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Yamashita Youhei

Faculty of Environmental Earth Science　Earth System Science　Biogeosystem ScienceAssociate Professor

Researcher basic information

■ Degree
  • 博士（理学）, 名古屋大学
  • 修士（理学）, 名古屋大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
Researcher number
  • 50432224
ORCID IDJ-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • 溶存有機物
  • 水圏
  • 生物地球化学
  • Dissolved organic Matter
  • Aquatic Environments
  • Biogeochemistry
Research Field
  • Environmental Science/Agriculture Science, Environmental dynamic analysis
  • Natural Science, Space and planetary sciences
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • Dec. 2009 - Present
    Hokkaido University, Faculty of Environmental Earth Science, Associate Professor
  • 2007 - 2009
    Southeast Environmental Research Center, Florida International University 研究員
  • 2007 - 2009
    Researcher,Southeast Environmental Research Center, Florida International University
  • 2006 - 2007
    Nagoya University, Graduate School of Environmental Studies
  • 2006 - 2007
    Researcher,Graduate School of Environmental Studies, Nagoya University
  • 2004 - 2006
    Nagoya University, Graduate School of Environmental Studies
  • 2004 - 2006
    Postdoctoral Fellowships of Japan Society for the Promotion of Science,Graduate School of Environmental Studies, Nagoya University
Educational Background
  • 2004, Nagoya University, 環境学研究科, 地球環境科学専攻, Japan
  • 2002, Nagoya University, 理学研究科, 地球惑星理学専攻, Japan
  • 2000, Meiji University, School of Agriculture, Department of Agricultural Chemistry, Japan
Committee Memberships
  • Apr. 2025 - Present
    日本海洋学会, 論文賞受賞候補者選考委員会委員, Society
  • Apr. 2022 - Present
    東京大学大気海洋研究所, 研究船共同利用運営委員会研究船運航部会委員, Others
  • Dec. 2020 - Present
    Joint PICES/ICES, Working Group on Ocean Negative Carbon Emissions (ONCE)
  • Apr. 2018 - Present
    日本学術会議, IMBeR小委員会委員, Others
  • May 2015 - Present
    Scientific Reports, Editorial Board Member, Others
  • Oct. 2012 - Present
    生物地球化学研究会, 将来計画委員, Society
  • Jun. 2017 - May 2019
    Joint PICES/ICES, Working Group on Climate Change and Biologically-driven Ocean Carbon Sequestration, Others
  • Apr. 2013 - Dec. 2016
    Limnology, Associate Editor, Society
  • Aug. 2010 - May 2015
    有機地球化学会, ニュースレター編集委員, Society
  • Jul. 2012 - Mar. 2013
    日本海洋学会, 将来構想委員会委員

Research activity information

■ Awards
  • May 2023, 日本地球惑星科学連合, 西田賞
    山下 洋平
  • Mar. 2015, 北海道大学, 研究総長賞（奨励賞）
    山下 洋平
  • Apr. 2009, 日本海洋学会, 岡田賞
    山下 洋平
  • Jul. 2005, 日本有機地球化学会, 奨励賞（田口賞）
    山下 洋平
■ Papers
■ Other Activities and Achievements
  • 北海道南東部における春季ブルームの季節性に対する海洋環境変化の影響
    大井田穣示; 平譯享; 平譯享; 山下洋平; 山下洋平; 西岡純; 西岡純; 阿部泰人; 和賀久朋; 和賀久朋; 野村大樹; 野村大樹; 筧茂穂; 長谷川大介; 田中雄大, 日本海洋学会大会講演要旨集(Web), 2025, 2025
  • 沿岸親潮域における春季ブルームと高濃度有色溶存有機物(CDOM)
    平譯享; 平譯享; 大井田穣示; 山下洋平; 西岡純; 阿部泰人; 筧茂穂; 長谷川大介; 田中雄大, 日本海洋学会大会講演要旨集(Web), 2024, 2024
  • 蛍光センサを用いた海洋溶存有機物の計測とその意義
    山下洋平, EICA, 29, 6, 10, 2024, [Invited], [Lead author, Corresponding author]
    Introduction scientific journal
  • 海洋における難分解性有機物の循環
    山下洋平, 水環境学会誌, 10, 370, 374, 2024, [Invited], [Lead author, Corresponding author]
    Introduction scientific journal
  • Dynamics of dissolved iron and dissolved organic matter in a glacial fjord; Inglefield Bredning in northwest Greenland.
    Kanna Naoya; Sugiyama Shin; Ando Takuto; Asaji Izumi; Yefan Wang; Sakuragi Yuta; Nishioka Jun; Yamashita Yohei, Abstracts of Annual Meeting of the Geochemical Society of Japan, 68, 41, 2021
    海洋における腐植様蛍光物質(FDOMH)は、海洋の微量栄養物質である鉄と有機錯体を形成し、海水中に鉄を溶解させる役割を担う。FDOMHは、陸由来のものと海洋自生性のものに区別されるが、北大西洋では、北極海に注ぐ河川からのFDOMHの影響が大きいため、塩分とFDOMHの蛍光強度に負の相関がみられる。北大西洋に面するグリーンランド沿岸では、河川水に加えて陸氷(氷河、氷山)の融解水が流入する。この融解水が、海洋におけるFDOMHや鉄の動態にどのような影響を与えるかは不明である。本研究では、グリーンランド北西部のフィヨルドにおいて、氷河の融解水が海水中のFDOMHと鉄の動態に与える影響を調べた。, GEOCHEMICAL SOCIETY OF JAPAN, Japanese
  • 湿原起源の鉄の海洋への輸送プロセスの解明
    加藤寛己; 芳村毅; 伊佐田智規; 黒田寛; 白岩孝行; 長尾誠也; 西岡純; 村山愛子; 山下洋平, 日本海洋学会大会講演要旨集, 2020, 2020
  • The water mass structure and nutrients distribution were revealed using colored dissolved organic matter (CDOM) in the western north Pacifiic Ocean and the northern Bering Sea
    大井田穣示; 平譯享; 山下洋平; 阿部泰人; 西岡純; 和賀久朋; 野村大樹, 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web), 2020, 2020
  • Observation of coastal regions using satellite ocean color remote sensing
    平譯享; 山下洋平; 鈴木光次; 西岡純, 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web), 2020, 2020
  • 有色溶存有機物(CDOM)の光学的特性から見る西部北太平洋及び北部ベーリング海の水塊構造と栄養塩分布
    大井田穣示; 平譯享; 平譯享; 山下洋平; 阿部泰人; 西岡純; 西岡純; 和賀久朋; 和賀久朋; 野村大樹; 野村大樹, 日本海洋学会大会講演要旨集, 2020, 2020
  • 有色溶存有機物(CDOM)の光吸収係数により分類したベーリング海北部およびチュクチ海南部の水塊の分布
    平譯享; 平譯享; 大井田穣示; 和賀久朋; 和賀久朋; 山下洋平; 阿部泰人; 西岡純; 西岡純, 日本海洋学会大会講演要旨集, 2020, 2020
  • 酸素安定同位体比を用いたベーリング海北部アナディール湾における高密度陸棚水形成の評価
    野村大樹; 野村大樹; 野村大樹; 阿部泰人; 平譯享; 平譯享; 大木淳之; 大木淳之; 山下洋平; 村山愛子; 小野数也; 西岡純; 西岡純, 日本海洋学会大会講演要旨集, 2020, 2020
  • 北太平洋における中層水循環に伴う外来性溶存有機物の輸送
    山下洋平; 森雄太郎; 遠坂哲; 亀崎龍一; 後藤周史; 後藤周史; 西岡純; 馬場梨世; 馬場梨世; 安田一郎; 藤尾伸三; 平譯享; 大井田穣示; 小畑元; 小川浩史, 日本海洋学会大会講演要旨集, 2020, 2020
  • ロシア船を用いた西部ベーリング海の観測研究-航海の概要-
    西岡純; 西岡純; 安田一郎; 平譯享; 平譯享; 小野数也; 村山愛子; 山下洋平; 李勃豊; 森雄太郎; 野村大樹; 野村大樹; 阿部泰人; 和賀久朋; 和賀久朋; 和賀久朋; 田副博文; 藤尾伸三; 柳本大吾; 川口悠介; 李根淙; 木村詩乃; 宋智暎; 島崎智広; 野口真希; 林央之; 宗林留美; 近藤拓斗; 三好友子; 三好友子; 岡崎裕典; CHEUNG Shun Yan; LIU Kailin; SCHERBININ A.; LIU Hongbin; 近藤能子; 角皆潤; 長尾誠也; 井上睦夫; 原田尚美; 小川浩史; 小畑元; 乙坂重嘉; 乙坂重嘉; 鈴木崇史; 鈴木光次; 渡辺豊; 亀山宗彦; 関宰; 深町康; 江淵直人; 大島慶一郎; 大島慶一郎; 三寺史夫; 若土正暁; VOLKOV Y. N., 日本海洋学会大会講演要旨集, 2020, 2020
  • 北海道沙流川における洪水時懸濁物鉱物組成の制御要因
    入野智久; 中田聡史; 池原研; 山下洋平; 関宰; 長尾誠也, 日本地質学会学術大会講演要旨, 124th, 36, 10 Sep. 2017
    The Geological Society of Japan, Japanese
  • 春季親潮・沿岸親潮水の光学的性質と海色クロロフィルa濃度推定への影響
    平譯享; 和賀久朋; 金子拓郎; 鈴木光次; 山下洋平; 西岡純, 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web), 2017, ROMBUNNO.ACG52‐06 (WEB ONLY), 2017
    Japanese
  • ロシア船を用いた親潮源流域の観測研究―航海の概要と親潮上流の栄養物質分布―
    西岡純; 安田一郎; 小野数也; 中村知裕; 鈴木光次; 渡辺豊; 山下洋平; 平譯享; LIU Hongbin; 藤尾伸三; 柳本大吾; 田中雄大; 原田尚美; 関宰; 岡崎裕典; 長尾誠也; 井上睦夫; 小畑元; 田副博文; 小川浩史; 宗林留美; 三寺史夫; 江淵直人; 若土正暁; VOLKOV Y.N, 日本海洋学会大会講演要旨集, 2016, 107, Aug. 2016
    Japanese
  • Effects of plant species on the dynamics of dissolved nitrogen in surface soil of a natural mixed forest
    Inoue Takahiro; Tsunogai Urumu; Nakagawa Fumiko; Yamashita Youhei; Yoshida Toshiya; Fukuzawa Karibu; Shibata Hideaki, The Japanese Forest Society Congress, 126, 0, 2015
    [in Japanese], THE JAPANESE FORESTRY SOCIETY, Japanese
  • 日本海における蛍光性溶存有機物の分布
    田中和樹; 久万健志; 浜崎恒二; 永田俊; 山下洋平, 日本海洋学会大会講演要旨集, 2013, 307, 30 Aug. 2013
    Japanese
  • 春季親潮珪藻ブルーム期における透明細胞外重合体粒子(TEP)分布の特徴
    野坂裕一; 鈴木光次; 山下洋平; 齊藤宏明; 高橋一生, 日本海洋学会大会講演要旨集, 2013, 149, 11 Mar. 2013
    Japanese
  • 2. 化学海洋学 - 有機物
    山下 洋平, 日本海洋学会創立70周年記念誌, 22, 2013
    Japanese
  • 2010年春季親潮珪藻ブルーム期における透明細胞外重合体粒子(TEP)分布の特徴
    野坂裕一; 鈴木光次; 山下洋平; 齊藤宏明; 高橋一生, 日本海洋学会大会講演要旨集, 2011, 119, 14 Mar. 2011
    Japanese
  • Characteristics of transparent exopolymer particles (TEP) distribution in the Oyashio during diatom bloom period in spring of 2010
    NOSAKA YUICHI; SUZUKI KOJI; YAMASHITA YOUHEI; SAITO HIROAKI; TAKAHASHI KAZUTAKA, Abstracts of Annual Meeting of the Geochemical Society of Japan, 58, 0, 273, 273, 2011
    2010年4月および6月の親潮域において，植物プランクトンの群集組成と光合成特性と共に，透明細胞外重合体粒子（TEP）分布の特徴を調査した．4月は珪藻ブルームが発生し，表層（5m深）における植物プランクトンの光合成活性が相対的に高かったのに対し，6月は珪藻ブルームが終焉し，光合成活性も低かった．4月における表層のTEP濃度は，6月と比較して，2-3倍高かった．観測期間中，表層のTEP濃度とSi(OH)<sub>4</sub>/NO<sub>3</sub>比の間に高い相関（r = 0.94, p < 0.01, n = 6）がみられたことから，珪藻類の栄養塩取り込み活性がTEP生産を支配していたことが示唆された．, GEOCHEMICAL SOCIETY OF JAPAN
  • Studies on characteristics and dynamics of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) in the ocean
    YAMASHITA Youhei; Youhei Yamashita; Southeast Environmental Research Center and Department of Chemistry and Biochemistry Florida International University, Oceanography in Japan, 19, 1, 41, 56, 2010
    本稿では筆者がこれまでに行ってきた蛍光光度法及び吸光光度法を用いて得られた発色団含有溶存有機物(Chromophoric Dissolved Organic Matter,CDOM)に関する研究成果を紹介する。発色団含有溶存有機物は,分光学的特徴によりタンパク質様(proteinlike)蛍光などの生体構成成分由来および腐植様(humic-like)発色団含有有機物に区別する事ができる。タンパク質様蛍光は溶存有機物中に実際に存在する芳香族アミノ酸に由来する事を明らかにした。更に,タンパク質様蛍光特性とアミノ酸濃度・組成から,分子量5000以上の高分子画分におけるアミノ酸含有溶存有機物は,表層では長鎖ペプチド,深層では短鎖ペプチドと深度によって主要な化学形がそれぞれ異なることを示唆した。腐植様発色団含有有機物に関しては,それが有機物の分解過程で生成する事を観測的・実験的に示した。また,海洋自生性腐植様発色団含有有機物は少なくとも900年程度の時間スケールで生物学的難分解性である事を示した。This article summarizes the results of my study on the characterization and dynamics of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) in the ocean based on both observational and experimental approaches. CDOM can be separated into bio-components (e.g., proteinlike fluorophores) and humic-like substances. In regards to the bio-components in CDOM, protein-like fluorophores were first suggested to derive from aromatic amino acids in DOM. Furthermore, using fluorescence properties and amino acid composition, chemical forms of amino acid-containing DOM in high molecular weight fractions were identified as long-chain peptides in surface waters and relatively small peptides in deep waters, respectively. In regards to the humic-like substances in CDOM, the spatial distribution of both quantitative and qualitative parameters of marine humic-like CDOM as well as apparent oxygen utilization (AOU) indicated that marine humic-like CDOM is produced as organic matter is biologically oxidized, and that this material is bio-refractory on centennial to millennium time scales., 日本海洋学会, Japanese
  • In situ production of fluorescent dissolved organic matter in the ocean interior
    Y. Yamashita; E. Tanoue, GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 70, 18, A718, A718, Aug. 2006
    English, Summary international conference
  • Is amino acid-containing dissolved organic matter molecularly different between surface and deep seawaters?
    Y Yamashita; E Tanoue, GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, 67, 18, A556, A556, Sep. 2003
    English, Summary international conference
  • 北西部北太平洋表層における3価鉄の溶解度と溶存鉄濃度を左右する要因
    高田兵衛; 久万健志; 山口篤; 高木省吾; 坂岡圭一郎; 山条喜宣; 山下洋平; 田上英一郎; 緑川貴, 日本海洋学会大会講演要旨集, 2003, 180, 27 Mar. 2003
    Japanese
■ Books and other publications
  • Biogeochemistry of marine dissolved organic matter
    Hansell, Dennis A.; Carlson, Craig A., Chapter 4
    Academic Press is an imprint of Elsevier, Jul. 2024, 9780443138584, xvii, 850 p., English, [Contributor]
  • 低温環境の科学事典
    河村, 公隆, 3-5
    朝倉書店, Jul. 2016, 9784254963922, 1 online resource (xii, 411p, 図版 [8] p), Japanese, [Contributor]
  • Advances in the physicochemical characterization of dissolved organic matter : impact on natural and engineered systems
    Rosario-Ortiz, Fernando L.; American Chemical Society. Division of Environmental Chemistry; American Chemical Society. Meeting, Chapter 3
    American Chemical Society,Distributed in print by Oxford University Press, 19 Dec. 2014, 9780841229518, 312, English, [Contributor]
  • 海洋生命系のダイナミクス第三巻「海洋生物の連鎖-生命は海でそう連環しているか」
    山下 洋平, 海洋における有機物の代謝-生物体有機物から非生物態有機物へ-
    東海大学出版会, 2005, [Joint work]
■ Syllabus
  • 化学海洋学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 海洋生物地球化学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 生物地球化学, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 環境と人間, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 科学・技術の世界, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 一般教育演習(ﾌﾚｯｼｭﾏﾝｾﾐﾅｰ), 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 地球環境学, 2024年, 学士課程, 理学部
■ Affiliated academic society
  • 日本有機地球化学会
  • 日本地球化学会
  • 日本海洋学会
  • The Japanese Association of Organic Geochemist
  • The Geochemical Society of Japan
  • The Oceanographic Society of Japan
■ Research Themes
  • 腐植様蛍光性溶存有機物の海洋貯留:定量評価と将来予測
    戦略的な研究開発の推進 戦略的創造研究推進事業 CREST
    2025 - 2030
    山下 洋平
    海洋によるCO2吸収速度を正しく見積もり、その将来変動を予測するには、難分解な非生物態有機炭素プールの挙動を知る必要がある。本研究では、海洋微生物が生成する超難分解な腐植様蛍光性溶存有機物(FDOM)を対象とする。FDOMの蛍光強度を炭素濃度に換算可能な式を世界で初めて開発する。広域観測および数値モデルと組み合わせることで、全海洋のFDOM生成フラックスを定量化し、温暖化に伴うその変動を予測する。
    科学技術振興機構, 北海道大学
  • 陸域で生成される超難分解な燃焼起源有機物の海洋への移行および埋没過程の定量評価
    科学研究費助成事業
    Apr. 2025 - Mar. 2029
    山下 洋平; 宮崎 雄三; 入野 智久; 野牧 秀隆
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 25H01176
  • Material exchange between coastal area and the subarctic North Pacific and biological production
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
    Jun. 2022 - Mar. 2027
    西岡 純; 小畑 元; 平譯 享; 安田 一郎; 山下 洋平
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A), Hokkaido University, 22H05205
  • Elucidation of microbial factors that control the amount and physicochemical properties of atmospheric organic nitrogen aerosols in the subarctic ocean
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2026
    宮崎 雄三; 鈴木 光次; 山下 洋平
    秋季の南部オホーツク海上で学術研究船新青丸により大気・表層海水試料を採取し、前年度までに同海域で採取済みの試料と併せ、化学組成分析を行った。その結果、微小エアロゾル質量に対し有機物が約50%を占め支配的であり、水溶性成分の割合が大きいことが明らかになった。さらに有機物の安定炭素同位体比の測定から、観測されたエアロゾルのうち、海氷後退後の春季の植物プランクトンブルーム期で71%、ブルーム衰退期で64% が海洋起源であると推定された。エアロゾル中の水溶性有機炭素（WSOC）と分子トレーサー濃度との相関関係から、観測された海洋由来のWSOCの大部分は、海水飛沫による一次生成ではなく、α-ピネンや硫化ジメチルの酸化生成物に関連する前駆物質からの二次生成の寄与が大きいことが示唆された。さらにブルーム期の水溶性有機エアロゾル中のC:N平均比はブルーム衰退期の平均比より有意に低く、海洋表層の微生物活動に関連した有機態窒素エアロゾル生成の影響が大きいことが示唆された。実際、表層海水においてブルーム期の溶存態有機炭素（DOC）:溶存態有機窒素（DON）の平均比（12.8）もブルーム衰退期の平均比（14.7）より有意に低く、ブルーム期のDOCとDONはオホーツク海で研究期間に優占的な珪藻類であるFragilariopsis cylindrusのようなアイスアルジーに関係していることが示唆された。これらの結果から、領域的な海洋表層から大気に放出生成される有機物の領域的な気候影響を評価する上で、植物プランクトンブルーム期のアイスアルジーに由来する有機物のエアロゾル二次生成の重要性が明らかになった。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 23K28207
  • 海洋に存在する熱成有機物のミッシングソースの解明
    科学研究費助成事業
    01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2026
    山下 洋平; 宮崎 雄三; 入野 智久
    バイオマスや化石燃料の燃焼などで生じる熱成有機物の大部分は、生物学的反応性に乏しい超難分解性成分であり、地球表層炭素循環から二酸化炭素を隔離する役割を有する。しかし、熱成有機物の末路に関する知見は乏しく、熱成有機物は炭素循環の収支に考慮されていない。これまでの研究により、海洋の溶存有機物画分中に熱成有機物が普遍的に存在すること、その溶存熱成有機物は沈降粒子に吸着し海底へと除去されることが示された。また、溶存熱成有機物の海底への除去フラックスから、海洋には溶存熱成有機物の未知の供給源 (ミッシングソース) が存在することが示された。本研究では、海洋に存在する溶存熱成有機物のミッシングソースとして深海熱水噴出孔および大気沈着に着目し、これらが海洋の溶存熱成有機物の分布やそのプールの動態に与える影響を定量的に解明することを目指す。
    深海熱水噴出孔に関しては、北太平洋および南太平洋の東太平洋海膨付近をカバーする海域における溶存熱成有機物の東西および南北断面分布を明らかにし、それらと溶存酸素濃度やヘリウム同位体比の断面分布を比較した。その結果、東太平洋海膨の熱水活動に由来する溶存熱成有機物の濃度を定量化することに成功し、深海熱水由来の溶存熱成有機物の全球フラックスを見積もることができた。また、2022年12月に明神海丘の熱水域において溶存および粒子状の熱成有機物の試料を採取することに成功した。
    大気沈着に関しては、北海道大学大学院地球環境科学研究院の屋上にて、2023年8月から大気エアロゾル試料の採取を開始した。予備的な実験および解析を行った結果、大気エアロゾル中の溶存熱成有機物は黒色炭素濃度および水溶性有機炭素濃度と関係することが明らかとなった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23K24969
  • 亜寒帯海域での大気有機態窒素エアロゾル生成量・組成変動を支配する微生物要因の解明
    科学研究費助成事業
    Apr. 2023 - Mar. 2026
    宮崎 雄三; 鈴木 光次; 山下 洋平
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23H03517
  • 海洋に存在する熱成有機物のミッシングソースの解明
    科学研究費助成事業
    Apr. 2022 - Mar. 2026
    山下 洋平; 宮崎 雄三; 入野 智久
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 22H03714
  • Formation of water nutritional property including iron and silicate at the termination of global ocean conveyor belt
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
    Jul. 2021 - Mar. 2026
    西岡 純
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (S), Hokkaido University, Coinvestigator, 21H05056
  • 海氷表面に見られる有機臭素ガスの高濃度現象―低温化学反応チャンバー実験による検証
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    Apr. 2020 - Mar. 2023
    野村 大樹; 薮下 彰啓; 大木 淳之; 山下 洋平
    高緯度海域に分布する海氷は、地球規模の気候変動を制御する要因として大きな役割を担っている。従来、海氷は、物質循環の観点において大気と海洋間の「障壁」として認識されてきた。しかし、実際、海氷表面では、結氷による濃縮効果によって溶存物質が高濃度化し、大気に対して放出源になることが予想される。ただ、極域の厳しい環境での観測の難しさにより、海氷表面での「低温化学」に関する反応機構の解明に至っていない。本研究では、自然界で起こる結氷現象を室内でのチャンバー実験で再現し、有機臭素ガス、特にブロモホルムに関して、海氷表面での化学反応機構・大気への放出過程を明らかにすることが目的である。本課題は、極域大気中オゾン濃度の急激な減少を招く有機臭素ガスの発生源が特定されていないことから設定した。本研究で提唱する海氷表面でのブロモホルム生成は、有機臭素ガスの大気への新たな発生源の提案となり、長年謎とされてきた大気中オゾン消失現象の原因解明に一石を投じることとなる。しかし、これまでの応募者らによる観測事実と低温環境での化学反応の新たな知見により、反応仮説を提唱するに至ったが、反応機構は検証されていない。そこで本年度は、チャンバー実験を実施し、本研究の解明に向けてのデータの採取を行った。具体的には、購入したチャンバーを利用した化学反応実験、また、室内での結氷および積雪を再現し、ブロモホルム生成に関する室内実験を実施した。また、これまでの観測データの解析を実施した。これらの解析を実施することにより、当初の目的に向けて順調に研究が進んでいる状況にある。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Coinvestigator, 20H04345
  • 海洋深層における超難分解性成分である燃焼起源有機物の除去過程の解明
    基盤B
    Apr. 2019 - Mar. 2023
    山下 洋平
    科学研究費補助金, Principal investigator, Competitive research funding
  • Water mass structure and primary productivity in the sub-Arctic seas revealed from dissolved organic matter and optical properties
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2019 - Mar. 2023
    平譯 享
    初年度（平成31年度）に黒潮続流域から親潮・沿岸親潮海域で実施した有色溶存有機物（CDOM)や蛍光溶存有機物（FDOM)の観測結果では、仙台湾沖の外洋域において沿岸水の影響が見られた。その起源や三陸沖のCDOMへの影響について調べるための観測を計画していたが、コロナ感染拡大により令和3年度も6月の北大「おしょろ丸」の観測が中止となった。そこで、時期は異なるが、7月末から8月下旬に水産資源研究所 「若鷹丸」に乗船し、仙台湾内においてCTDによる水温・塩分、現場型蛍光センサーによるFDOMの測定を行った。また、海面から底層の海水を採取し、CDOM光吸収係数、植物プランクトンの光吸収係数、栄養塩類等の分析を実施した。これらのデータを用い、仙台湾内の沿岸から沖合にかけてのCDOMおよびFDOMの分布を調べた。また、水塊分類アルゴリズムを再構築し、衛星データを適用した。
    表層のCDOM・FDOM値は概して低く、陸に近い表層および底層において高い値が観測された。水温・塩分と比較すると、表層の塩分は低く高いCDOM・FDOM値は河川水の影響と考えられた。一方、底層の塩分は高いため、海底堆積物からの溶出の影響と示唆された。今後、衛星データと比較し、これらの高いCDOMが外洋へ輸送されていたかどうかを確認する。衛星による水塊分類アルゴリズムは、現場データに対して約70%の精度で水塊を判別できたが、衛星データを入力すると30%まで低下した。衛星データの調整を行うことで60%まで向上させることが可能となり、栄養塩や基礎生産との関係を解析できる段階となった。
    以上の結果は水塊の混合過程を３次元的に明らかにするツールとなり、同時に広範囲の水塊分布の解明につながる。また、栄養塩データと水塊の関係を解析し、基礎生産データと比較することで、高基礎生産力を生み出す水塊の消長と海氷等の関係を推察可能となる。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Competitive research funding, 19H04250
  • 海洋大気の有機態窒素エアロゾル：生成量を制御する海洋微生物活動の支配要因は何 か？
    基盤研究B
    Apr. 2019 - Mar. 2022
    宮﨑 雄三
    科学研究費補助金, Competitive research funding
  • 地球表層炭素循環のカギを握る海洋燃焼起源有機物の存在量と動態の解明
    基盤研究 B
    Apr. 2016 - Mar. 2020
    山下 洋平
    科学研究費補助金, Principal investigator, Competitive research funding
  • 北極生態系の生物多様性と環境変動への応答研究
    北極域研究推進プロジェクト
    Apr. 2015 - Mar. 2020
    平譯 享
    文部科学省, Competitive research funding
  • 北太平洋中層水により長距離輸送される溶存鉄の起源と化学形態の解明
    新学術領域 公募研究
    Apr. 2018 - Mar. 2019
    山下 洋平
    科学研究費補助金, Principal investigator, Competitive research funding
  • Calibration, validation and application of the SGLI/GCOM-C ocean algorithms
    GCOM 6th RA
    Apr. 2016 - Mar. 2019
    Takafumi Hirata
    JAXA, Competitive research funding
  • 樹木年輪の幅・酸素・炭素および窒素安定同位体比を用いた生態系総合環境変動解析
    基盤研究 B
    Apr. 2014 - Mar. 2018
    杉本 敦子
    科学研究費補助金, Competitive research funding
  • Geochemical cycling induced by lightning to ocean surface
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2015 - Mar. 2017
    Kameyama Sohiko; TANIMOTO Hiroshi; OGAWA Hiroshi; TSUNOGAI Urumu; YAMASHITA Youhei
    In this study, we investigate possibilities that lightning to ocean surface induces geochemical cycles. Pulse discharge was used to simulate natural lightning. Seawater, river water and pure water were discharged under pure air or argon atmosphere. We found significant production of nitrogen oxides such as nitrate, nitrite and nitrous oxide. Both production and consumption were occurred for dissolved organic matters.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, 15K12181
  • 新学術領域研究
    Sep. 2012 - Mar. 2017
    齊藤 宏明
    科学研究費補助金, Competitive research funding
  • New Ocean Provinces from the Geography of Biogenic Elements
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Jun. 2012 - Mar. 2017
    SAITO HIROAKI; TAKEMURA Toshihiko
    We carried out research cruises covering over the Pacific Ocean and examined the distribution of biogenic elements by means of newly developed high sensitivity methods which is one of the main factors controlling quantity and function of ecosystem services. We obtained maps of nutrients, dissolved organic phosphate, dissolved humic substances, pH, alkalinity, and other forms of biogenic elements. New ocean provinces of the Pacific Ocean are proposed based on the geography of biogenic elements. For parameters of carbonate system, we carried out database analysis and showed the interannual variability with proceeding of global warming and ocean acidification. Using the obtained data of biogenic elements and physical oceanographic parameters, we also make it possible to estimate various parameters on marine ecosystem services such as distribution of fisheries target species by means of generalized additive model.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), 24121003
  • 北極海環境変動研究：海氷減少と海洋生態系の変化
    GRENE北極気候変動分野
    2011 - Mar. 2016
    菊池 隆
    文部科学省, Competitive research funding
  • 海洋溶存有機物中からの古細菌由来成分検出の試み
    挑戦的萌芽研究
    Apr. 2013 - Mar. 2015
    山下 洋平
    科学研究費補助金, Principal investigator, Competitive research funding
  • 海洋溶存有機物プールの消長を決定づける微生物炭素ポンプのメカニズムと効率の解明
    若手研究 A
    Apr. 2012 - Mar. 2015
    山下 洋平
    科学研究費補助金, Principal investigator, Competitive research funding
  • Development and calibration of GCOM-C1 ocean algorithms to derive marine biogeochemical and ecosystem variables towards satellite-model integrated analysis
    GCOM 4th RA
    2012 - Mar. 2015
    Takafumi Hirata
    JAXA, Competitive research funding
  • 蛍光性海洋溶存有機物の連続鉛直分布の評価：新海洋学パラメーターとしての確立の試み
    挑戦的萌芽研究
    Apr. 2011 - Mar. 2013
    山下 洋平
    科学研究費補助金, Principal investigator, Competitive research funding
  • Analysis of ecosystem function of taiga in eastern Siberia
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2009 - 2012
    SUGIMOTO Atsuko; IRINO Tomohisa; OHOTE Nobuhito; TOKUCHI Naoko; IWAHANA Go; KODAMA Yuuji; YAMASHITA Yohei; ISHII Yoshiyuki; OHOTA Takeshi; UZUKI Rikie; YONENOBU Hitoshi
    Field observations were carried out on water, carbon, and nitrogen cycles in taiga and taiga-tundra boundary in eastern Siberia. Soil moisture water equivalent at taiga forest study site was reconstructed for pas 100 years from tree-ring 13C of larch. Our observational results showed that the wet condition in 2006-2007 was extreme event, and runoff from the region to Lena river was generated for a whole year during this period. N dynamics was also observed in larch forest. Soil inorganic N pool size showed large seasonality depending on the soil temperature.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 21403011
  • 紫外可視分光光度法を用いた海洋溶存有機物中準易分解性成分の定量評価
    研究活動スタート支援
    Apr. 2010 - Mar. 2011
    山下 洋平
    科学研究費補助金, Principal investigator, Competitive research funding
  • 太平洋全域における海洋性腐植様物質の分布把握による海洋溶存有機物の動態解明
    笹川科学研究助成
    Apr. 2006 - Mar. 2007
    山下 洋平
    財団法人日本科学研究会, Principal investigator, Competitive research funding
  • 海洋性腐植様物質の化学的特性および時空間変動からの海洋溶存有機物プール動態解明
    特別研究促進費
    Apr. 2006 - Feb. 2007
    山下 洋平
    科学研究費補助金, Principal investigator, Competitive research funding