 3 weeks after adding a small amount of ferric iron acidic stock solution to autoclaved filtered seawater and were experimentally measured in culture experiments at 10 degrees C for C. sociale and 20 degrees C for T. weissflogii. The order of cell yields for both species was: 1-day aged am-Fe(III) > 3-day aged am-Fe(III) >> 3-week aged am-Fe(III) media. The iron uptake rates by C. sociale during 0-1 day in 1 day and 3-day aged am-Fe(III) media were about two-thirds and one-fourths, respectively, lower than that in the direct Fe(III) input medium containing C. sociale into which an acidic Fe(III) stock solution was added directly. The longer aging time of am-Fe(III) in media results in reducing the supply of bioavailable iron in the media by the slower dissolution rate of am-Fe(III) with the longer aging time. These results suggest that the chemical and structural changes of freshly precipitated amorphous ferric hydroxide with short aging time affect their ability, such as iron solubility and dissolution rate to supply bioavailable iron for the phytoplankton growth. The chemical and structural conversion of solid iron phases with time is one of the most important processes in changing the supply of available iron to marine phytoplankton in estuarine and coastal waters and in iron fertilization experiments.
  • 森 康輔, 磯田 豊, 清水 学
    九州大学応用力学研究所所報 130 1 - 10 九州大学応用力学研究所 2006年03月 
    Interannual variation of water-temperature and salinity structures in deep water was investigated by means of CTD data along N-Line (41°50'N, 138°00'E-140°00'E) and S-Line (40°36.5'N, 138°00'E-139°48'E) in spring and autumn from 1988 through to 1995. There were uneven isotherms below the depth of 500m, and the water less than 0.2°C exists relatively shallow region on shore, which seemed to be correlated to the bottom topography. The deep cold water was getting warm slightly throughout the observation period because of the heat conduction from surface layer, since the Japan Sea Proper Water might have not been formed for the last several decades. Comparing the interannual variation of the potential temperature at 500m-depth with the monsoon index, it was found that the water on shore becomes cold in moderate winter and warm in severe winter. It is suggested that the intensity of the convection in the Tsushima Warm Current alters the thickness of the surface layer. Salinity of the High-Salinity Intermediate Water (HSIW) was increasing throughout the observation period, especially in autumn, which indicates that high salinity water might have not been entrained to deep water due to the moderate winter.
  • 小林直人, 磯田 豊, 黒田 寛, 木村 修, 山口秀一, 大西光代, アナ ルイザ ロザ
    沿岸海洋研究 44 1 59 - 67 日本海洋学会沿岸海洋研究部会 2006年 [査読有り][通常論文]
     
    北海道亀田半島沖には地元の漁業者によって恵山潮(南東流)と鹿部潮(北西流)と称される二つの流れがあると考えられているが,実測資料にもとづく定量的記述が行われてはいない。本研究では亀田半島沖のADCP・CTDデータを解析し,この海域の流れ場の季節変化と水塊出現の関係を調べることを目的とした。ADCPのデータ解析から,春季から夏季には傾圧的な南東流(恵山潮),冬季には順圧的な弱い北西流(鹿部潮)の存在を確認することができた。また,津軽暖流水は両潮の遷移時期である秋季に現れるが,冬季に入るとすぐに親潮水に置き換わることがわかった。
  • TAKATA Hyoe, KUMA Kenshi, SAITOH Yukiyo, CHIKIRA Mitsuru, SAITOH Sei-ichi, ISODA Yutaka, TAKAGI Shohgo, SAKAOKA Keiichiro
    GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 33 2 L02613 - L02613 American Geophysical Union 2006年 [査読有り][通常論文]
     
    Labile dissolved Fe (<0.22 μm) in the western (165°E) and eastern (165°W) North Pacific Ocean had nutrient- and apparent oxygen utilization (AOU)-like profiles characterized by surface depletion and deep enrichment (5–3000 m depth). Dissolved Fe concentrations in the deep-water column at the mid-latitudes were approximately one-half lower in the eastern region (0.5–0.8 nM) than in the western region (0.8–1.3 nM) although the dissolved Fe concentrations in the surface mixed layer in both regions were extremely depleted to 0.1–0.2 nM. Surprisingly, the labile particulate Fe concentrations (≤∼0.1 nM, total dissolvable Fe minus labile dissolved Fe) throughout the water column at low latitudes in the eastern region were extremely lower than those (∼0.5–1 nM) in the western region. It is suggested that the low Fe levels in the eastern mid-latitude oceanic region are primarily due to the lower atmospheric Fe supply in the eastern region.
  • SENJYU Tomoharu, ISODA Yutaka, ARAMAKI Takafumi, ARAMAKI Takafumi, OTOSAKA SHIGEYOSHI, FUJIO Shinzo, YANAGIMOTO Daigo, SUZUKI Takashi, KUMA Kenshi, MORI Kosuke
    J Oceanogr 61 6 1047 - 1058 Oceanographic Society of Japan 2005年12月 [査読無し][通常論文]
  • H Takata, K Kuma, S Iwade, Y Isoda, H Kuroda, T Senjyu
    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-OCEANS 110 C7 2005年07月 [査読有り][通常論文]
     
    日本海やベーリング海などの半閉鎖性海域と北太平洋での溶存鉄及び三価鉄溶解度の鉛直分布は，中深層での深度とともに徐々に増加することを特徴としている。中深層では，溶存鉄は主に天然有機配位子との錯体形成によって規定されていることが，各海域のこれらの強い相関性から推定される。更に三価鉄溶解度は，北太平洋の中層と深層での栄養塩との勾配が異なるが，三価鉄溶解度と海洋性腐植様傾向物質との関係は，海域での勾配の違いは確認できなかった。この結果は，腐植様蛍光物質の分布が，深海水中の三価鉄溶解度と溶存鉄濃度の規定要因であることを示唆している。
  • 工藤 勲, 宮園 章, 嶋田 宏, 磯田 豊
    沿岸海洋研究 43 1 33 - 38 日本海洋学会沿岸海洋研究部会 2005年 [査読有り][通常論文]
     
    ホタテ貝の安全流通の観点から,麻痺性貝毒と下痢性貝毒について主要産地である噴火湾において1970年代から北海道(水産林務部)によってモニタリングが行われている.1980年代に高い麻痺性貝毒値が春から夏にかけて検出されたが,1990年代以降は,ほとんど検出されなくなった.これは,この貝毒の原因種である独立栄養型渦鞭毛藻Alexandrium tamarenseの消長と一致している.また堆積物中のA.tamarenseの休眠胞子は,海底から5-7cmと12-14cmに高密度を示す鉛直分布を示した.このことは,噴火湾におけるA.tamarenseは,数十年周期で消長を繰り返していることを示唆している.つまり,この種は,珪藻による春季ブルーム後に出現することから,この種の消長は春季ブルームの発生時期,規模の変動による栄養塩消費と循環過程などの栄養塩動態あるいは水温などの気候変動を反映している可能性がある.
  • 橋本 洋平, 磯田 豊, 大西 広二, 坂岡 桂一郎
    海の研究 14 4 513 - 525 2005年 [査読有り][通常論文]
  • 黒田 寛, 磯田 豊, 大西 光代, 岩橋 雅行, 佐藤 千鶴, 中山 智治, 伊藤 集通, 伊勢田 賢一, 西澤 慶介, 島 茂樹, 外川 織彦, Hiroshi Kuroda, Yutaka Isoda, Mitsuyo Ohnishi, Masayuki Iwahashi, Chizuru Satoh, Tomoharu Nakayama, Toshimichi Ito, Ken-ichi Iseda, Keisuke Nishizawa, Shigeki Shima, Orihiko Togawa, 財, 日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 現, 愛媛大学沿岸環境科学研究センター, 財, 日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 現, 北海道大学大学院水産科学研究科, 財)日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 財)日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 現, 遠洋水産研究所, 財)日本海洋科学財団む, 海洋研究所, 株, 東京久栄, 財, 日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 日本原子力研究所むつ事業所海洋調査研究室, 財)日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 財)日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 財)日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 日本原子力研究所むつ事業所海洋調査研究室, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine Science Foundation, Present address)Center for Marine Environmental, Studies Ehime University, Mutsu Marine Laboratory Japan Marine Science Foundation, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine, Science Foundation, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine, Science Foundation, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine, Science Foundation, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine, Science Foundation, Marine Research Laboratory Japan, Atomic Energy Research Institute, Mutsu Marine Laboratory Japan Marine, Science Foundation, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine, Science Foundation, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine, Science Foundation, Marine Research Laboratory Japan, Atomic Energy Research Institute
    海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 13 6 553 - 564 日本海洋学会 2004年11月05日 [査読無し][通常論文]
     
    津軽海峡東口周辺における実際の定期船ADCP流速データを用いて,黒田・磯田(2004)が提案した年周斯変動成分に関する調和解析上の注意点に基づき,どれだけ確からしい潮流と残差流(季節変動)が見積もれるかを検討した。日単位のデータサンプリングに依存した調和解析上の最大の問題点は,K_1とP_1分潮からSa分潮と同じ周期のエイリアシングが生じるため, K_1,P_1,Saの3分潮を同時に分離することが不可能なことである。ここにおいて, Sa,K_1の2分潮を選択し, O_1,M_2,Q_1,N_2の4分潮を加えて調和解析を行なった結果,構造的で卓越したK_1分潮流を見積もることができた。しかし,残差流に含まれる可能性があると推定されたP_1分潮の最大振幅は,残差流の年周期変動の振幅に対して無視できず,P_1分潮を調和解析によって分離する必要がある。そこで,津軽海峡東口周辺の検潮所におけるP_1とK_1分潮の潮位の振幅比と位相差の関係を潮流に適用した調和解析を再び行ない,過去に行われた短期の係留流速観測結果と比較して,両者の共通点と相違点を整理した。更に,このような方法で見積もられた潮流成分を除去することで,津軽海峡内における流れの季節変動を提示することが初めて可能となった。Some harmonic analysis methods using actual current data measured by an ADCP installed on a regular ferryboat were examined based on the suggestions made by Kuroda and Isoda (2004) regarding the harmonic analysis of annual variations. Hence the tidal and residual currents (seasonal variation) were estimated around the eastern mouth of the Tsugaru Strait. The biggest problem in the harmonic analysis is that the K_1, P_1, and Sa constituents cannot be separated simultaneously since a sun-synchronous infrequent semi-regular sampling causes K_1 and P_1 aliasing, the period of which is the same as that of the Sa constituent, i.e. 365.24 (d). First, harmonic analysis of the Sa, K_1, O_1, M_2, Q_1, and N_2 constituents could spatially estimate the systematic and dominant K_1 tidal current. However, the guessed maximum P_1 amplitude that may have been included in the residual current was not sufficiently less than the amplitude of the seasonal variation. Therefore, it was impossible to discuss the seasonal variations unless the P_1 constituent was estimated, based on assumptions and subsequently excluded. Another harmonic analysis of tidal currents was carried out using the amplitude ratio and phase difference of the P_1 tide relative to the K_1 tide. The harmonic constants were compared with those estimated from the mooring current measurements made in past years, and the points of commonality and difference between them were clarified. Thus, for the first time, the seasonal variations in the surface currents at the Tsugaru Strait were demonstrated by excluding the estimated tidal currents.
  • 小林直人, 磯田豊, 高津哲也, 山口秀一, 木村修
    北大水産彙報 55 2 97 - 103 北海道大学 2004年10月 [査読無し][通常論文]
  • 磯田 豊, 坂田 陽一郎, 磯野 哲郎, 清水 学, 他, 春日 一彦, 灘井 章嗣, 藤井 智史, 齊藤 誠一
    北海道大学水産科学研究彙報 55 1 63 - 69 北海道大学 2004年08月 [査読無し][通常論文]
  • Kenshi Kuma, Yutaka Isoda, Shigeto Nakabayashi
    Journal of Geophysical Research: Oceans 108 9 1 - 10 2003年09月15日 
    The vertical profiles of nutrient, AOU (apparent oxygen utilization), and Fe(III) hydroxide solubility (Fe(III) solubility) in the western North Pacific commonly show that their concentrations increased with depth below the surface mixed layer and have strong gradients around the North Pacific Intermediate Water (NPIW) in a potential density (σθ) range of 26.7-27.0. They had the maximum values at a σθ range of 27.0-27.5, and then rapidly decreased with depth at higher σθ than 27.5. The similarity of their profiles versus σθ suggests that they are controlled by similar processes with an intrinsic timescale such as deep-ocean circulation. The vertical profiles of dissolved Fe were also characterized by mid-depth maxima and, subsequently, a slight decrease with depth, which is markedly similar to nutrient and Fe(III) solubility depth profiles. This implies that the major source of dissolved Fe in the deep ocean is release during the remineralization of biogenic organic matter. In the present study, we attempted to confirm that the dissolved Fe depth profiles are controlled by the sinking particulate organic matter (POM), the production of dissolved Fe from POM during carbon remineralization, the scavenging of dissolved Fe and the temporal fixed Fe(III) solubility depth profile. Using the production rate (α) of dissolved Fe (1/α = 5-10 years), the calculated depth profile of dissolved Fe is in remarkable agreement with the observed profile of dissolved Fe with mid-depth maxima. Therefore we concluded that dissolved Fe concentrations in deep ocean waters are controlled primary by the Fe(III) solubility.
  • T Ito, O Togawa, M Ohnishi, Y Isoda, T Nakayama, S Shima, H Kuroda, M Iwahashi, C Sato
    GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 30 13 1678  2003年07月 [査読有り][通常論文]
     
    [1] The variation of velocity and volume transport of the Tsugaru Warm Current (TWC) is investigated based on the data of continuous and cross-sectional current monitoring in the Tsugaru Strait. During November 1999-March 2000, the structure of the velocity transection across the strait was almost stable in which the TWC occupied the central part of the strait, while the returning flows existed in the northern and southern part of the strait, and the velocity of these flows decreases with time. The volume transport of the TWC varies from 2.1 to 1.1 Sv, with the mean value of 1.5 Sv, following the variation of the TWC. The temporal variation of the volume transport shows a linear correlation with that of the sea level difference between the Japan Sea and the Pacific Ocean. The contribution of the sea level difference to the volume transport is estimated to be roughly 70%.
  • 黒田 寛, 磯田 豊, 大西 光代, 岩橋 雅行, 佐藤 千鶴, 中山 智治, 伊藤 集通, 伊勢田 賢一, 西沢 慶介, 島 茂樹, 外川 織彦, Hiroshi Kuroda, Yutaka Isoda, Mitsuyo Onishi, Masayuki Iwahashi, Chizuru Satoh, Tomoharu Nakayama, Toshimichi Ito, Ken-ichi Iseda, Keisuke Nishizawa, shigeki Shima, Orihiko Yogawa, 日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 現, 北海道大学院水産科学科, 日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 現, 北海道大学院水産科学科, 日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 現, 北海道大学院水産科学科, 日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 現, 北海道大学院水産科学科, 日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 現, 北海道大学院水産科学科, 日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 日本原子力研究所むつ事業所, 日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 日本海洋科学財団むつ海洋研究所, 日本原子力研究所むつ事業所, Mutsu Marine Laboratory Japan Marine Science Foundation, resent address)Graduate School of, Fishcries Science, Hokkaido University, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine, Science Foundation, resent address)Graduate School of, Fishcries Science, Hokkaido University, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine, Science Foundation, resent address)Graduate School of, Fishcries Science, Hokkaido University, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine, Science Foundation, resent address)Graduate School of, Fishcries Science, Hokkaido University, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine, Science Foundation, resent address)Graduate School of, Fishcries Science, Hokkaido University, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine, Science Foundation, Marine resarch Laboratory Japan, Atomic Energy Research Institute, Mutsu Marine Laboratory Japan Marine, Science Foundation, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine, Science Foundation, Mutsu Marine Laboratory Japan, Marine, Science Foundation, Marine resarch Laboratory Japan, Atomic Energy Research Institute
    海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 12 2 195 - 214 日本海洋学会 2003年03月05日 [査読無し][通常論文]
     
    青森室蘭間を運航する定期旅客船に搭載されたADCPによる2000年4月～2001年4月までの流速データを用いて,日高湾西部陸棚上こおける数十日(10日～60日)周期の流速変動を調べた。主要10分潮の潮流成分をADCP流速データから除去した後,2種類のスペクトル解析法を適用した。その結果,西部陸棚上において10日,25日,60日の三つの周期帯の流速変動が卓越していることが分った。本研究では,不等間隔データに適用可能な新しいバンドバス法(HAB法:Harmonic Analysis Bawl-pass Method)を提案し,各周期変動の水平流速・鉛直流速の構造を抽出した。日高湾西部陸棚上のADCP観測点間において,三つの周期帯の流速変動はいずれも水平的にほぼ同位相であった。また,10日と25日周期変動の鉛直的な位相差はほとんど見られなかったが,60日周期変動には数日の顕著な位相差が見られ,下層流が上層流よりも常に先行していた。流れと海上風とのクロススベクトル解析を行った結果,10日周期帯の流速変動のみが風との高い相関を示し,北西風が北西同流よりも約1.5日先行していた。10日周期帯の流速変動が秋～冬季にかけて卓越していたことと,この見積もられた位相差が,大島(三宅(1990)による日高湾内での風強制順圧モデル計算の見積もりとよく一致していたことから,この周期帯の変動は北西の季節風によって励起された陸棚波の伝播に伴う流速変動と推測される。Variability in intraseasonal current fluctuations (periods between 10 and 60 days) on the western shelf in Hidaka Bay was examined by using an Acoustic Dopplcr Current Profiler (ADCP) installed on a regular ferry shuttling between Aomori and Muroran from April 2000 to April 2001. After ten primary tidal current constituents were subtracted from the ADCP data, two types of spectral analysis were carried out. and three periodic variations, around 10-, 25-, and 60-day periods, respectively, were identified on the shelf. A new band-pass method, the Harmonic Analysis Band-pass (HAB) method, which can be applied to irregularly sampled data, is proposed to extract the horizontal and vertical current structures of each periodic variation. Very little phase lag between ADCP points was found in any of these periodic variations on the western shelf. Slight vertical phase lag was observed in the 10- and 25-day periodic variations, and a significant vertical phase lag of several days (i.e., lower current always leads upper current) was observed for the 60-day periodic variation. Cross-spectral analysis between current and sea surface wind showed that among signals in the periodic variations, only those in the 10-day period wore coherent, and their phase lag indicates that the northwesterly wind leads the northwestward flow by about, 1.5 days. This estimated phase lag agrees well with that of the wind-forced barotropic model of Hidaka Bay by Ohshima and Miyake (1990). Also, the current variation in the 10-day period was dominant from autumn to winter. Therefore, we infer that this 10-day current variation is effectively induced by the northwesterly monsoon wind.
  • 磯田 豊
    海の研究 12 1 69 - 84 The Oceanographic Society of Japan 2003年 
    日本海の深層域が閉じているという地理的条件と対馬暖流による南側上層への熱供給という条件のために,定常状態の熱バランスを考えると,日本海の表面は必ず海面冷却となる。これは深層域が閉じているために,対馬暖流域から深層へ輸送された熱が北側表層へ輸送されなければならないという熱輸送経路で説明される。北部海域における下層から上層への熱輸送経路は下層加熱の状態にあり,鉛直的に水塊が混合され易く,形成される極前線(対馬暖流の北限)は非常に明瞭な水温前線となることが期待される。そしてある年の冬,比較的大きな海面冷却によって,底層にまで至る冷たく重い深層水が形成される。この水塊は均一な水温で特徴付けられ,底層水(Bottom Water)と呼ばれる。このような深い深層水形成後の熱輸送経路は,対馬暖流域から深層水上部を経由して極前線の北側海域の表層へと向かう浅い経路をとる。それゆえ,底層水は次回の深い深層水形成までの間,この浅い熱輸送経路から加熱され続け,その厚さは次第に減少することが推測される。
  • 磯田 豊, 黒田 寛, 明正達也, 本田 聡
    沿岸海洋研究 41 5 - 12 2003年 [査読有り][通常論文]
  • Maki Nagasawa, Toshiyuki Hibiya, Yoshihiro Niwa, Michio Watanabe, Yutaka Isoda, Shogo Takagi, Yoshihiko Kamei
    Journal of Geophysical Research: Oceans 107 12 2002年12月15日 
    Recent numerical experiments [Hibiya et al., 1996, 1998, 2002] predicted that the energy cascade across the internal wave spectrum down to small dissipation scales was under strong control by parametric subharmonic instabilities that transfer energy from the low vertical wave number, double-inertial frequency wave band to a high vertical wave number, near-inertial frequency wave band. To test whether or not the numerically predicted energy cascade process is actually dominant in the real deep ocean, we deployed a total of 106 expendable current profilers over a large area in the North Pacific to examine the spatial distribution of high vertical wave number (vertical wavelength ∼25 m) shear. At midlatitudes, significant enhancement of the 25 m vertical shear was found over prominent generation regions of semidiurnal internal tides such as the Hawaiian Ridge and the Izu-Ogasawara Ridge where the semidiurnal tidal frequency exceeds twice the local inertial frequency. At high latitudes, in contrast, no significant enhancement of the 25 m vertical shear was found to occur even over another prominent generation region of semidiurnal internal tides, the Aleutian Ridge, where the semidiurnal tidal frequency is less than twice the local inertial frequency. We find that the spatial distribution of the intensity of the 25 m vertical shear correlates very well with that of the low vertical wave number, double-inertial frequency internal wave energy numerically predicted by Nagasawa et al. [2000] and Niwa and Hibiya [2001a, 2001b]. This is the first in situ evidence for the dominant role of parametric subharmonic instability in transferring deep ocean internal wave energy down to small dissipation scales. This study provides a theoretical framework for future attempts to determine the large-scale structure of mixing over the world's oceans.
  • 森 康輔, 磯田 豊, 村上 敬, 大谷 清隆
    海の研究 10 1 1 - 13 The Oceanographic Society of Japan 2001年 
    津軽海峡南西海域の深層における流速変動を調べることを目的に, 1994年4月～1995年4月の一年間, 本海域の水深300m(日本海固有水上部)と水深2,100m(日本海固有水内)で係留観測を実施した。その結果, 水深2,100mの陸棚斜面上には季節変化のほとんどみられない年平均5cms-1程度の北上流が卓越していることが確認された。さらに, この北上流には上下層間で有意な相関をもった長周期変動(周期10日以上)が重なっており, それらは26日～30日, 15日～18日, 10日～12日の3周期帯であった。26日～30日, 10日～12日周期帯変動は一年中ほぼ定常的に存在し, 同海域の海上風と有意な相関があることがわかった。このうち10日～12日周期帯変動は, 係留点(ヘナシ崎)沖を東西に走る陸棚斜面上に捕捉された地形性ロスビー波の東向き伝播を捉えた現象であることがわかった。一方, 15日～18日周期帯変動は海上風との関係はみられず, 1994年7月～8月に対馬暖流の小蛇行が係留点付近を通過する時期にのみ卓越した傾圧的な変動であることが示唆された。
  • Sang-Woo Kim, Sei-Ichi Saitoh, Joji Ishizaka, Yutaka Isoda, Motoaki Kishino
    Journal of Oceanography 56 5 527 - 538 2000年 [査読有り][通常論文]
     
    Temporal and spatial variability of phytoplankton pigment concentrations in the Japan Sea are described, using monthly mean composite images of the Coastal Zone Color Scanner (CZCS). In order to describe the seasonal changes of pigment concentration from the results of the empirical orthogonal function (EOF) analysis, we selected four areas in the south Japan Sea. The pigment concentrations in these areas show remarkable seasonal variations. Two annual blooms appear in spring and fall. The spring bloom starts in the Japan Sea in February and March, when critical depth (CRD) becomes equal to mixed layer depth (MLD). The spring bloom in the southern areas (April) occurs one month in advance of that in the northern areas (May). This indicates that the pigment concentrations in the southern areas may increase rapidly in comparison with the northern areas since the water temperature increases faster in spring in the southern than in the northern areas. The fall bloom appears first in the southwest region, then in the southeast and northeast regions, finally appearing in the northwest region. Fall bloom appears in November and December when MLD becomes equal to CRD. The fall bloom can be explained by deepening of MLD in the Japan Sea. The pigment concentrations in winter are higher than those in summer. The low pigment concentrations dominate in summer.
  • 磯田 豊, 斉藤 誠一, 三原 正裕
    海と空 68 3 p113 - 124 海洋気象学会 1992年12月 [査読無し][通常論文]
  • 磯田 豊, 永延 幹男, 渡辺 秀俊, 額田 恭史
    海の研究 1 4 141 - 151 The Oceanographic Society of Japan 1992年 
    Spatial structure of a warm eddy which was located stably above the western side of the Yamato Rise was described in detail by examining hydrographic data, NOAA-infrared image, and current data in summer 1989. The doughnut-like flow structure surrounding a warm-core was found to play a significant role in the northward transport of warm and salin water in summer. However, it was inferred from the analysis of hydrographic data through the year that the above doughnut-like flow disappeared in winter and drastic structural variations of an eddy were brought by wintertime convection. During winter, not only the core-temperature but also the salinity decreased and the shape of an eddy became unclear, suggesting the exchange of a core water with the outer one.
  • Y ISODA, S SAITOH, M MIHARA
    OCEANOGRAPHY OF ASIAN MARGINAL SEAS 54 103 - 112 1991年 [査読有り][通常論文]
  • Isoda, Y, Saitoh, S
    J. Oceanogr. Soc. Japan, 44 2 52 - 59 日本海洋学会 1988年 [査読有り][通常論文]

MISC

  • 千葉 彩, 堀尾 一樹, 磯田 豊, 小林 直人 海の研究 30 (2) 15 -46 2021年03月
  • 伊田 智喜, 山下 慎司, 磯田 豊, 小林 直人 海の研究 25 (4) 101 -122 2016年07月
  • 朝日 啓二郎, 磯田 豊, 方 曉蓉 海の研究 25 (3) 43 -61 2016年05月
  • 小林 直人, 磯田 豊, 朝日 啓二郎, Naoto Kobayashi, Yutaka Isoda, Keijiro Asahi, 北海道大学水産学部, 北海道大学大学院水産科学研究院, 北海道大学大学院水産科学研究院, Faculty of Fisheries Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Science Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Science Hokkaido University 海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 24 (5) 171 -187 2015年09月15日 
    単純化した陸棚地形上への流入水の挙動に関わるf平面σ座標系数値モデル実験によって,初夏に津軽Gyreが日高湾陸棚斜面上に侵入したときに生じることが最近の海洋観測で確認された分岐流の形成・発達過程を調べた。成長を続ける津軽Gyreが侵入する北部陸棚斜面域には海底捕捉モードと表層捕捉モードの2種類の低周波擾乱が同時に存在し,斜面上の下層水柱は連続的に押し縮められ,負の相対渦度を生成する。その結果として,侵入域の西側ではほぼ順圧もしくは海底捕捉の時計回り渦流擾乱が形成され,分岐域から陸棚斜面に沿って西方へ伝播する。侵入域の東側では反時計回りの渦流擾乱が形成され,沖合の底層低温水を沿岸域へ定常的に供給する。この現象は津軽Gyreが北岸境界に沿った鏡像効果によって東方移動することを抑える働きをする。このようにして,分岐直後の渦流は日高湾陸棚斜面に沿って西方へ引き延ばされる津軽Gyreにまで発達することがわかった。A recent hydrographic survey indicated that a local bifurcation of the Tsugaru Gyre, which appeared over the Hidaka shelf slope in early summer, accompanied a clockwise, small eddy. To examine the bifurcation's formation and development processes, we performed a numerical experiment using an f-plane σ-coordinate model with idealized shelf topography. During the stage at which the Tsugaru Gyre grew and intruded into the northern shelf slope area, the lower-layer water column on the slope was continuously contracted to induce a negative relative vorticity. As a consequence, the nearly barotropic or bottom-trapped motion with clockwise rotation emanated west of the intrusion area and then propagated westward along the slope. This motion was associated with two types of low-frequency waves characterized by surface and bottom intensifications. On the contrary, an anti-clockwise eddy formed east of the intrusion area and stably fed on the offshore bottom cold water into the coastal area. These processes suppressed the eastward shift of the Tsugaru Gyre by the mirror effect of the lateral boundary. Thus, the above-mentioned small eddies were found to dominate the Tsugaru Gyre, shifting westward along the Hidaka shelf slope.
  • 藤原 将平, 磯田 豊, 舘野 愛実, Shohei Fujiwara, Yutaka Isoda, Manami Tateno, 北海道大学大学院水産科学院, 北海道大学大学院水産科学研究院, 北海道大学水産学部, Graduate School of Fisheries Science Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Science Hokkaido University, Faculty of Fisheries Hokkaido University 海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 23 (6) 197 -216 2014年11月15日 
    人工衛星高度計による海面高度偏差(Sea Surface Height Anomaly ; SSHA)とアルゴフロートブイ観測の密度場から計算された力学高度偏差(ΔD_;jは基準深度)を組み合わせて,西部北太平洋の風応力の季節変化に対する1年周期の順圧応答成分(ΔD_=SSHA-ΔD_<2000>)と傾圧応答成分(ΔD_=ΔD_<2000> - ΔD_;MLは表層混合層深度)を抽出した。順圧応答成分ΔD_の特記すべき空間分布は,晩冬季(2～3月)に亜寒帯循環領域の負偏差領域が,亜熱帯循環領域の伊豆小笠原海嶺付近の南方まで舌状に張り出していることである。伊豆小笠原周辺海域では,1～2ヶ月遅れた春季(4～5月)に傾圧応答成分ΔD_の正偏差領域が出現している。このように,順圧応答から数か月遅れた傾圧応答は,海嶺海底斜面上における順圧・傾圧モードのカップリングによる傾圧運動の励起(Impinging応答)を示唆している。また,シグナルとしては小さいものの,主として亜熱帯域にみられた他の傾圧応答ΔD_は,約40°N以南に理論上存在可能な傾圧第一モードの1年周期ロスビー波の海洋調節過程と推測された。Annual barotropic and baroclinic responses of sea level anomalies (ΔD_ and ΔD_) in the western North Pacific to seasonally varying wind stress curl are extracted by combining the sea surface height anomaly (SSHA) observed by satellite altimeter with the dynamic height anomaly (ΔD_;j is the reference depth) calculated by the density fields observed by Argo floats, i.e., ΔD_=SSHA - ΔD_<2000> and ΔD_ = ΔD_<2000> - ΔD_ (ML is the surface Mixed Layer depth). The most conspicuous feature in the seasonal change in ΔD_ is the tongue of negative values at the region of subarctic gyre in late winter (February to March) extending southward to the Izu-Ogasawara Ridge (IOR) in subtropical gyre. For annual ΔD_ variation, one of the much larger positive amplitude is also found in areas surrounding IOR in spring (April to May), suggesting the generation of the baroclinic activity through the coupling of the barotropic and baroclinic modes of motion on the steep bottom slope, i.e., the impinging response. The next prominent ΔD_ variability seems to be the adjustment of the ocean in terms of the baroclinic first-mode annual Rossby Waves, which can theoretically exist south of about 40°N
  • 河野 航平, 磯田 豊, 工藤 勲 海と空 = Sea and sky 90 (1) 17 -25 2014年08月
  • 小林 直人, 太田 紗生, 磯田 豊 海と空 = Sea and sky 90 (1) 1 -10 2014年08月
  • 久万健志, 笹山了平, 日置菜々子, 森田雄一朗, 磯田豊, 平譯享, 今井圭理, 荒巻能史, 中村知裕, 西岡純, 江淵直人 日本海洋学会大会講演要旨集 2013 94 2013年08月30日 [査読無し][通常論文]
  • 中村知裕, 磯田豊, 三寺史夫, 高木省吾, 長澤真樹 月刊海洋 43 (12) 699 -704 2011年12月01日 [査読無し][通常論文]
  • 磯貝 安洋, 磯田 豊, 下野 学 海と空 86 (3) 45 -60 2011年03月31日
  • 磯貝 安洋, 磯田 豊, 下野 学, 小林 直人, 工藤 勲, 干場 康博 北海道大学水産科学研究彙報 = Bulletin of Fisheries Sciences, Hokkaido University 60 (2) 23 -37 2010年12月
  • 矢幅 寛, 磯田 豊, 吉田 達, 小坂 善信 海と空 85 (4) 115 -129 2010年03月25日
  • 森 文洋, 磯田 豊, 阿部 祥子, 小林 直人, 矢幅 寛, 磯貝 安洋, Fumihiro Mori, Yutaka Isoda, Syoko Abe, Naoto Kobayashi, Hiroshi Yahaba, Yasuhiro Isogai, Graduate School of Environmental Science Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Sciences Hokkaido University, Graduate School of Environmental Science Hokkaido University, Faculty of Fisheries Sciences Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Sciences Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Sciences Hokkaido University 海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 19 (2) 89 -110 2010年03月15日 
    根室海峡における表層流の季節変化を記述するために,長期の実測表層流(ADCPとGEK),風向風速,沿岸水位,沿岸水温,スナップショットの海洋観測データの解析を行なった。表層流が一年周期の正弦曲線で表現できるような季節変化は海峡南端付近にみられ,5-8月は北太平洋側から海峡内方向への流入,他の月は海峡側から北太平洋への流出を示した。しかしながら,この流入流出は海峡内における流れパターンの季節変化とは必ずしも連動していないようである。北西風が卓越する冬季の海峡内では南下する海峡通過流が示されたが,この南下流は風駆動による吹送流が海峡南端の流出流と一時的に繋がった流れと推測される。他の季節は春と秋に極大をもつ南西風が卓越する時期である。春季の海峡北部にある深い水深の海域(知床半島の南側)では,北側で北上流,南側で南下流となる二分岐流が形成され,この流れパターンは安定して秋季まで継続する。二分岐後の北上流は春と秋に南西風が強まる時期に同期して強まる傾向を示すことから,この二分岐流は吹送流として説明できる可能性が示唆される。一方,二分岐後の南下流は,夏季の海峡中間部の浅瀬付近から現れ,秋季には海峡南部で支配的となる西流によって次第に分断されていくようにみえる。Long-term direct current velocity (GEK and ADCP), wind, coastal sea level, coastal water temperature and snapshot hydrographic data were used to describe the typical seasonal variations of surface flow patterns in the Nemuro Strait. At the southern end of the Strait, we find a remarkable seasonal change with a clear one-year cycle in the inflow into the Strait (May to August) and the outflow to the North Pacific (other months). However, it seems that such in/outflow variation never synchronize with the seasonal flow patterns in the Strait. During the winter season when the northwesterly wind brows, we infer that the southward wind-induced passage-flow through the Strait may transiently connect to the outflow at the southern end of the Strait. During the other seasons when the southwesterly wind is intensified at two times in spring and autumn, stable bifurcation flow (i.e., the northern northward and southern southward branch flows) forms around the deeper area at the northern part of the Strait (i.e., south of the Shiretoko peninsula). Since the northward branch flow strengthens at the corresponding season of intensified southwesterly wind, one possible mechanism of bifurcation flow is the wind-driven current. On the other hand, the southward branch flow is gradually interrupted by the westward flow, which begins to appear around the shallower area at the central part of the Strait in summer and dominates at the southern Strait in autumn.
  • 磯田 豊 北海道大学水産科学研究彙報 60 (1) 1 -4 2010年03月 
    Under the baroclinic process influenced by the Earth's rotation in enclosed coastal seas, Fujiwara et al. (1997) suggested that anti-cyclonic gyre (negative vorticity) was generated in the upper mixed layer by the horizontal divergence associated with upward entrainment, which was part of the estuarine circulation. They theoretically show that such vorticity (ζ) is close to a spatial uniform value of ζ=-f/2 (f>0 is the Coriolis parameter) at the steady state. However, this solution is basically given by infinitely small thickness of water column according to the potential vorticity conservation. We propose the revised solution in the finite upper mixed layer (H), i.e., ζ=-fx/[x+(u0/w0)H] is the increasing function of offshore distance from a river mouth (x) and depends on the ratio of river inflow velocity (u0) to upward entrainment velocity (w0).
  • 矢幅 寛, 磯田 豊, 吉田 達, 小坂 善信 北海道大学水産科学研究彙報 59 (3) 59 -65 2009年12月 
    The field current observations were carried out to examine the seasonal variation of surface horizontal circulation in Mutsu Bay throughout the year. The observed flows in winter/summer heartily support the previous model studies for wind-induced current. That is, we could confirm that anti-clockwise/clockwise eddies at western/eastern parts of the bay, respectively, were generated by the horizontal shear easterly-wind in summer, and two vortices at the eastern part of bay were generated by the spatial uniform westerly-wind in winter.
  • 檜垣 直幸, 磯田 豊, 本田 聡, Naoyuki Higaki, Yutaka Isoda, Satoshi Honda, 独立行政法人中央水産研究所, Graduate School of Fisheries Sciences Hokkaido University, National Research Institute of Fisheries Science Fisheries Research Agency 海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 18 (6) 335 -350 2009年11月05日 
    北海道西岸沖において,冬季から春季の対馬暖流は鉛直混合により徐々に不明瞭となり,夏季から秋季の対馬暖流は石狩湾沖で局所的な時計回りの蛇行流を伴って北上している。このような遷移的な流れパターン変化を理解することを目的に,2005年から2008年の5～6月にXCTDやXBTによる調査を実施した。我々は季節躍層下において6℃以下の冷水が水温一様の厚い層として存在し、地理的には武蔵堆周辺海域に制限されて分布していることをみつけた。それゆえ、本研究ではこの水塊を「武蔵堆モード水」と呼ぶことにした。調査を実施した4年間の中で,2006年と2008年に観測された武蔵堆モード水は特に厚い層を形成しており、これは強い冬季海面冷却の結果であることが示された。対馬暖流の流れパターンが大きく変化する5～6月において,武蔵堆モード水の水平的な拡がりは北上する対馬暖流を二分岐させているようにみえる。沿岸側の分枝流は石狩湾沖で小さな暖水渦流を形成した後,北海道西岸沖の陸棚縁に沿って北上し,沖合側の分枝流は武蔵堆モード水の沖側端を時計回りに迂回する北上流となる。The Tsushima Warm Current (TWC) along the west of Hokkaido gradually dissipates from winter through spring because of vertical mixing of the surface layers. In summer and autumn, it extends northward accompanied by a local clockwise meandering off Ishikari Bay. In order to understand such seasonal changes of TWC flow pattern, XCTD and XBT surveys were carried out in May or June from 2005 to 2008. Cold (<6℃) water mass was found below the seasonal thermocline around Musashi Rise, which we call "Musashi Rise Mode Water (MRMW)" in this study. Because of stronger winter cooling during 2006 and 2008, the thickness of MRMW was larger in those years than in 2005 and 2007. In May and June, when the path of TWC changes, the MRMW seems to play a role in causing the bifurcation of the northward flow of TWC. The onshore branch of TWC forms a small warm eddy off Ishikari Bay, and then flows along the shelf edge west of Hokkaido. The offshore branch flows clockwise along the offshore edge of MRMW.
  • 阿部 祥子, 磯田 豊, 矢幅 寛, Shoko Abe, Yutaka Isoda, Hiroshi Yahaba, Graduate School of Environmental Science Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Sciences Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Sciences Hokkaido University 海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 18 (4) 265 -286 2009年07月05日 
    宗谷暖流(Soya Warm Current;SWC)域周辺における表層流の季節変動を調べるために,実測の表層流データ(ADCP・GEK),沿岸水位データ,海洋観測資料の解析を行なった。この解析により我々は,春季の一時期において,南東流であるSWC(沿岸捕捉流)の沖合側に北西向きの亜表層反流が存在することをみつけた。この季節は東樺太海流(East Sakhalin Current;ESC)水からSWC水への水塊交換が生じる遷移的な時期に当たる。ESCとSWCの体積輸送量の冬季から春季の時間変化を強制した数値モデル計算では,次のような結果が得られた。冬季において,低温低塩水で特徴付けられるESC水は海底ほど流れが強い海底捕捉流として北海道沿岸まで達し,北海道沖の浅い陸棚上に次第に蓄積される。春季に入ると,卓越していた北西季節風が弱まるため,風強制により励起されていたESCは急速に弱まる。その結果,わずかに高温高塩化したESC変質水は陸棚上に残留し,その流れ構造は表層ほど流れが強い密度流へと変化する。この水塊と流れの構造は資料解析結果と一致した。従って,SWC沖合の北西向き亜表層反流は陸棚上に形成される傾圧循環流の一部であることが推測される。Composite surface current velocity data (ADCP and GEK), coastal sea level data and hydrographic data were used to examine the seasonal variations of upper-ocean flow around the Soya Warm Current (SWC) region. We've discovered that the subsurface counter-flow (northwestward current) along the offshore side of SWC (coastal trapped southeastward current) transiently occurs in spring, i.e., the timing of dramatic exchange from East Sakhalin Current Water (ESCW) to SWC Water (SWCW). In winter, cold and fresh ESC water reached near Hokkaido coast and had the bottom-intensified/controlled flow structure. Then, it gradually accumulated on the shallower side of the shelf area off Hokkaido. In spring, the prevailing northwesterly wind was weakened and the flow energy of wind-driven ESC rapidly decreased. As a result, the modified ESCW (slightly warmer and saltier water) remained on the shelf area and its flow structure changed to the surface intensified density current, i.e., the northwestward counter-flow off the SWC. Our model simulation, which is forced by the temporal change in ESC and SWC volume transports from late-winter to early-summer, suggests that such counter-flow is formed as a part of the clockwise baroclinic circulation on the shelf area.
  • 飯野 恵理子, 磯田 豊, 矢幅 寛 海と空 85 (1) 1 -19 2009年06月30日
  • 檜垣 直幸, 磯田 豊, 磯貝 安洋, 矢幅 寛, Naoyuki Higaki, Yutaka Isoda, Yasuhiro Isogai, Hiroshi Yahaba, 北海道大学大学院水産科学研究院, 北海道大学大学院水産科学研究院, 北海道大学大学院水産科学研究院, Graduate School of Fisheries Sciences Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Sciences Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Sciences Hokkaido University 海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 17 (4) 223 -240 2008年07月01日 
    北海道西岸沖表層流の流れパターンの季節変化を調べるために,海洋観測資料と直接測流(ADCP・GEK)データを解析した。海面加熱期である夏季の対馬暖流は,水深約50m付近に高塩分水を伴う北上流である。この北上流は津軽海峡の西側では沿岸に接岸して強化され,さらに北側の石狩湾沖では時計回りの蛇行流の形成によって離岸する。しかし,この高塩分水は海面冷却期である冬季に入るとすぐに消滅する。この原因は強い海面冷却によって表層の低塩分水と鉛直混合したためと推測される。それゆえ,冬季から春季の対馬暖流は津軽海峡の西側では幅広い北上流として認められるものの,石狩湾よりも北側の海域では次第に弱まり,不明瞭な北上流となる。Hydrographic data and direct current velocity data (ADCP and GEK) were used to examine the seasonal variations of upper-ocean flow off the west coast of Hokkaido, Japan. During the summer season when the sea surface temperature increases, the Tsushima Warm Current (TWO) flows northward carrying more saline water in the intermediate layer (about 50 m depth). The current flows swiftly along the west coast of the Tsugaru Strait and diverts offshore at Ishikari Bay. This is caused by the presence of the local clockwise meandering current of the Bay. This saline water, however, abruptly disappears in the winter season when the surface temperature cools. This could be explained by the strong vertical mixing between the saline water in the surface and less saline water in the subsurface layer. Therefore, during the winter season, the northern flow of the TWC still exists near the Tsugaru Strait, but dissipates as it nears the Ishigaki Bay due to the vertical mixing of the layers.
  • 磯田 豊, 佐藤 千鶴 沿岸海洋研究 46 (1) 59 -68 2008年 
    本短報では単位応答関数で表現される線形応答システムの手法を用いて,周期的な風強制による陸棚波の励起について考察した.陸棚波の分散関係は,群速度が零となる極大周波数のあることを示す.我々が回答したい疑問の一つは,陸棚波の存在が許されない高周波数領域において,周期的な渦度供給を強制したとき,海洋はどのような応答を示すのだろうかである.まず,ある空間に風強制による渦度供給があれば,どのような強制周波数においても,その空間スケールに依存した分散関係に従う陸棚波が励起される.しかし,上記の高周波数領域の風強制では,過去に励起された陸棚波との重ね合わせによって波動伝播がみえなくなる,と解釈される.
  • 石川 浩平, 磯田 豊, 相木 智一, Kohei Ishikawa, Yutaka Isoda, Tomokazu Aiki, Graduate School of Environmental Science Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Science Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Science Hokkaido University 海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 16 (3) 223 -236 2007年05月05日 
    対馬暖流沿岸分枝流の季節変化を明らかにするために,日本列島沿岸の26地点,沖合に点在する島の7地点,計33地点の検潮所における6年間(1998～2003年)の月平均水位資料を解析した。本解析では沖合島とその対岸の水位差,列島に沿った水位勾配の各経月変化をもとに,沿岸分枝流の波路に沿った表層流の季節変化を推測した。その結果,沿岸分枝流の北上流強化は夏季(4月～8月)と晩秋から冬季(11月～12月)にかけての年2回程度あることが推測され,これらの強化には地理的な違いがあることが明らかになった。6年平均でみた場合,夏季の強化は流入口(対馬海峡)から佐渡島付近までの南部海域で,晩秋から冬季にかけての強化は流入口付近と流出口(津軽海峡)を含む佐渡島以北の海域で主に卓越していた。ただし,両海域における冬季から晩秋にかけての強化はそれぞれ独立した現象であることが推測された。なお,個々の北上流強化の強さや出現海域は経年的に大きく変化していた。Seasonal variations of the Nearshore Branch (NB) of the Tsushima Warm Current (TWC) were investigated using the monthly mean coastal sea level records of 26 tide-stations along the Japanese coast and 7 tide-stations of off-shore islands during recent 6 years (1998～2003). To infer the seasonal variability of surface flow along the path of the NB, we examined the sea level difference between the offshore islands and their neighboring Japanese coast, and the coastal sea level gradient on the downstream of the NB. It is inferred that the seasonal variation of the NB is characterized by the biannual intensifications of northward flow, i.e., both during summer (April～August) and during winter (November～December). In the mean annual state during 6 years, the summer-time intensification is dominant around the southern region from the inflow-mouth (Tsushima Strait) to around the Sado-Island, while the winter-time intensification is dominant mainly around the inflow-mouth and north of the Sado-Island also including the outflow-mouth (Tsugaru Strait). However, it is suggested that these winter-time intensifications in both regions are independent phenomena of each other. However, strength and predominant area of individual intensifications varied interannually.
  • 相木智一, 磯田豊, 矢部いつか, 黒田寛 海の研究 16 (4) 2007年
  • 磯田 豊, 佐藤 千鶴 沿岸海洋研究 44 (2) 211 -220 2007年 
    海底摩擦を考慮しない理想的な水路モデルを用いて,非成層期における沿岸海域の吹送流の力学を整理した.この目的のために単層と多層のモデルを比較し,水路軸方向の一定風強制に対する各モデルの時間的応答を調べた.
  • 相木 智一, 磯田 豊, 小善 圭一 北海道大学水産科学研究彙報 57 (1) 9 -18 2006年11月
  • 和川 拓, 磯田 豊, 齋藤 菜那, 東屋 知範, 坂岡 桂一郎, Taku Wagawa, Yutaka Isoda, Nana Saitoh, Tomonori Azumaya, Keiichiro Sakaoka, Graduate School of Fisheries Science Hokkaido University, Graduate School of Fisheries Science Hokkaido University, Factory of Fisheries Hokkaido University, Factory of Fisheries Hokkaido University 海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 15 (3) 267 -281 2006年05月05日 
    北部北太平洋には亜寒帯前線と亜寒帯境界の間として定義される移行領域(Transitional Domain: TD)が存在し,TDを南北に横切るように170°Eに沿って天皇海山列が存在している。本研究では155°E,165°E,170°E,175.5°E,180°線における長期間の海洋観測データを解析し,TDにおける水塊構造が天皇海山列を境界に大きく変化していることを明らかにした。天皇海山列の東西海域ではTDを明確に特定できるのに対して,天皇海山列上においてTDはしばしば存在せず,南から北に向かって亜熱帯水から亜寒帯水に急激に変化する水塊前線を形成していた。さらに,TDにおける東向き輸送に沿って,水塊は西から東に向かって亜寒帯水から亜熱帯水へ急激に変化していた。TD付近に存在する強い東向きの傾圧流は,天皇海山列上の43°N付近(推古海山と仁徳海山の間)を通過した後,北側にシフトする。この傾圧流の強弱や分布位置は経年変動したが,北側にシフトする傾向は何れの年においても同じであった。傾圧流を挟んだ西側と東側のTDで起こる水塊の変化は,亜表層において特徴的な水塊である中央モード水が重い密度帯から軽い密度帯へ変化することに起因していた。すなわち,傾圧流の北側へのシフトと中央モード水の密度帯の変化は密着に関連していることが示唆された。Spatial distributions of baroclinic flow and water mass in the "Transition Domain" (TD), defined between the Subarctic Front and Subarctic Boundary in the northern North Pacific, were investigated through analysis of long-term hydrographic data taken in 155°E, 165°E, 170°E, 175.5°E, and 180° meridians. Along the 170°E meridian, the Emperor Seamounts is located across the TD in a strict north to south direction. Although the TD could be clearly detected on both sides of the Emperor Seamounts, it frequently disappeared and had a remarkable watermass front, i.e., abrupt and meridional, changing from subtropical to subarctic water masses, in the location of the Emperor Seamounts. Furthermore, along the eastward transport of the TD, an abrupt zonal change from subarctic to subtropical water took place. In each year, the estimated eastward baroclinic flow around the TD suggested a shift to the north after passage through the trench of the Emperor Seamounts around 43°N (between Suiko Seamount and Nintoku Seamount), although small year-to-year changes were shown in its intensity and horizontal distribution. This shift in flow might explain the above zonal water mass change in the TD. It was also shown that the density of the "Central Mode Water", formed at the sea surface mixed layer in winter, was gradually lighter from the west to the east.
  • 佐藤 千鶴, 磯田 豊, 岩橋 雅行, 清水 学 沿岸海洋研究 44 (1) 49 -58 2006年 
    本論では噴火湾における水温データを解析し,1.5層モデル結果との比較により,噴火湾の近慣性周期変動について議論した.水温観測は15～20kmの空間間隔で配置された9測点で1999年3月～12月に実施された.データ解析結果は15～18時間周期で上下に変動する季節躍層に伴う水温変動を示し(本湾の慣性周期は17.76時間),これらの水温変動は隣り合う観測点で交互に正と負の内部境界面変位が生じていることを示唆する.1.5層モデルを用いて初期擾乱後の近慣性周期変動を調べた.モデル地形は理想化した単純な海岸線で表現し,円形湖地形と円形湖に水路を接続させて湾口を表現した地形の2タイプを考えた.円形湖地形では第一モードの傾圧ポアンカレ波だけが再現され,この波動に伴う内部境界面変位は湾の半分が正(上凸),残りの半分が負(下凸)となり,湾内を時計回りに伝播した.一方,湾口を持った地形では海岸線に沿って交互の符合をもつ内部境界面変位を再現した.このような近慣性周期変動は時計回りの方向に速く回転する傾圧ポアンカレ波と反時計回りの方向にゆっくりと回転する内部ケルビン波の重ね合わせによって説明できる.この内部ケルビン波は傾圧ポアンカレ波の岸沖方向の境界条件が湾口付近で崩れることで励起されると推測された.それゆえ,内部ケルビン波の周期は近慣性周期の傾圧ポアンカレ波と同じで,波長は非常に短い20～30km(～2πλ_i;λ_iはロスビーの内部変形半径)程度となる.
  • KURODA Hiroshi, ISODA Yutaka, TAKEOKA Hidetaka, HONDA Satoshi 日本海洋学会 62 (5) 731 -744 2006年 [査読無し][通常論文]
  • Satoshi Nakada, Yutaka Isoda, Isamu Uchiyama Journal of Oceanography 61 (5) 943 -952 2005年10月01日 [査読無し][通常論文]
     
    The seasonal variations of water properties and the baroclinic flow pattern in the upper layer of Toyama Bay, where the shelf breaks in the passway of the eastward coastal branch of the Tsushima Warm Current, have been examined using temperature and salinity data from 26 local stations collected in the 32 years from 1963 through 1994. The results show that the flow pattern around the bay, as inferred from the distributions of the geopotential anomaly at 300 dbar and saline core water, changes remarkably from summer to autumn. There are two obvious inflows into Toyama Bay in a year. One is the surface inflow of less saline water from east of the Noto Peninsula as the coastal-trapped density-driven flow of the coastal branch during the transition from May to July. In September, this inflow is abruptly weakened by a transient northwestward reversal flow in the intermediate layer around 100 m depth. This reversal flow is accompanied by the temporary shallowness of the pycnoclines inside the bay. At that time, another inflow with more saline water of the year occurs in the intermediate layer. From November until January, this reversal flow disappears and a southeastward passing through-flow gradually intensifies across the bay mouth, accompanied by deepening of the pycnoclines inside the bay. According to our interannual analysis over the 32-year study period, this reversal flow has been a stable seasonal phenomenon, except for only 4 years, in which a local warm region or warm eddy developed just north of the Noto Peninsula. Copyright © The Oceanographic Society of Japan/TERRAPUB/ Springer 2005.
  • 磯田 豊 海洋 37 (8) 545 -552 2005年08月
  • 黒田 寛, 久保 允人, 磯田 豊, 武岡 英隆, 本田 聡 北海道大学水産科学研究彙報 56 (2) 43 -53 2005年07月12日
  • 丹野 友海, 黒田 寛, 磯田 豊, 相木 智一 北海道大学水産科学研究彙報 56 (2) 33 -41 2005年07月12日
  • 矢部 いつか, 磯田 豊 海と空 81 (1) 1 -12 2005年07月
  • 矢部 いつか, 磯田 豊 海と空 80 (4) 163 -174 2005年03月31日
  • 磯田 豊, 窪瀬 健太郎, 高木 省吾, 日比谷 紀之 北海道大学水産科学研究彙報 56 (1) 7 -18 2005年03月
  • 磯田 豊, 矢部 いつか, 黒田 寛 沿岸海洋研究 43 (1) 61 -67 2005年 
    静水圧平衡が成立するとき,回転系均一流体における水柱は渦位Q=(f+ζ)/hを保存する.ここで,fは惑星渦度,ζは水柱の相対渦度,hは水柱の高さであり,dQ/dt=0(d/dtは時間に関しての全微分)の形で渦位保存式となる.しかしながら,海面変位の運動が無視できる場合で水柱が陸棚斜面を横切る状況を想定し,上記の渦位保存式を線形近似して導出した式(線形渦度方程式)は渦位保存則とは呼べない式になる.本報ではこのような場合の線形渦度方程式が示す物理的意味を紹介した後,線形理論の範囲で陸棚斜面を横切る定常流を議論する際の問題点を指摘する.
  • Onishi Mitsuyo, Isoda Yutaka, Kuroda Hiroshi, Iwahashi Masayuki, Satoh Chizuru, Nakayama Tomoharu, Ito Toshimichi, Iseda Kenichi, Nishizawa Keisuke, Shima Shigeki, Togawa Orihiko 北海道大学水産科学研究彙報 55 (2) 105 -119 2004年10月
  • Isoda Yutaka, Kitamura Fumiko, Murakami Takashi 北海道大学水産科学研究彙報 55 (2) 85 -95 2004年10月
  • 坂田 陽一郎, 磯田 豊 北海道大学水産科学研究彙報 55 (2) 121 -137 2004年10月
  • 和川 拓, 磯田 豊, 高木 省吾, 坂岡 桂一郎 北海道大学水産科学研究彙報 55 (1) 23 -33 2004年08月
  • 磯田 豊, 末武 秀己, 東屋 知範 北海道大学水産科学研究彙報 55 (1) 43 -52 2004年08月
  • 磯田 豊, 鈴木 鋼治 北海道大学水産科学研究彙報 55 (1) 71 -74 2004年08月
  • K Nishimura, Y Isoda JOURNAL OF THEORETICAL BIOLOGY 228 (2) 291 -291 2004年05月 [査読無し][通常論文]
  • K Nishimura, Y Isoda JOURNAL OF THEORETICAL BIOLOGY 226 (3) 293 -302 2004年02月 [査読無し][通常論文]
     
    A rational explanation for cannibalism is that it would be favored under conditions of crowding of conspecific individuals and/or low availability of alternative prey with the fear of starvation, so as to maximize individual fitness. Cannibalism has, however, not evolved and is not maintained by a simple individual optimization, while it has evolved and is maintained as a game among population members. We analysed the attainable state of an evolutionary cannibalism game within a framework that reflects the minimum essence of cause-effect in the cannibalism phenomenon. Cannibalism is predator-prey interaction among conspecifics. Immediate direct payoffs (survival in the interaction among conspecifics) and indirect payoffs (growth results in potential productivity and survival against the threat of starvation) would be included. No morphological specialization and no size priority of cannibalism individuals are assumed as conservative situations in which we analyse the possibility of cannibalism. Cannibalism would be possible under the conservative condition, if initially the wild population's cannibalism rate is not sufficiently lower than a threshold value. Crowding and/or low availability of alternative prey with the fear of starvation facilitates cannibalism evolution. Energy gain from conspecific prey would be attenuated by costs of counterattacks by conspecific victims and by challenge cost of its own. Discounting net intake energy required in the arms race for cannibalism challenge result in a relative disadvantage of having a high cannibalism rate and makes an evolutionary equilibrium of low cannibalism rate, even when potential profitability of conspecific prey is high. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • 矢部いつか, 磯田豊 日本海洋学会大会講演要旨集 2004 2004年
  • 矢部いつか, 磯田豊 日本海洋学会大会講演要旨集 2004 2004年
  • K Nishimura, Y Isoda JOURNAL OF THEORETICAL BIOLOGY 226 (1) 79 -87 2004年01月 [査読無し][通常論文]
     
    Evolutionary branching, which is a coevolutionary phenomenon of the development of two or more distinctive traits from a single trait in a population, is the issue of recent studies on adaptive dynamics. In previous studies, it was revealed that trait variance is a minimum requirement for evolutionary branching, and that it does not play an important role in the formation of an evolutionary pattern of branching. Here we demonstrate that the trait evolution exhibits various evolutionary branching paths starting from an identical initial trait to different evolutional terminus traits as determined by only changing the assumption of trait variance. The key feature of this phenomenon is the topological configuration of equilibria and the initial point in the manifold of dimorphism from which dimorphic branches develop. This suggests that the existing monomorphic or polymorphic set in a population is not an unique inevitable consequence of an identical initial phenotype. (C) 2003 Published by Elsevier Ltd.
  • 北部北太平洋の移行領域における水塊特性
    海と空 79:65-75 2004年 [査読無し][通常論文]
  • 黒田 寛, 磯田 豊 海の研究 13(2),151-161 (2) 151 -161 2004年 [査読無し][通常論文]
     
    定期船ADCP流速データの太陽時に同期した時間的に粗いsemi-regularサンプリングデータを用いて,K1,P1分潮流に関する調和解析を行う際の問題点を研究した。K1,P1分潮からは位相の異なる二つの疑似波動(エイリアシング)が生じ,それらの周期は,ともに365.24dで,Sa分潮と同じ周期となる。等間隔時系列の場合,このような複数の同じ周期をもつ彼の分離は不可能であるが,時系列がsemi-regular間隔の場合,上記3分潮のうちの任意の2分潮を分離することが可能となる。ただし,除外された残りの1分潮が,2分潮の調和解析を汚染することは避けられず,調和分解すべき2分潮の選択は重要である。そこで,P1分潮を除外し,SaとK1の2分潮による調和解析を行う必要がある。これら2分潮を選択することは,流れの季節変化が調和解析に与える影響をSa分潮に押し付け,比較的正しいK1分潮の調和定数を見積ることを可能にする。さらに,K1とP1分潮の平衡潮汐の振幅比から推定されるP1分潮の振幅と,K1分潮のみを除去した残差誠に含まれる年周期変動の振幅の大小関係から,P1分潮を除外して調和解析することの妥当性を検討することが可能となる。
  • 噴火湾沿岸域の水温変動
    沿岸海洋研究 42,73-83 2004年 [査読無し][通常論文]
  • 磯田 豊 北海道大学水産科学研究彙報 54 (3) 43 -52 2003年12月
  • 磯田 豊, Yutaka Isoda, Graduate School of Fisheries Sciences Hokkaido University 海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 12 (1) 69 -84 2003年01月05日 
    日本海の深層域が閉じているという地理的条件と対馬暖流による南側上層への熱供給という条件のために,定常状態の熱バランスを考えると,日本海の表面は必ず海面冷却となる。これは深層域が閉じているために,対馬暖流域から深層へ輸送された熱が北側表層へ輸送されなければならないという熱輸送経路で説明される。北部海域における下層から上層への熱輸送経路は下層加熱の状態にあり,鉛直的に水塊が混合され易く,形成される極前線(対馬暖流の北限)は非常に明瞭な水温前線となることが期待される。そしてある年の冬,比較的大きな海面冷却によって,底層にまで至る冷たく重い深層水が形成される。この水塊は均一な水温で特徴付けられ,底層水(Bottom Water)と呼ばれる。このような深い深層水形成後の熱輸送経路は,対馬暖流域から深層水上部を経由して極前線の北側海域の表層へと向かう浅い経路をとる。それゆえ,底層水は次回の深い深層水形成までの間,この浅い熱輸送経路から加熱され続け,その厚さは次第に減少することが推測される。In considering the equilibrium heat balance in the Japan Sea, net heat loss through the sea surface is accomplished under the following two conditions; 1) a closed deep basin, and 2) lateral heat inflow transport to the southern upper layer, i.e., inflow of the Tsushima Warm Current (TWC). This is realized by heat transport through abyssal waters, because the downward heat supply from the TWC to the abyssal water must be balanced by heat loss from the sea surface somewhere in the northern Japan Sea. Therefore, the northern deeper waters continuously transfer heat to upper waters and both waters are easily mixed in the vertical direction. Such a heat condition would produce a significant thermal front as the northern boundary of TWC, i.e., polar front. In relatively cold winter, the surface water in the northern Japan Sea becomes dense enough to sink to the bottom due to the surface cooling. This homogeneous cold and dense water is called Bottom Water (BW). In ordinary years, after BW is newly formed, the heat transport takes place in a relatively shallow depth above the BW. It is likely that the downward diffusive heat supply from this shallow heat transport path gradually decreases the thickness of the BW layer.
  • 佐藤 千鶴, 磯田 豊, 清水 学 沿岸海洋研究 40 (2) 181 -188 2003年 
    噴火湾に流入する河川流量が4～5月に最大となった後,噴火湾表層に時計回り循環流が形成されることはよく知られている.本論文では密度変化する1.5層モデルを用いて,この時計回り循環流の形成メカニズムを調べた.噴火湾内沿岸水の低塩化は,湾内に多数存在する河川からの淡水供給によってほぼ説明することができる.そこで本モデルでは第一次近似として,湾内の沿岸一帯から表層混合層へ淡水を供給した.供給された河川水は左に曲がり,岸に捕捉されたプリュームとして岸を左手にみながら移動する.このとき,河川水の一部はプリューム先端付近で反転し,沖側の密度フロントに沿った岸を右手にみる流れを形成している.そして,モデルに上向きのエントレイメントを加えた場合,このプリューム先端付近に形成された時計回りの流れは次第に成長し,湾全域に拡がった循環流となる.このモデル結果は時計回り循環流を形成する初期段階において,McCreary et al.(1997)により指摘されている次の二つの水平プロセスが重要な役割を果たしていることを示している.すなわち,一つ目は岸へ近づくほど低密度となる密度勾配は岸を右手にみる地衡流を形成するというものであり,二つ目は岸近ほど浅くなる内部境界面の傾きが岸を左手にみる沿岸ジェットを形成するというものである.そして,岸側で浅くなった内部境界面の変位は岸を左手にみる流れを伴いながら内部ケルビン波として岸を右手にみて伝播する.
  • 清水 学, 磯田 豊, 馬場 和美, Manabu Shimizu, Yutaka Isoda, Kazumi Baba 海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 11 (2) 366 -366 2002年03月05日 
    北海道南部に位置する日高湾において,沿岸親潮水(COW)と津軽暖流水(TWW)の空間分布と流動場,および両水塊の変質を調べるために,1996年と1997年の晩冬に海洋観測を行った。沿岸親潮水はオホーツク海の融氷水を起源とする低温で低塩な水であり,冬季から春季にかけて日高湾へと流入し,津軽暖流水は一年を通して津軽海峡から北太平洋へ高塩分水を供給していると言われている。本観測期間において,低温な表面混合層(σ_θ<26.2,0～100m)が,主に日高湾の陸棚斜面上に見られ,沿岸親潮が反時計廻りの流路を形成していることが確認された。一方,津軽暖流水は相対的に高塩分で低渦位であり,沖合いのσ_θ=26.6～26.8上で局所的な水温と塩分の極大を伴い,いくつかのパッチ状構造を呈していた。ターナーアングルの見積りから,津軽暖流水と沿岸親潮水の間で見られる水温と塩分の鉛直微細構造は強い鉛直混合(二重拡散混合)を示唆していることが分かった。また,1997年晩冬の津軽海峡出口では,津軽暖流水と変質された沿岸親潮水の間に明瞭な熱塩フロントが形成されており,津軽暖流が海底地形に捕捉されて三陸沿岸を南下していることが推測された。それゆえ,この時期に日高湾内で観測されたパッチ状の津軽暖流水は,津軽暖流から孤立した水塊であり,diapycnal mixingによって急激に変質されていることが分かった。
  • 中田 聡史, 磯田 豊, 草原 和弥, Satoshi Nakada, Yutaka Isoda, Kazuya Kusahara, 株式会社ケー, シー・エス, 北海道大学大学院水産科学研究科, 北海道大学大学院地球環境科学研究科, KCS Co. Ltd, Graduate School, of, Fisheries Sciences, Hokkaido University, Graduate School of Environmental Earth Sciences Hokkaido University 海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 11 (2) 243 -258 2002年03月05日 [査読無し][通常論文]
     
    対馬暖流の沿岸分枝流の形成には陸棚地形が重要であると言われているが,この分枝流の流路にある陸棚域は富山湾沖で一端途切れている。はじめに,17年間(1978～1994年)の水温資料を用いて,対馬暖流全域における水平熱輸送量の季節変化を調べた。その結果,春季において正の熱輸送量の極大値(すなわち,局所的に大きな水温上昇域)が富山湾沖に出現し,夏季～秋季にかけて日本列島沿岸に沿って北上していることが。そこで,富山湾沖に出現したこの局所的な水温上昇域の形成・移動の物理メカニズムを簡単な2層モデルを用いて調べた。モデル計算は静止状態から始め,陸棚上の順圧的な沿岸分枝流を上流側で強制し続けた。この沿岸分枝流が富山湾沖を模した陸棚の途切れる海域に流入したとき,順圧的な流れ場は内部境界面を沿岸側へ下方に傾けた傾圧的な流れ場へと遷移した。数十日後には,この傾圧流は時計回りの渦を形成し,内部境界面の顕著な水平勾配から判断される沖合いフロント構造を保ったまま,陸棚斜面に沿ってゆっくりと北上する様子を再現した。このモデルで再現された時計回りの渦の形状と大きさは,上述の水温上昇域と同程度のスケールをもっている。富山湾沖の陸棚斜面上における渦度バランスは,富山湾に近い岸側の上層において負の相対渦度(すなわち,時計回りの渦)を供給する非線形項の卓越を示している。さらに,この時計回りの渦の北上には佐渡島付近の陸棚斜面上を北上する下層流の存在が必要であることが示唆された。It has been known that the shelf topography plays an important role in the formation of the coastal branch flow of the Tsushima Warm Current (TWC). However, this shelf in the pathway of the branch flow breaks at Toyama Bay. At first, using water temperature data for 17 years from 1978 to 1994, we drew seasonal maps of horizontal heat transport in the TWC region. These maps show that a local maximum of positive heat-content, i.e. a warming region, appears offshore of Toyama Bay in spring and moves northward along the Japanese coast from summer to winter. A simple two-layer model is used to investigate the physical processes governing the formation and movement of this warming region off Toyama Bay. The motion starts from rest and is forced by a constant barotropic coastal branch flow on the shelf on the up-stream side. As the coastal branch flow enters the shelf break area, it experiences a regime where the flow is transformed into a baroclinic flow with the deepening of the interface toward the coast. After several tens of days of integration, this flow forms a clockwise eddy, which gradually moves north along the shelf slope with an offshore boundary front detected by a singnificant horizontal gradient of the interface. The shape and dimensions of this eddy are comparable with those of the above mentioned warming region. In the vorticity balance on the continental slope in Toyama Bay, the nonlinear term that supplies negative relative vorticity (the clockwise eddy) dominates. Northward movement of this clockwise eddy requires northward flow in the lower layer over the wide shelf around Sado Ridge.
  • 中田聡史, 磯田豊, 草原和弥 海の研究 11 (2) 243 -258 2002年03月05日 [査読無し][通常論文]
  • 磯田 豊, 伊藤 綾子, 中田 聡史 海洋 号外 (31) 22 -33 2002年
  • T Azumaya, Y Isoda, S Noriki CONTINENTAL SHELF RESEARCH 21 (5) 473 -494 2001年03月 [査読無し][通常論文]
     
    Effects of vertical stability and concentration of nutrient on the diatom bloom in Funka Bay, south Hokkaido, in spring were investigated using one-dimensional and three-dimensional ecosystem models. In the model, six compartments: two for phytoplankton (diatom and dinoflagellate), two for nutrients (silicate and nitrate), one for zooplankton and one for detritus were considered. Vertical stability depended on the net heat flux through the sea surface. Calculated results are compared with the observational results for 1981 (Tsunogai and Watanabe, Journal of the Oceanographical Society of Japan 39 (1983) 231-239). This comparison shows that the rapid spring diatom bloom corresponds to the timing when the net heat flux through the sea surface changes from cooling to heating. This result suggests that the stability of the water column due to warming play an important role in the onset of the diatom bloom in Funka Bay. In addition, the limiting factor of the diatom bloom during the spring bloom is not the silicate, but nitrate. The model can reproduce the observed data by changing the nutrient uptake rate. This suggests a dramatic increase in the assimilation rate of silicate after the consumption of nitrate. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
  • 金 相祐, 齋藤 誠一, 石坂 丞二, 磯田 豊, 岸野 元彰, Sang-Woo Kim, Sei-ichi Saito, Joji Ishizaka, Yutaka Isoda, Motoaki Kishino 海の研究 = Umi no Kenkyu (Oceanography in Japan) 10 (1) 82 -82 2001年01月05日
  • Manabu Shimizu, Yutaka Isoda, Kazumi Baba Journal of Oceanography 57 (4) 385 -395 2001年 [査読無し][通常論文]
     
    Hydrographic observations in Hidaka Bay, south of Hokkaido, Japan were carried out in late winter 1996 and 1997 to examine the spatial distributions and circulation features of two different water masses, i.e., Coastal Oyashio Water (COW) and Tsugaru Warm Water (TWW), and their modifications. It is known that COW is mostly composed of cold and low-salinity water of the melted drift ice coming from the Okhotsk Sea and flows into Hidaka Bay from winter to spring and TWW with high-salinity continuously supplies from the Tsugaru Strait to the North Pacific. Cold surface mixed layers (< 26.2σθ, 0-100 m depth) were found mainly over the shelf slope, confirming that anti-clockwise flow of COW was formed. TWW was relatively high in salinity and low in potential vorticity, and had some patch-like water masses with a temperature and salinity maximum in the limited area in the further offshore at the deeper density levels of 26.6-26.8σθ. The fine structure of vertical temperature and salinity profiles appeared between TWW and COW is an indication of enhanced vertical mixing (double-diffusive mixing), as inferred from the estimated Turner angles. At a mouth of the Tsugaru Strait in late winter 1997, a significant thermohaline front between TWW and the modified COW was formed and a main path of TWW spreaded south along the Sanriku coast, probably as the bottom controlled flow. Hence, the patch-like TWW observed in late winter is isolated from the Tsugaru Warm Current and then rapidly modified due to a diapycnal mixing.
  • 磯田 豊, 竹山 洋平, 東屋 知範 沿岸海洋研究 38 (1) 3 -14 2000年 
    噴火湾の熱・水・塩収支と海水交換量に関する最近の研究成果をレビューし,春季ブルーム発生・終了後の物理環境の変化についてまとめた.次に,カイアシ類(meso-zooplankton)の増加が春季珪藻ブルームから約2ヶ月も遅れるという時間差がどのような生態系モデルで表現できるのかについて調べた.その結果,この時間差は次の二つのモデル条件で再現することができた.(1)珪藻がカイアシ類の餌として良くないという条件で春季ブルーム時のカイアシ類の増加を押えたこと,(2)微生物食物連鎖経路上に存在する微小動物プランクトンをカイアシ類に捕食させる条件で約2ヶ月も遅れた増加を支えたことによる.
  • Verification of Age and Spawning Hypothesis of Pacific Saury Based on an Offspring-Parent Model
    Bull Jpn. Soc. Fish. Oceanogr. 64 (2) 77 -84 2000年 [査読無し][通常論文]
  • Response of Fish Population to a Time-Varying Carrying Capacity
    Bull Jpn. Soc. Fish. Oceanogr. 64 (2) 71 -76 2000年 [査読無し][通常論文]
  • Yutaka Isoda Journal of Oceanography 55 (5) 585 -596 1999年10月 [査読無し][通常論文]
     
    The most plausible scenarios for seasonal to interannual variabilities and their possible causes are investigated for the Tsushima Current system passing through the Japan Sea. The study is based on the north and south two-box model across the polar front in an idealized upper ocean of the Japan Sea. The boxes are connected by lateral diffusive heat transport and cooled by atmospheric forcing at the annual mean state. The south box, i.e. the Tsushima Current region, only interacts with the outside warmer box in the East China Sea and has an eastward thermal-driven current originating in the outside box. The magnitude of this current depends on the strength of the thermal gradient between the north and south boxes the inflow of warm waters can therefore be maintained by net heat loss through the sea-surface. I call such a thermal-driven inflow process a 'Cooling-Induced Current' system in the present study. Under periodical heat forcing, the perturbation response of the model to water temperature fields and inflow transport were examined. It is shown that the lateral diffusion time across the polar front (over a period of 10 years) is crucial to the interannual modeled response. An analysis of the seasonal heat budget suggests that the heat transported into the Japan Sea from the East China Sea in summer is stored mainly within the Tsushima Current region and contributes to heat loss by the sea-surface cooling in winter.
  • 磯田 豊 海と空 74 (4) 156 -164 1999年03月01日
  • 清水 学, 磯田 豊 沿岸海洋研究 36 (2) 163 -169 1999年 
    北海道南部に位置する日高湾には,例年2～3月にかけて低温低塩の水塊で特徴づけられる沿岸親潮が流入してくる.この沿岸親潮の水平・鉛直方向の流動構造を調べることを目的に,1996年3月5～13日の期間にCTD及びADCP観測を行った.沿岸親潮の主流域と考えられる低温低塩な領域は陸棚斜面上に位置し,その流れは鉛直方向にほぼ均一な構造を示した.さらに,診断モデルを用いて沿岸親潮の流量を見積もった結果,0.4～0.5sv程度であることがわかった.
  • Mori Kosuke, Isoda Yutaka 北海道大學水産學部研究彙報 49 (3) 107 -116 1998年12月
  • 清水 学, 磯田 豊 水産海洋研究 62 (4) 411 -411 1998年11月01日
  • 磯田 豊, 長谷川 伸彦, 清水 学 海と空 74 (2) 27 -37 1998年09月21日
  • Shimizu Manabu, Isoda Yutaka Memoirs of the Faculty of Fisheries, Hokkaido University 45 (1) 56 -59 1998年09月 
    Ⅰ. Physical, Chemical Environment, Primary Production, Zooplankton and Their Coupling Model Studies
  • 金 相祐, 磯田 豊 水産海洋研究 62 (3) 206 -217 1998年08月01日
  • 坂田 陽一郎, 磯田 豊 北海道大學水産學部研究彙報 49 (2) 51 -57 1998年08月
  • 岩橋 雅行, 磯田 豊 号外海洋 (13) 56 -63 1998年08月
  • 磯田 豊 海洋 30 (8) 498 -504 1998年08月
  • 金 相祐, 磯田 豊 海と空 74 (1) 11 -22 1998年06月01日
  • 磯田 豊 水産海洋研究 62 (2) 147 -151 1998年05月01日
  • 磯田 豊, 東屋 知範 北海道大學水産學部研究彙報 49 (1) 15 -29 1998年03月
  • 磯田 豊, 東屋 知範 北海道大學水産學部研究彙報 49 (1) 1 -14 1998年03月
  • 磯田 豊, 中山 智治, 村上 敬, 金 相祐, 大谷 清隆 海の研究 7 (4) 237 -244 1998年 [査読無し][通常論文]
     
    Warm water of the Tsushima Current converges southwest of the Tsugaru Strait and flows relatively stable northward with most narrow cross section in the Japan Sea. Therefore, many Japanese oceanographers have evaluated the volume transport in this region to monitor the interannual or seasonal variation of the Tsushima Current system. However, the description on the water movements by the past studies have been only inferred from the dynamic caluclation on the basis of hydrographic data. From April 1992 to March 1993, we carried out the direct current measurement southwest of the Tsugaru Strait by using of a moored instrument at the depth of 130m (Apr.∼Oct.1992) and 180m (Oct.1992∼Mar.1993) to investigate the dynamical variability of the Tsushima Current. The large baroclinic events appear to be dominated mainly by passing through the seaward meander of the coastal current in May 1992 and by merging a warm eddy with the spatial scale of several hundred kilometers within the coastal curent in January 1993. Moreover, about one month-periodical fluctuations observed in the temparature and the on-offshore current corresponded with a Tsushima Current frontal eddy event that could be identified in the NOAA/AVHRR images. From a comparison between the current velocities observed by the current meter and the geostrophic ones, it is suggested that the Tsushima Current includes the evidence as the barotoropic northward flow with about 10 cm s-1 tobe unrelated with the seasonal changes of stratification. This implies that the actual Tsushima Current transports are likely to be larger than those estimated by the past.
  • ISODA Y. Bull. Jpn. Soc. Fish. Oceanogr. 62 (1) 1 -11 1998年 [査読無し][通常論文]
  • 清水 学, 磯田 豊 海と空 73 (3) 103 -111 1997年12月25日
  • 長谷川 伸彦, 磯田 豊 海と空 73 (3) 113 -121 1997年12月25日
  • 馬場 和美, 磯田 豊 北海道大學水産學部研究彙報 48 (3) 29 -40 1997年12月
  • 磯田 豊 北海道大學水産學部研究彙報 48 (3) 41 -51 1997年12月
  • 東谷 知範, 磯田 豊 うみ 35 (2) 35 -47 1997年05月28日
  • 清水 学, 磯田 豊 水産海洋研究 61 (2) 134 -143 1997年05月20日
  • 松石 隆, 磯田 豊 水産海洋研究 61 (1) 71 -75 1997年02月28日
  • 磯田 豊 沿岸海洋研究 34 (2) 173 -181 1997年 
    ロスビー波の分散性についてレビューした。特に,C(位相速度)<0のとき,短波領域においてC_g(群速度)>0となる理由を,微分方程式の差分化の考え方に従い,微小時間△t内におけるポテンシャル渦度変化を調べることによって考察した.
  • 磯田豊 水産海洋研究 61 303 -307 1997年
  • Heat Budget of Funka Bay
    72 (3) 4,13-21 1997年 [査読無し][通常論文]
  • Y Isoda CONTINENTAL SHELF RESEARCH 16 (9) 1149 -1163 1996年08月 [査読無し][通常論文]
     
    The Tsushima Current region in the Japan Sea is one of the eddy-rich areas. According to Isoda (1994) (Journal of Oceanography, 50, 1-15), when an eastward moving warm eddy reached its eastern boundary area, two or three mesoscale eddies frequently evolved and gradually disappeared into the coastal current. Such process associated with the eddy-current interaction are examined numerically using a reduced gravity model on the f-plane. Once a warm (anticyclonic) eddy influences the coastal current, the following two kinds of meanders evolve. In the nonlinear regime, an original eddy moves onshore and becomes part of the seaward meander. Furthermore, this eddy excites another small seaward meander or a new eddy at its northern part due to the vorticity control of the distorted coastal current. After that, a newly formed northern eddy travels downstream with an advective speed of the coastal current, while the potential vorticity of an original eddy becomes to lose within a larger potential vorticity anomaly onshore side of the coastal current. (C) 1996 Elsevier Science Ltd.
  • Interannual Variations of Water Temperature,Salinity and Oxity
    Umi to Sora 71 (2) 47 -57 1995年 [査読無し][通常論文]
  • 磯田 豊, 川上 雅宏 沿岸海洋研究ノート 32 (2) 177 -185 1995年 [査読無し][通常論文]
     
    山陰海岸沖の潮汐・潮流の特徴を述べるとともに,水平2次元の数値モデルを用いて潮汐に対する山陰海岸沖の陸棚地形の影響について調べた.日周潮流は対馬/韓国海峡内の水の押し引きを駆動力とした韓国側陸棚斜面上における水柱の伸縮によって励起され,その後,二重ケルビン波として山陰海岸沖の陸棚縁に補捉されながら伝播する.その結果,日周潮流の振幅は,陸棚上よりも陸棚斜面上で卓越する傾向がみられる.一方,半日周潮汐に対する山陰海岸沖の陸棚地形の影響は小さい.山陰海岸沖の半日周潮汐は,Odamaki(1989a)の1次元の数値モデルでも再現されたように,ほとんど対馬/韓国海峡の共振潮汐で決まっている.
  • Yutaka Isoda Journal of Oceanography 50 (1) 1 -15 1994年02月 [査読無し][通常論文]
     
    Warm eddy movements and their areal extent in the eastern Japan Sea were described by presenting space-time diagrams for the warm eddy locations and magnitudes. The analyzed data were compiled from Japan Maritime Safety Agency thermal maps at 200 m depth from 1985 to 1992. Two to four warm eddies always existed in the eastern Japan Sea and exhibited both internnual and annual signals. We found that warm eddies were generated in spring around Oki Spur at least three times during the analyzed period of eight years, moved eastward, and interacted with neighboring warm eddies, which were involved in coalescences or separations. The warm eddy distributions off Noto Peninsula have clear seasonal preference. Warm eddies moved eastward from Noto Peninsula in winter-spring to North Japan in the next winter, with mean translation speeds of 0.5-2 cm s-1. Warm eddies reaching North Japan typically decayed during a few month after splitting into two or three mesoscale warm eddies. © 1994 Journal of the Oceanographic Society of Japan.
  • Interannual SST variations to the north and south of the polar front in the Japan Sea
    Lamer 32 285 -293 1994年 [査読無し][通常論文]
  • Yutaka Isoda Journal of Oceanography 49 (5) 535 -549 1993年09月 [査読無し][通常論文]
     
    The higher mode predominance in the current velocity fields associated with wind-induced shelf waves in the nondispersive regime is studied with a special attention to the effect of the geographical boundary, e.g. wide strait or wide bank areas. The effect of such large topographic change is represented by wind forcing with a finite dimension near the geographical boundary. The time development processes of the wind-induced shelf waves is examined in the context of an initial-value problem, where a spatially finite wind stress is applied at t=0. Various modes of shelf waves excited at the boundary start propagating simultaneously and develop monotonically within the forcing region. After the passage of such wave, the energy of wind is used to maintain the attained equilibrium condition, i.e. the steady shelf circulation. The current evolution of the lower mode is restricted to the earlier stage because of the large propagation speed. In contrast, the higher mode waves can travel slowly within the forcing region so that the kinetic energy is supplied from wind stress for a long time before the equilibrium condition is established. Consequently, the observation at the fixed point near the geographical boundary would show that the higher mode waves gradually dominate as time goes on, i.e. for the long-term forcing. © 1993 Journal of the Oceanographic Society of Japan.
  • Yutaka Isoda, Sei-ichi Saitoh Journal of Oceanography 49 (4) 443 -458 1993年08月 [査読無し][通常論文]
     
    The current structures and their seasonal variations in the East Korean Warm Current (EKWC) region, which plays a significant role in the northward transport of warm and saline waters, were described by combining the sea surface temperature (SST) data of consecutive satellite inferred (IR) images and hydrographic data. The SST patterns in winter-spring clearly showed that the small meander of thermal front originating from the Tsushima/Korea Strait formed close to the Korean coast and grew an isolated warm eddy with horizontal dimension of order 100 km. Such warm eddy began to intrude slowly northward from spring to summer. At that time, interactions with neighboring synoptic warm eddy [Ks] around the Ulleung Basin were found to have strongly influence the movement of the intruding eddy and its structural change. In autumn, after the northward movement stopped at the north of eddy [Ks], the relative stable northward current along the Korean coast were formed. The evidence from observational results does not support a persistent branching of the EKWC from the Tsushima/Korea Strait, but a seasonal episodic supply of warm and saline waters due to the northward intruding eddy process described above. © 1993 Journal of the Oceanographic Society of Japan.
  • 磯田 豊, 永延 幹男, 渡辺 秀俊 愛媛大学工学部紀要 12 (3) p355 -365 1992年02月
  • 磯田豊 海と空 67 231 -243 1992年
  • 磯田 豊 沿岸海洋研究ノート 27 (1) 76 -84 1989年 
    対馬海峡周辺の水温・塩分資料を解析し,東西両水道の密度構造の違いより対馬暖流に対する対馬列島の地形効果について考察した.その結果冬季の対馬暖流は対馬列島の影響をほとんど受けずに日本海に流入するのに対し,夏季において西水道下流域では顕著な二層の密度構造による鉛直方向に流速勾配を持った流れが卓越し,東水道下流域では沿岸密度流による水平方向に流速勾配を持った流れが卓越していることが推察された.またこのような流動構造の中で西水道の出口上層には直径60kmから80km,厚さ50mから70mの暖水渦が2ヵ月から3ヵ月間形成されることがわかった.

所属学協会

  • 水産海洋学会   日本海洋学会   

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2022年04月 -2025年03月 
    代表者 : 千手 智晴, 張 勁, 堀川 恵司, 磯田 豊, 筒井 英人
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 
    代表者 : 高津 哲也, 星 直樹, 中屋 光裕, 磯田 豊, 稲垣 祐太, 鹿野 陽太, 中谷 敏邦, 鈴木 孝太, 田村 純一
     
    噴火湾においてアカガレイ仔稚魚の輸送・着底過程を検証した。2013年5月のFMTネットでは、浮遊期後半の仔魚が室蘭周辺海域で採集されたが、2014-2015年には採集されなかった。2013年級群はその後強勢年級群となったため、北西の季節風によって発達し、大型浮遊仔魚の取り込んだ室蘭沖の時計回りの渦の消長が加入量変動を生じさせていることが考えられた。一方、2013-2015年8-11月の着底トロールネットでは、着底稚魚は採集できず、着底場所は特定できなかった。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2012年04月 -2015年03月 
    代表者 : 工藤 勲, 磯田 豊
     
    持続可能な生物生産活動の維持を脅かしかねない海域の貧栄養化現象のメカニズム解明を目的として青森県陸奥湾において調査を行った。１９７０年代にホタテガイ養殖が導入された以後の４０年間で栄養塩濃度は約三分の一に低下し、植物プランクトンによる基礎生産が少ない貧栄養状態が年々悪化していることが明らかとなった。これは漁獲に加えてホタテガイの糞粒が海底に堆積する量が増加し、分解されずに埋没することにより海域から窒素、リンなどの栄養塩が除去されることが要因であることを明らかにした。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2009年 -2012年 
    代表者 : 仲岡 雅裕, 田中 法生, 堀 正和, 四ッ倉 典滋, 宮下 和士, 磯田 豊, 野田 隆史, 灘岡 和夫, 山本 智子, 浜口 昌巳
     
    本研究は、日本の温帯と冷温帯の沿岸生物群集を対象に、生産者と消費者の広域分散過程、および温度変化に伴う生産者と消費者の相互作用の変異を調べることにより、地球規模での環境変動に伴う沿岸生物群集の変化を理解し、沿岸資源生物および沿岸生態系の保全・管理に資することを目的とする。広域野外調査、リモートセンシング・GISを用いた長期変動解析、メタ群集決定構造の数理的解析、集団遺伝解析、野外操作実験を組み合わせたアプローチにより、沿岸生物群集の構成には、水温等の広域スケールの変動要因と、競争・捕食等の局所スケールの変動要因が複雑に関与していることが判明した。今後の気候変動に伴い、沿岸生物群集の動態は、植物-動物間相互作用の変化を通じて不安定化する可能性が高いことが予測された。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2009年 -2011年 
    代表者 : 日比谷 紀之, 磯田 豊, 北出 裕二郎, 羽角 博康
     
    海洋の中・深層における乱流拡散強度のマッピングは、深層海洋循環の解明に不可欠であるが、深度2000m以下の乱流拡散強度の実態は観測の困難さもあって未解明のまま残されてきた。本研究では、マルチスケールプロファイラーVMP-5500を使用して、深海底直上までの乱流強度、流速鉛直シアー、密度ストレインを同時観測するとともに、その結果を海底地形の凹凸から上方へ発していく内部波エネルギーの伝播/減衰のシミュレーション結果と比較することで、超深海乱流の定量化とそのパラメタリゼーションを行った。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2008年 -2011年 
    代表者 : 高津 哲也, 磯田 豊, 小林 直人
     
    アカガレイ仔魚は,孵化直後から継続的に成長の速い個体ほど生残しやすい傾向を示し,2007-2011年級群のうち,2007年級群は高水温を経験し成長率が高かった。しかし最も成長率が低かった2008年級群がその後卓越年級群となった。成長率は全体として乱流強度の指標となる風速が増すとわずかに高くなっていたが,餌であるかいあし類ノープリウスの密度や水温,全天日射量とは明瞭な関係はみられなかった。卓越年級群の発生は,摂餌開始期の摂餌の成否や成長率よりもむしろ,浮遊期以後の生残過程によって強く影響を受けているのかもしれない。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2006年 -2009年 
    代表者 : 久万 健志, 齋藤 誠一, 磯田 豊, 長尾 誠也, 中塚 武, 鈴木 光次, 渡辺 豊, 西岡 純
     
    南東部ベーリング海海盆域及び陸棚斜面域について、海盆域表層では、栄養塩は豊富に存在しているが、大気からの鉄供給が少ないため基礎生産が低く抑えられている典型的な鉄欠乏型海域である。しかし、陸棚斜面域では長期間植物プランクトンブルームが維持されており、海盆域の栄養塩と陸棚底層の鉄の表層への供給があるためと考えられた。オホーツク海では千島列島海峡における潮汐混合による鉄及び栄養塩の北西部北太平洋へ供給が明らかになり、親潮域での高い基礎生産を支える大きな役割を果たしている。また日本海表層では栄養塩濃度が低く大気からの鉄供給量が多いため,表層における鉄濃度が高い栄養塩欠乏型海域であることが明らかになった。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2007年 -2008年 
    代表者 : 日比谷 紀之, 磯田 豊, 北出 裕二郎, 羽角 博康
     
    超深海乱流計を伊豆-小笠原海嶺上や天皇海山列上で自由落下させることで、深度約5000mの深海底の凹凸上に存在する強い乱流混合の定量化に我が国で初めて成功した。また、この乱流混合の強度を最も正確に定量化できるGregg-Henyey-Polzinのパラメタリゼーションの式に基づいて深海底上の乱流ホットスポットのグローバルな分布を求め、その情報を海洋大循環モデルに組み込むことで、現時点で最も高精度な深層海洋大循環のパターンを提示した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2004年 -2008年 
    代表者 : 岸 道郎, 桜井 泰憲, 齊藤 誠一, 飯田 浩二, 帰山 雅秀, 磯田 豊, 綿貫 豊, 山口 篤, 池田 勉, 青木 一郎, 木村 伸吾, 小松 輝久, 松田 裕之, 杉本 隆成, 杉本 隆成, 松田 裕之
     
    日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多様なモデルを作成して20世紀以降の海洋生態系の歴史的変遷を評価し, (4) 将来の気候変化と人間活動に応答する生態系変化を予測するための生態系モデルを構築して, 日本周辺の海洋生態系の多様性保全と生物資源の最適な資源利用方策を策定することを目標とする。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2005年 -2006年 
    代表者 : 久万 健志, 磯田 豊
     
    ある特殊な場合を除き、植物プランクトンが摂取出来る鉄の形態は溶存無機鉄イオン種と言われており、海洋植物プランクトンによる鉄摂取速度は、海水中に存在する溶存無機態鉄(Fe(III)')濃度に依存すると考えられる。また昨年度の研究において、植物プランクトンは生体内に鉄をプールする能力を有することが明らかとなった。本年度の研究では、種類の異なる珪藻について過剰にプールした鉄による増殖能力を、生体内に蓄えられた鉄量の違いによる到達最大セル数を測定することにより求めた。また以前求めたセル当たりの臨界鉄量(植物プランクトンが増殖するのに最低限必要な鉄量)とそれぞれ種類の異なる珪藻の大きさを顕微鏡で測定し、それぞれの種のセル表面積及び体積当たりの鉄摂取速度を算出した。一般的に、植物プランクトンによる微量金属摂取速度は、そのセル表面に存在する金属取込みサイトの数によって決まると考えられる。また同じ沿岸性珪藻であれば、セル表面積当りの取込みサイト数は同じと考えると、セル表面積当たりの鉄摂取速度はどの種でも同じであると推察される。しかしながら、実験結果から算出されたセル表面積当たりの鉄摂取速度は、種によって異なっていることがわかった。このことは、種によってセル表面積当りの鉄取込みサイト数が異なるか、または鉄と鉄取込みサイトとの錯体形成能力が異なることを意味している。 また最近の我々の植物プランクトン培養実験では、栄養塩及び鉄が十分量存在するにも関わらず生長が制限され、マンガン欠乏であることが示された。植物プランクトンが高い比生長速度を維持するためには、栄養塩に加え鉄とマンガンが重要であることが明らかになった。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2005年 -2006年 
    代表者 : 日比谷 紀之, 磯田 豊, 北出 裕二郎, 羽角 博康
     
    深海乱流計TurboMAP-Dを使用して、北太平洋の53地点における乱流拡散強度の直接観測を行った。その結果、20°N-30°Nでの乱流拡散強度は、局所的に得られる半日周期の内部潮汐波エネルギー密度のオーダーに比例して大きくなり、特に、伊豆-小笠原海嶺では10^<-4>m^2s^<-1>以上にも達することがわかった。これに対して、30°Nより高緯度側、および、20°Nより低緯度側では局所的に得られる半日周期の内部潮汐波エネルギー密度の大きさに関わらず、乱流拡散強度は10^<-5>m^2s^<-1>程度にとどまることが示された。これらの観測事実は、Hibiya et a1.(2006)によってまとめられた乱流ホットスポットのグローバルマップと整合的なものであることが確認できた。 次に、この乱流ホットスポットが太平洋の深層海洋大循環に与える影響について、簡略化した海洋大循環モデルを用いて考察した。その結果、乱流ホットスポットにおける湧昇量は、深層水の形成量とバランスするには不十分であり、赤道を北向きに通過する深層水の流量は、係留流速計および船上観測から推定された流量と比較すると明らかに小さくなった。この計算結果は、係留流速計および船上観測に基づく循環流量が過大評価である可能性を示しており、この流量を再現するために鉛直乱流拡散係数をチューニングしている現在の海洋大循環モデルの有効性に対して警鐘を鳴らしたものといえる。 なお、雇用を予定していた研究支援者の突然の人事異動により平成18年度内に実施が不可能となった「アリューシャン海域での深海乱流観測とそのデータを組み込んだ数値計算」という本研究計画の重要部分は、平成19年度に経費を繰り越し、研究代表者と研究分担者とが協力することで、無事完了することができた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2002年 -2003年 
    代表者 : 日比谷 紀之, 羽角 博康, 磯田 豊, 吉田 次郎
     
    まず、深層海洋大循環モデルの高精度化に不可欠となる乱流拡散係数のグローバルなマッピングを目指して、投棄式流速計(XCP)による水平流速の鉛直シアー構造の観測を、北太平洋から、北大西洋、南インド洋、さらには、南太平洋にまで展開した。すなわち、各大洋において、航走中の観測船からXCPを海洋中に次々と投入することによって、深さ約2000mまでの鉛直シアー構造を広範囲にわたって観測し、得られた鉛直10mスケールのシアー強度をGregg(1989)のパラメタリゼーションの式に代入することで深層における乱流拡散係数のマッピングを行った。その結果、「深層での乱流拡散係数が緯度30°をはさんで急変する」という顕著な緯度依存性をもつことなど、これまで全く予想されていなかった興味深い観測事実を明らかにすることができた。 次に、現在までに集積したこれらの乱流観測値を、その主要なエネルギー源である内部潮汐波エネルギーの計算値と関連づけることで、各緯度・経度の内部潮汐波エネルギーの値から、その場の鉛直乱流拡散係数を予報する実験式を作成した。さらに、この実験式に、現実的な海底地形、密度成層、潮汐流を考慮した高精度の数値実験から得た内部潮汐波エネルギーの空間分布の情報を代入することによって、深海における鉛直乱流拡散係数のグローバルなマッピングを行った。その結果、鉛直乱流拡散の強い海域(乱流のホットスポット)が、緯度30°より赤道側の海嶺や海山の近傍に局在している様子を明瞭に再現することができた。 今後は、こうして明らかにされた鉛直乱流拡散係数のグローバルな空間分布を深層海洋大循環モデルに組み込んで数値実験を行い、従来型のパラメタリゼーションを組み込んだ結果と比較することによって、本研究の成果を確認していく予定である。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2000年 -2002年 
    代表者 : 桜井 泰憲, BOWER John R., 磯田 豊, 齊藤 誠一, 山本 潤
     
    短・中長期の気候変化に伴うスルメイカの再生産-加入海域の物理・生物的環境の時空間的変化が,再生産-加入過程を通して,どのように資源変動へと影響するかの解明を目的とし,以下の成果を得た。 (1)秋の再生産海域(隠岐諸島周辺海域)をモデル海域として,ROVによる卵塊探査を実施し,2000年11月に,隠岐諸島北方の対馬暖流内において,水深100m前後の混合層下部(水温躍層,以下MLDと略)付近で,スルメイカの卵塊と思われる映像を得ることができた。 (2)申請年度(平成12-14年度)に,隠岐諸島周辺海域の海況環境とふ化幼生の層別定量採集を実施し,ふ化幼生の成長に伴なう移動・拡散・収斂を調べた。その結果,対馬北東の陸棚海域由来と推定されるふ化幼生の隠岐諸島周辺海域への輸送が確認された。 (3)秋の対馬海峡周辺を含む日本海南西海域において,過去数年間のふ化幼生分布と海流構造,MLDの発達との関係を調べ,密度躍層が中層に存在する海域でのみ,ふ化直後の幼生が出現することから,スルメイカ卵塊がMLD下部に滞留できる海域が主たる産卵場と判断された。 (4)1984-2000年の漁獲量変動と,海洋環境のレジームシフトに伴う再生産可能海域の冬季の拡大・縮小を調べ,1989年-2000年は冬季再生産可能海域が対馬海峡まで拡大しており,これが現在のスルメイカ資源の多さと一致していることを確認した。 (5)1988/1989年の寒冷レジームから温暖レジームへの海洋環境変化に伴なうスルメイカ資源の増加に着目し,秋-冬のアリューシャン低気圧指数,2月の東シナ海の海面風力・風向,海面温度との関係を調べた。その結果,1980年代後半から1990年代前半の冬季季節風の弱まりと海面気温の上昇に伴うMLDの経年変化が,同時期の冬生まれ群の漁獲量の急激な増加と一致することを見出した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1999年 -2002年 
    代表者 : 寺崎 誠, 桜井 泰憲, 木村 伸吾, 杉本 隆成, 磯田 豊
     
    日本海のスルメイカ資源変動を支える秋から冬(増加した場合は春も含む)の再生産海域は、温暖な年が続くと対馬海峡を挟んで日本海南西部から東シナ海に広く拡大し、秋から冬にかけての連続した再生産環境の好適化をもたらしている、スルメイカの資源変動について,秋から冬の再生産海域の水温と季節的密度躍層め経年変化をモニタリングすることにより,将来の資源変動の予測が可能となった。 日本海で採集されたプランクトン試料を用いて生物量の水平分布、季節変動を定量的に解析するため、異なった4種類のネットの採集効率を比較した。日本海の広範囲では冬季、夏秋季の動物プランクトン生物量、カイアシ類生物量、毛顎類生物量の水平分布、鉛直分布およびキタヤムシの摂餌生態が明らかにされた。キタヤムシの摂餌活動は夜間に活発で、周年同じような餌を捕食していた。津軽沖の定点Tでは動物プランクトン生物量は植物プランクトンの春季増殖の後の5月にピークをもつ。同定点における毛顎類の出現状況から、1-7月には対馬暖流の影響はほとんど及んでいないことが明らかになった。 東シナ海における黒潮に伴う前線波動の時空間特性を係留系による長期測流とCTDによる断面観測および海面水温の衛星画像等を用いて調べ、アルゴス漂流ブイの流跡から、魚卵・稚仔の輸送経路を明らかにした。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2000年 -2001年 
    代表者 : 伴 修平, 磯田 豊, 工藤 勲, 丸尾 雅啓
     
    北海道沿岸に位置する噴火湾湾奥部において、春季ブルーム直前から夏季に渡って、動・植物プランクトンおよびバクテリア現存量、一次生産およびバクテリア生産、メソ及びマイクロ動物プランクトンの摂食速度を測定した。珪藻の春季ブルームは、水温3-4℃下で2月中旬から始まり、3月中旬まで続いた。この間、メソ(中型)動物プランクトンバイオマスは常に低く、これらによる摂食ロスも極めて低い。マイクロ(小型)動物プランクトンバイオマスはブルームと共に増加したが、これの珪藻類に対する摂食ロスはほとんどなかった。一方、バクテリア生産はブルームと共に増加する傾向を示すものの、バイオマスの増加は見られなかった。これらの観測結果に従って噴火湾におけるエネルギーフローを描き、生態系モデルを構築し、春季ブルーム前後における食物網とエネルギーフローの違いを明らかにした。春季ブルーム期には、メソ動物プランクトン現存量が著しく低いため、珪藻の一次生産からメソ動物プランクトンに流れるエネルギーは極めて少なく、珪藻が排泄する溶存有機物からバクテリア-原生動物-メソ動物プランクトンという「微生物ループ」が卓越した。これに対して、ブルーム期以降は、メソ動物プランクトンが排泄する無機栄養塩を使って渦鞭毛藻が増殖しこれをメソ動物プランクトンが摂食する経路と、メソ動物プランクトンが排泄した溶存有機物を使ってバクテリアが増殖し、これをマイクロ動物プランクトンが摂食し、さらにこれをメソ動物プランクトンが利用する経路の2経路が存在することが分かった。すなわち、珪藻の春季ブルームは溶存有機物を介して間接的にメソ動物プランクトンを支えているが、ブルーム以降はメソ動物プランクトンによって再生される無機及び有機の栄養素が食物網を循環している事を示すことができた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2000年 -2001年 
    代表者 : 日比谷 紀之, 古恵 亮, 磯田 豊, 吉田 次郎
     
    北太平洋における深層海洋大循環のパターンは、深層での乱流拡散率の空間分布に強く依存することが知られている。しかし、従来の乱流観測は、東部北太平洋に集中しており、西部から中央部にかけての海域は空白域のまま残されてきた。そこで本研究では、北海道大学水産学部附属の「北星丸」および「おしょろ丸」の練習航海に参加し、それぞれ106本のXCP(投棄式流速計)およびXCTD(投棄式CTD)を北太平洋の広範囲にわたって投入することで、各海域における深さ約1.5kmまでの密度成層と鉛直25mスケールの流速シアーの鉛直分布を詳細に観測するとともに、こうして得られたデータをGregg(1989)の実験式に代入することによって、乱流拡散率の空間分布を求めた。その結果、海底地形の変化の乏しい北太平洋の東部での乱流拡散の強さが0.1cm^2/secであるのに対し、海嶺や海山が散在する西部および中央部での乱流拡散の強さは1.0cm^2/sec以上にも達していることが確認できた。さらに、乱流拡散過程の主要なエネルギー源となる半日周期の内部潮汐波の周波数が局所的な慣性周波数の2倍を上回っているハワイ海嶺上や伊豆小笠原海嶺上では、逆に2倍を下回っている天皇海山列上やアリューシャン海嶺上に比べ、特に、深さ1km以下における鉛直25mスケールの流速シアーが強く、その結果、乱流拡散率が著しく大きくなっていることが明らかにされた。この観測事実は、海洋深層での乱流拡散スケールへのエネルギーカスケード過程が内部波の代表的な3波共鳴parametric subhammonic instabilityの機構によって支配されているというHibiya et al.(2002)の数値実験の有効性を実際の海洋中において初めて示したものと結論できる。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1999年 -2000年 
    代表者 : 高木 省吾, 帰山 雅秀, 磯田 豊
     
    北太平洋北東部におけるサケ属魚類の分布特性として、アラスカ湾の亜寒帯海流域(Ridge Domain南方域)では、プランクトン食のシロザケを除いて、ヒメドスイカを卓越的に摂取していた。しかし、アラスカ環流域(Ridge Domain北方域)では、ベニザケ、シロザケ、カラフトマスのプランクトン食種とギンザケ、マスノスケ、スチールヘッドのネクトン食種に分かれ、比較的,北太平洋中央部以西海域のサケ属と同様の摂餌生態を示した。 餌ニッチ重複度の種間クラスター分析の結果、サケ属魚類の摂取パターンは1994-1996年でネクトン食(ベニザケ、カラフトマス、ギンザケ、マスノスケ、スチールヘッド)とプランクトン食(シロザケ)に2分されていたが、1997-2000年ではネクトン食(ギンザケ、マスノスケ、スチールヘッド)とプランクトン食(ベニザケ、カラフトマス、シロザケ)に分けられた。 1999-2000年にアラスカ湾で採集したサケ属魚類の筋肉中の安定同位対比δ13C(炭素)-δ15N(窒素)マップから、δ13Cとδ15Nには顕著な正の相関が観察され、それらは同一の食物連鎖上に位置した。MTDネット調査からは、イカ類稚仔の分布水深は種によって顕著に異なり、表層部に最も多く分布していたのはヒメドスイカであった。 アラスカ湾がエルニーニョ現象の影響を受けた1997年とラニーニャ現象の影響を受けた1999-2000年には、ヒメドスイカの出現率がサケ属魚類の胃内容物から激減した。 以上のことから、アラスカ湾におけるサケ属魚類は摂餌生態において強い種特異性を示し、基本的にはネクトン食(ギンザケ、マスノスケ、スチールヘッド)とプランクトン食(ベニザケ、カラフトマス、シロザケ)に2分されるが、プランクトン食種(特にベニザケ、カラフトマス)が、種間競争や生息場の餌資源環境(特にヒメドスイカの出現量)に応じて摂餌生態を変化させているのが特徴であると推察される。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1997年 -1999年 
    代表者 : 桜井 泰憲, 磯田 豊, 斉藤 誠一
     
    本研究は,スルメイカを対象として,それらの資源変動に大きく関わる再生産機構の解明を目的に,産卵前後の雌イカの行動,水槽内での卵塊の挙動,ROVによる卵塊の海中探査,再生産仮説の設定,海洋GISによる好適な再生産海域の季節別・年別抽出を行い,物理環境の経年変化に伴う再生産の成否と資源変動との関係を調べた.成果の概要は,下記の通りである. 産卵前後の雌イカの行動:飼育下での産卵前後の観察から,産卵前日には,必ず水槽底に座ることが明らかとなった.実際の産卵海域でも,産卵には海底(陸棚)が必要と思われる.卵塊の性状:卵塊は,僅かな沈降特性があり,実際の海中では,鉛直的な密度躍層に滞留すると想定された.ROVによる卵塊探査と幼生分布調査:隠岐諸島北東海域において,卵塊の探査とスルメイカ幼生の水平・鉛直分布特性を調べた.その結果,密度躍層付近に卵塊が集積し,ふ化幼生は密度躍層で最も多く分布することなどが明らかにできた.スルメイカの再生産仮説の設定:以上の研究結果から,スルメイカの産卵場は,陸棚(100-500m)域上の,密度躍層以浅の表層水塊水温が15-23℃の水域内に形成されるという再生産仮説を設定した. 好適再生産海域の季節別・年別変化:1988/1989年の日本周辺海域の寒冷から温暖へのレジームシフトと,再生産可能海域の拡大・縮小を海洋GISにより解析した.その結果,1989年から3年間の好適な再生産環境がスルメイカ資源の増加をもたらしたと推定された.しかし,1990年代でも寒冷年では再生産海域(特に冬)の縮小が認められ,これらがスルメイカ資源の親子関係に強く影響すると考えられた.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1996年 -1997年 
    代表者 : 乗木 新一郎, 成田 尚史, 磯田 豊
     
    全地球的な物質環境を考える時、浅い沿岸域から深い外洋域に向かって移動する粒子量とその実体を明らかにする必要がある。本研究では、日高舟状海盆/日本海溝海域を実験水域として浅海から深海へ向かって移動する粒子量をセジメントトラップで実測し、捕捉された粒子の化学成分を分析して物質の移動機構を明らかにすることを目的とした。 そして、以下の実験を行った。 1 日高舟状海盆/日本海溝域でのセジメントトラップ係留系の設置と揚収 (1)北緯41度28分、東経142度29分(水深1.4km)の750mと1200mに1996年6月に設置し、1997年6月に揚収した。 (2)北緯40度29分、東経144度31分(水深7.3km)の1200m,4200mおよび6700mに1996年6月に設置し、1997年7月に揚収した。 2 沈降粒子の化学分析:セジメントトラップに捕捉された粒子について (1)全粒子束,(2)オパール,(3)炭酸カルシウム,(4)有機物,(5)アルミニウム,(6)マンガン,(7)希土類元素を測定した。 (C)水温、塩分などの物理情報を得た。 得られた新しい知見のうち最も注目すべき点は次の2つである。 1 日本海溝域の1200m層(中層)を沈降する粒子には黄砂(アジア大陸起源)の寄与が大きかった。 2 4200m,6700m,層(深層)の粒子の約85%は、日本列島あるいは日本海溝西側斜面を起源としていた。 その他の結果を合わせて、総合的に考察し、「浅海から深海へ大量の粒子が大陸棚の斜面を沿って移動している」と言う結論を得て、本研究の目的の根幹を達成した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1995年 -1997年 
    代表者 : 大谷 清隆, 大西 広二, 志賀 直信, 中谷 敏邦, 斉藤 誠一, 桜井 泰憲, NORCROSS B.L, ESLINGER D.L, PAUL A.J., WEINGARTNER ティー.ジェイ, ALEXANDER V., TYLER A.L., 小達 恒夫, 石井 清彦, 磯田 豊, 簗山 満, 三宅 秀男, WEINGARTNER ティー.ジェイ.
     
    本国際共同研究は、ベーリング海生態系の重要な鍵種であるスケトウダラを含む魚類の再生産機構に関わる生物生産と、大気・海洋変動との応答の解明を目的として、アラスカ大学フェアバンクス校水産・海洋学部との大学間協定に基づく共同研究として実施した。具体的には、平成7年度から9年度までの3年間、北海道大学練習船「おしょろ丸」による7、8月の北洋実習航海を利用して、南東ベーリング海およびセントローレンス島の南側の冷水域であるポリニヤ海域で、海洋環境とプランクトン調査およびトロール試験操業による生物採集を行い、環境の変動と指標生物であるスケトウダラとホッキョクダラなどのタラ科魚類の資源量調査、餌生物調査を行った。得られた成果の詳細は、1998年夏に出版される北大水産学部紀要に、「親潮域とベーリング生態系の比較研究-気候変動に関係した鍵種の生産構造と新規加入」とし公表する。成果の概要は次の通りである。(1)セントローレンス島南のポリニア海域での沿岸湧昇を衛星と船舶調査により確認した。さらに、(2)ポリニア海域における尾虫類の分布の経年変化と生態系における役割、(3)南東ベーリング海におけるスケトウダラ新規加入の経年変化とそれに関連する生物・物理過程、(4)極域生態系の環境変動指標種としてのホッキョクダラの卵・稚仔魚期の生残に関わる環境要因、(5)ポリニア海域における底魚魚類群集構造と食性に対する底冷水の経年変化との対応などを明らかにした。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1995年 -1995年 
    代表者 : 磯田 豊
     
    対馬海峡から流入し津軽・宗谷海峡から流出する対馬暖流の通過流量uηは両海峡間の水位差△η=ηs-ηn、すなわち太平洋側の外部条件に依存している。一方、日本海内部の対馬暖流は冷たい日本海固有水の上を密度流として東流し、その傾圧流量uρは南北方向の密度差△ρ=ρn-ρs、すなわち日本海の内部条件に依存している。私は△ηと△ρに依存したそれぞれの流量は、必ずしも一致する必要はないと考えた。実際に、対馬・津軽両海峡内における最近のADCP観測は通過流量の季節変化が小さいことを示しているが、日本海内部の傾圧流量は夏季の暖水流入と冬季の海面冷却による△ρの変化から、明らかに大きな季節変化をしている。 上述の両流量の不一致に起因した物理現象は、両流れ場の接点である対馬海峡付近において、夏季の成層の発達と同時に傾圧流が強まり、底層に日本海から冷水が侵入する現象として現れている。この冷水侵入の力学を理解する物理モデルとしてy方向の流れが消える、すなわちy方向の地衡流が存在しない(f=0)韓国沿岸に沿ったx-z断面Aを考えた。△ηによるuηは外部強制流Uoとして与え、△ρによる密度流はモデル内で表現される。その結果、4月観測と同程度の冷水侵入状態を再現するためには、鉛直粘性をko=200cm^2s^<-1>のオーダまで上げる必要があること、このケースで再現された日本海内部の約10℃以下の水は、日本海の底層水(0℃)と流入暖水(11℃)が海峡内で混合した結果、形成されていることがわかった。次に、このケースから10月を想定し流入水温をTo=21℃まで上げると、再び重力循環が強まり底部冷水の侵入が強まることもわかった。ただし、このモデルでは水平または鉛直拡散が大きいため、その様子は水温場には顕著に現れない。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1994年 -1995年 
    代表者 : 尹 宗煥, DANCHENKOV M, MYUNG Cheolー, VOLKOV Y.N., 洪 鉄勲, JEON Dong ch, 安 希洙, 金 慶烈, 金 くー, 崔 乗昊, 金 哲鎬, 千手 智晴, 磯辺 篤彦, 山口 悟, 小寺山 亘, 竹松 正樹, 磯田 豊, 蒲生 俊敬, OSTROVSKII A, 淡路 敏之, 秋友 和典, 柳 哲雄
     
    大洋のミニアチュアである日本海は、またそれ故に、海況予報のための、格好の実験場を提供しているが、その中、深層循環の実体については、これまで、ほとんど捉えられていないのが現状である。 本研究では、日、露、韓の国際共同学術調査として、平成6年度に夏期日本海主要部観測、日本海北部冬期沈降域観測、平成7年度には若狭湾沖夏期観測、日本海北部冬期沈降域観測を行い、日本海の中、深層循環の実体について多大な知見を得ることに成功した。以下にその概要を述べる。 1.夏期日本海主要部観測(平成6年7月5日〜7月25日) 日本海の主要部で、ロシア極東水文気象研究所の観測船を使用し、長期測流観測、CTD、アルゴスブイ、化学、Flying Fish観測を実施した。 (1)長期測流観測:平成5年夏に、日本海北部海域の三地点に設置した、深層測流のための係留系を回収し、同時に新たに3地点において長期(一年間)測流のための係留系を設置した。測流データ解析の結果、深層において、時間スケールが数十日で、20cm/s程度の強い流動があることが確認された。平成7年度までの結果から、3月から5月にかけて流速が強まる傾向が2年間続いたことが確認され、非常に興味深い現象として、学会で注目されている。 (2)CTD観測:中層の塩分極小層の分布を明確に捉えることが出来、3000m以深までの精密な観測により、深層の温度が10数年前に比べて0.02℃上昇していることが確認された。 (3)化学トレーサー観測:溶存酸素、CO_2、PH等の測定のための採水を行なった。注目すべきは、溶存酸素の鉛直分布とCTDの結果から、深層水の形成が、過去数十年間なかったことが示唆された。 (4)アルゴスブイ投入追跡:ロシア沿岸付近に投入された2個のブイは、ロシア沿岸流の存在及び日本海北部(40°N以北)に反時計回りの循環が存在することを示した。 2.日本海北部冬期沈降域観測(平成7年3月1日〜15日) 中、深層循環の駆動源となる、日本海北部での海水の沈降現象を調べるため、ロシア極東水文気象研究所の観測船を使用し、ウラジオストク沖で、冬期沈降域での予備的観測を行った。暖冬のため、海水温が、例年よりも1〜2℃高く、鉛直対流による中、深層への沈降現象は観測されなかった。 3.若狭湾沖夏期観測(平成7年5月26日〜6月8日) 長崎大学の観測船鶴洋丸を使用し、これまであまりなされていなかった日本沿岸付近の中、深層における海水の流動状態を捉えるため、若狭湾沖の大陸棚付近においてADCPを中心に観測を行った。若狭湾沖の大陸棚付近の2測線でADCP及びCTDによる観測を行ない、大陸棚端の200m水深を中心に、表面の流れとは逆方向の、南西向潜流を計測した。これまでの数値モデルによれば、日本海の中、深層においては、冬期に反時計回りの循環が卓越するが、夏期には、反時計回り循環は弱まり、日本沿岸に沿って、上層とは逆の南西方向の流れが発達することになっている。今回の観測はそれを確認する形となった。また対馬暖流の沿岸分枝は、沿岸から30km以内及び陸棚端の2カ所に流軸を持ち、沿岸分枝がさらに2分枝化する可能性を示した。 4.日本海北部冬期沈降域観測(平成8年2月15日〜2月25日) 平成6年に引き続いて、7年度にも、ロシア気象水文研究所の観測船を使用し、CTDによる水温、塩分の精密観測、化学トレーサー観測を行った結果、水深600mにまで達する沈降現象を確認した。 今回の学術調査を通じて、今までほとんど知られていなかった日本海北部の中、深層循環の実体について、多くのことが明らかになり、今後の日本海の研究に大きな助けとなるものと思われる。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1994年 -1994年 
    代表者 : 磯田 豊
     
    日本海において、冬季の海面冷却によって損失する熱量は対馬暖流の流入に伴う熱輸送によって補われている。申請者はこの熱収支過程を組み込んだ南北2ボックスモデルを作成し、日本海の水温場及び対馬暖流の流入量の経年変動と海面冷却変動との関係を調べた。まず、過去20年間の海面水温(SST)資料解析を行い、日本海には10年スケールと2〜4年スケールのSST変動が卓越していることをみつけた。10年スケールのSST変動の特徴は、対馬暖流域である南海海域よりも北部海域で卓越し、対馬海峡における流入量の変動にも顕著なシグナルとして現れる。一方、2〜4年スケールのSST変動の特徴は、南部と北部のSST変動の振幅、位相差がいずれも小さく、流入量の変動には顕著に現れない。このように変動特性が大きく異なる10年及び2〜4年スケールの変動は、海面冷却をのみを強制力とした同一のボックスモデルで再現することができた。モデル結果は、両時間スケールの応答の違いが海面冷却の強制周期と南北海域間の水平拡散時間との関係で説明できることを示している。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1993年 -1994年 
    代表者 : 竹松 正樹, 下 相慶, VOLKOV Y.N., 崔 ぴょん昊, 羅 貞烈, 金 くー, 金 慶烈, 蒲生 俊敬, 磯田 豊, DANCHENKOV M, GONCHAREKO I, CREPON M., LI RongーFeng, JI ZhougーZhe, ZATSEPIN A.G, MILLOT C., SU JiーLan, 尹 宗煥, OSTROVSKII A, 松野 健, 柳 哲雄, 山形 俊男, 野崎 義行, 大谷 清隆, 小寺山 亘, 今脇 資郎, 増田 章, 崔 秉昊, 金 丘, オストロフスキー A.G, YURASOV G.I., 金子 新, 竹内 謙介, 川建 和雄, JIーLAN Su, FENG Li Rong, FEI Ye Long, YARICHIN V.G, PONOMAREV V., RYABOV O.A.
     
    1.本研究の特色は、研究分担者間の研究連絡・交流を促進し、研究成果の統合を図るに止まらず、研究課題に対する理解を格段に深めるのに必要な新しいデータセットの取得を提案し、実行することにある。実際、前年度の本研究主催の国際研究集会(福岡市)に於いて策定された計画に従い、平成6年7月に、日・韓・露の3国の参加を得て、日本海全域に亘る国際共同観測を実施した。この夏季観測では、海底までの精密CTD、化学計測、ドリフタ-の放流、測流用係留系(3本)の設置・回収と並んで、分担者の開発した特殊な曳航体を用いてクロロフィル、O_2、CO_2及び表層流速の測定が試みられた。特筆すべきは、日本海北部のロシア経済水域内の3点において、11ヶ月に及び長期測流データを取得したことである。これは、日本海誕生以来、初めて、日本海盆の中・深層の流動特性を明らかにしたもので貴重である。なお、現在、3本の係留計(うち1本にはセディメントトラップ付)が海中にあって測流中である。更に、冬期の過冷却による深層水の生成過程を調べる目的で、平成7年3月1日から、ウラジオストック沖において、3国共同観測が実施された。これは、次年度以降に予定されている本格的な冬季観測の準備観測として位置づけられている。 2.現地観測による新しいデータセット取得の努力と並んで、室内実験に関する共同研究も活発に実施された。即ち、昨年度の研究集会での打ち合わせに従って、日・韓・露でそれぞれ冷却沈降過程に関する実験を進めるとともに、平成6年10月にはロシア・シルショフ研究所からディカレフ氏(研究協力者)を日本に招き、また、研究代表者が韓国漢陽大学を訪問し研究途中成果の比較検討を行った。この共同研究においては、特に、自由表面を確保する冷却(駆動)方法が試みられ、従来の固体表面を持つ実験と著しい差異があることを見出した。しかし、こうした実験結果を現実の沈降現象と結びつけるには、冬季における集中的現地観測の成果を持たねばならない。 3.昨年1月の研究集会での検討・打合わせに従って、日・韓・仏・中・(米)の研究者により、日本海及び東シナ海域に関する数値モデル研究が共同で進められた。その成果として、東韓暖流の挙動(特に離岸現象)を忠実に再現できる新しい日本海数値モデルを開発するとともに、黒潮を含む東シナ海域の季節変動のメカニズムを解明するための数値モデル研究がなされた。 4.夏季観測の際に放流したドリフタ-(アルゴスブイ)の挙動は韓国・成均館大学及び海洋研究所で受信され、衛星の熱赤外画像と高度計データは九州大学で連続的に収集された。こうした表層に関する情報を有機的に結合し、検討するため、平成7年1月に成均館大学の崔教授が九州大学を訪問した。 5.以上の共同研究活動の全成果を多面的に検討し統合するために、平成6年11月7〜8日の2日間に亘り、韓国ソウル大学に於いて開催された国際研究集会に参加した。 この集会には、日本・韓国・ロシアから、一般参加も含めて、約70名の参加者があった。参加者の専門分野が、海洋物理、化学、海洋工学及び生態学と多岐にわたっていることは学際性を標ぼうする本研究の特色を象徴するものである。アメリカからも2名の特別参加があり、本研究が口火を切った日本海及び東シナ海に関する学際的・国際的研究に対するアメリカの並々ならぬ関心が表明された。なお、ここで公表・検討された成果は、逐次、学術誌において印刷公表される予定である。 過去2年に亘る本研究成果の総括もなされたが、そこでは、本研究が取得した新しいデータセットは、問題に解答を与えるというよりも、むしろ、新たな問題を提起する性質のものであることが認識された。そのため、最終セッションでは、提起された問題を解明して行くための今後の方策(主に現地観測)が詳細に検討された。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1988年 -1989年 
    代表者 : 武岡 英隆, 秋山 秀樹, 磯田 豊
     
    豊後水道に発生した沿岸の湾に水温の急変を起こす急潮について、その構造、発生周期、発生機構、海洋環境に及ぼす影響なでを、現地での長期連続の水温モニタ-、航走によるCTD観測、既存資料の収集・解析などによって調べた。その結果以下のことが明かとなった。 (1)豊後水道の急潮は、太平洋よりの低密度の暖水塊の流入有象であり、基北的には密度流である。暖水塊は水道の東半分を岸を右に見て浸入する。(2)急潮は大潮-小潮の潮汐変動に同期し、主に小潮の頃に発生する。(3)急潮は夏期を中心に発生し、海面が冷却される時期には発生しない。冬期でも2月以降は稀に発生する。(4)急潮の発生は鉛直混合の強さの変化に支配され、鉛直混合の弱い時期に発生する。しかし、この鉛直混合の期果のみでは、急潮の発生を定量的に説明することはできず、この効果に加え何か別の効果が働いている可能性が強い。(5)豊後水道の急潮の強さの変動は外洋の擾乱によって影響され、豊後水道南部に外洋から暖水が供給される時期が小潮の頃に重なると、強い急潮が発生する。(6)急潮は、豊後水道東岸の宇和海沿岸で行われている養殖に対し、水温急変による養殖魚介の衰弱や弊死、黒地系の貧栄養の水塊の流入による生産力の低下などの悪影響を及ぼすと同様に、湾の海水交換を促進することにより水資を保全し、大規模な養殖を支える基本的な要因ともなっている。 今後は急潮の発生機構に関し、地球回転の効果を考慮した検討が必要と思われる。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1987年 -1987年 
    代表者 : 武岡 英隆, 磯田 豊, 柳 哲雄
     
    非保存性物質によって決定される海水の年令分布は, 海洋の深層循環等の時空間スケールの大きな流動のトレーサーとして有効である. この年令分布と, 流動・拡散の関係を, 1次元と2次元の基礎的な解析モデルおよび数値モデルによって調べた. 1次元モデルでは, 境界のない場合には, 年令の空間的変化に拡散の影響を表れず, 年令の勾配は直ちに流速に換算できること, 境界がある場合には, 境界付近で年令の勾配が流速から期待されるものとは異ってくること, この影響範囲はペクレ数(拡散時間と移流時間の比)が小さいなど大きいことがわかった. 2次元モデルでは, 閉じた正方形領域で循環流を考え, 1つの隅に物質の出入口がある場合と, 1辺全体が出入口になっている場合の2通りを考えた. 前者の場合, ペクレ数が大きくなると年令分布から循環の向きは判定できるが, 流速が直ちにわかるのは特定のペクレ数の場合に限ること, 後者の場合は, 出入口と反対側の辺における流速は, ペクレ数が10程度以上になると年令分布から直ちにわかることなどがわかった. これらの結果の一部をフィリピン海盆の深層水の循環の問題に適用した. その結果, これまでに得られている知見や理論により推定される輸送場から判断すれば, 同海盆における年令分布から循環の向きや流速のオーダーは求め得る筈であることがわかった.
  • 日本海,対馬暖流の力学構造
  • Dynamical Structures of the Tsushima Current in the Japan Sea

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