向井 徹 (ムカイ トオル)

水産科学研究院 海洋生物資源科学部門 海洋計測学分野教授
Last Updated :2026/04/15

■研究者基本情報

学位

  • 博士(水産学), 北海道大学

プロフィール情報

  • 音を使って海の中をのぞいています

メールアドレス

  • mukaifish.hokudai.ac.jp

Researchmap個人ページ

研究者番号

  • 60209971

研究キーワード

  • ターゲットストレングス
  • 計量魚群探知機
  • 音響資源調査
  • 生体密度
  • 魚群探知機
  • 音響反射
  • プランクトン
  • 生体内音速
  • 水中音響
  • 海洋探査
  • 水中音響技術
  • ローシー
  • 海洋資源
  • 音速
  • 水中映像
  • 体密度
  • 動物プランクトン
  • 体内通過音速
  • タイムオブフライト法
  • 超音波散乱特性
  • 海洋生態
  • カイアシ類
  • 雌雄判別
  • オキアミ
  • スルメイカ
  • 可視化
  • 海洋生態系
  • FMTネット
  • デッドゾーン
  • ROV
  • 水産音響
  • Acoustic Information
  • Fisheries Acoustics

研究分野

  • 環境・農学, 環境動態解析
  • ライフサイエンス, 水圏生産科学

担当教育組織

■経歴

経歴

  • 2016年04月 - 現在
    北海道大学, 大学院水産科学研究院, 教授
  • 2014年
    北海道大学, 水産科学研究科(研究院), 准教授
  • 2005年
    - 水産科学研究院助教授(海洋生物資源科学部門海洋資源計測学分野) 助教授
  • 2005年
    - Associate Professor
  • 2000年
    - 水産科学研究科助教授(環境生物資源科学専攻資源計測学講座) 助教授
  • 2000年
    - Associate Professor
  • 1995年
    - 同助教授(水産学部海洋生産システム学科生産システム設計学講座) 助教授
  • 1995年
    - Associate Professor
  • 1988年
    - 北海道大学助手(水産学部漁業学科漁業測器学講座) 助手
  • 1988年
    - Research Associate

学歴

  • 1986年, 北海道大学, 水産学部, 漁業学科, 日本国
  • 1986年, 北海道大学, Faculty of Fisheries

学内役職歴

  • 大学院水産科学研究院副研究院長, 2024年4月1日 - 2026年3月31日

■研究活動情報

受賞

  • 2025年05月, 海洋音響学会, 論文賞               
    計量ソナーに用いるマサバのターゲットストレングスの計測と理論モデル解析
    閻 乃筝・向井 徹・長谷川浩平・飯田浩二・鶴田直剛
  • 2022年05月, 海洋音響学会, 論文賞               
    北海道釧路沖に生息するツノナシオキアミの密度比と音速比の年変化とターゲットストレングス への影響
  • 2022年04月, 日本水産学会, 水産学技術賞               
    我が国沖合海域における海洋プラスチックごみ調査の規準化およびデータベース整備
    内田圭一;萩田隆一;向井 徹;今井圭理;清水健一;八木光晴;山中有一;三橋廷央;磯辺篤彦;黒田真央
  • 2021年06月, 日本水産工学会, 論文賞               
    音響情報を用いたスケトウダラ稚魚に対するフレーム型中層トロール(FMT)の採集効率の推定
    呂 振,向井 徹,藤森康澄,飯田浩二
  • 2015年05月, 海洋音響学会, 論文賞               
    計量スキャニングソナーを用いた魚群の後方散乱強度の指向性の測定
  • 2011年05月, 日本海洋工学会, JAMTEC中西賞               
    姿勢変化に伴うエチゼンクラゲNemopilema nomuraiの音響散乱特性
    広瀬美由紀;向井 徹;黄 斗湊
  • 2006年05月, 海洋音響学会, 論文賞               
    遊泳による魚体の屈曲運動がターゲットストレングスに与える影響
  • 2004年04月, 日本水産学会, 田内賞               
    魚類および動物プランクトンのターゲットストレングスに関する研究
    向井 徹
  • 2000年06月, 海洋音響学会, 論文賞               
    スキャニングソナーを用いた表中層魚群の三次元分布と形状の解析

論文

その他活動・業績

講演・口頭発表等

所属学協会

  • 2007年 - 現在
    アジア水産音響学会               
  • 日本水産学会               
  • 海洋調査技術学会               
  • 海洋音響学会               
  • アメリカ音響学会               

Works(作品等)

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 低次栄養段階生物を対象とした「かいあし漁業」の可能性を探る
    科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)
    2020年07月30日 - 2026年03月31日
    山口 篤, 松石 隆, 向井 徹, 藤森 康澄, 別府 史章
    本年度は北海道大学大学院国際食資源学院漁業管理論の一環として「かいあし漁業ワークショップ」を、2020年11月12日~13日にかけて北大函館キャンパスにて開催した。参加者は留学生を中心とする20名弱で、言語は英語で行った。またかいあし漁業に関連する海産動物プランクトンを対象とした漁業として、ナンキョクオキアミ漁業に関する勉強会も開催した。ナンキョクオキアミは、単一生物としては地球上で最も生物量バイオマスの多い種として知られ、人類の食糧資源として注目され、日本も1970年代から漁業を行っていたが、採算ベースに乗らず、2011/2012年を最後に撤退している。ナンキョクオキアミについては、現在はクリルオイルを対象とした漁業がノルウェーを中心に行われている。ノルウェーのナンキョクオキアミ漁業はサプリメントを主要商品としており、漁獲後船上でサプリメントまでを加工する設備を整えた専用船を持ち、MSC認証を受けた企業がある。オキアミ類を対象とした漁業は、日本でも岩手県三陸沖にて、春先にツノナシオキアミを対象とする「イサダ漁」があり、そこで採集されたオキアミを使って「イサダオイル」の開発もなされている。一方、かいあし漁業を行っている企業は世界で唯一、ノルウェーのトロムセーにあり、その主要商品は「Calanus Oil」である。このCalanusとは、ノルウェー海で優占する年1世代を持つ大型カイアシ類Calanus finmarchicusやCalanus hyperboreusの名称である。北大西洋におけるCalanusに比較し得る、北太平洋の種はNeocalanus属で、Neocalanus属は年1世代の世代時間を持ち、体内に油分を貯める性質を持っている。このNeocalanus属を対象とした漁業の確立実行可能性を探るのが重要であるということが、初年度の調査研究の結論としてあげられる。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(開拓), 北海道大学, 20K20573
  • 野外調査と水槽実験による”浮きソウハチ”の音響特性の解明と音響資源調査の実現
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2019年04月01日 - 2022年03月31日
    向井 徹, 山本 潤, 長谷川 浩平
    本研究は,いまだかつて音響手法で行われたことのないカレイ類の現存量推定を,活発に遊泳するカレイ類の一種であるソウハチを対象として実現を目指す。これを実現するために,ソウハチの音響特性を野外調査と水槽実験で精密に調べ,音響資源調査に必要な基礎情報を蓄積し,本種の現存量を調べるための音響資源調査を実現するのが本研究の目的である。
    2019年度は,北海道大学附属練習船うしお丸により,同船装備の周波数38kHz,120kHz,200kHzの3周波数の計量魚群探知機を用いて,4月から6月にかけてソウハチの現場調査を行った。そして,野外調査におけるソウハチ魚群のエコー形状の特徴把握ならびに周波数特性の解明を行った。その結果,今の段階では,ソウハチのエコーは中層にパッチ状に現れることがわかり,周波数特性では高周波数になるほど反応が強くなることがわかってきた。
    また,函館市国際水産・海洋総合研究センターの大型海水水槽における水槽実験を行い,懸垂法と自由遊泳法によりソウハチの超音波反射強度の測定を行った。懸垂法による実験では9個体のソウハチについて行い,自由遊泳法では10個体のソウハチをケージに入れ,その中を遊泳するソウハチの音響反射強度を調べた。その結果,ソウハチの超音波反射強度の体長依存性が見られ,懸垂法においても現場同様高周波数の方が超音波反射強度が強くなっていた。自由遊泳法においては,ステレオカメラによるソウハチの姿勢角分布を明らかにした。ソウハチの遊泳姿勢は,主に,水平より若干上を向いた状態であることが多かった。周波数特性については,他の方法と同様高周波数ほど音響反射強度が強くなる傾向が見て取れた。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 19K06201
  • 音響資源調査のための漁船向け"3 in 1" 広帯域送受波器設計手法の開発
    科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    2017年06月30日 - 2020年03月31日
    澤田 浩一, 向井 徹, 松裏 知彦
    複数周波数の使用により,オキアミ類などのような小型生物と魚との識別や体長推定などが可能であるが,漁船での導入には至っていない.これは,複数の送受波器が必要になることによるスペースや必要なコストの増大による.先行研究で1台の送受波器で複数周波数の送受信ができる広帯域送受波器が開発されたが,周波数毎に最適な素子配列を計算する必要があり,計算に時間がかかっていた.そこで,他分野でも利用されている遺伝的アルゴリズムを導入し,素子配列計算を短時間で行う手法を開発し,実験で確かめた.設計パラメータを実験により検証するため,測定誤差を軽減する手法を開発した.
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 17K19303
  • 海洋トワイライトゾーンに生息する動物プランクトンの定量モニタリング手法の開発
    科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    2014年04月01日 - 2018年03月31日
    向井 徹, 澤田 浩一, 山本 潤
    本申請は,深度200m~500mの海洋トワイライトゾーンに生息する動物プランクトンの定量化を音響的手法と光学的手法を併用して行う手法の開発を目的とした。音響的手法では,今まで数多くの測定例があるオキアミ以外の,カイアシ類,タンキャク類についても,定量化の際のスケールファクターとなる音響反射率の測定を行うことができた。一方光学的手法では,汎用のデジタルカメラと外部フラッシュを用いて深度100mまでの動物プランクトンの撮影を行うことができるようになった。さらに大深度での撮影は,機器のトラブルにより成功しなかった。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 26660151
  • リニアFM信号とスペクトル分析を応用した新しい動物プランクトン観測技術の開発
    科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    2013年04月01日 - 2016年03月31日
    甘糟 和男, 向井 徹, 笹倉 豊喜
    高周波のリニアFM信号が使用可能なブロードバンドエコーサウンダーを構築した。システムの有効な周波数帯域は250~700 kHzであり,動物プランクトンの観測に適している。パルス圧縮処理によって距離分解能を向上させることにより,直径38.1 mmのタングステンカーバイド球の鏡面反射エコーを捉え,これを利用したシステムの送受信系感度を較正する手法を確立した。さらに,直径20.6 mmのタングステンカーバイド球と体長20~40 mmのヤマトヌマエビを対象とした水槽実験により,測定対象に固有のスペクトルが測定できることを確かめた。本研究の成果は,新しい動物プランクトンの観測手法の開発につながる。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 東京海洋大学, 25630400
  • 積層圧電素子を応用した海洋生物調査のための広帯域音響探査システムの開発
    科学研究費助成事業 若手研究(A)
    2011年04月01日 - 2015年03月31日
    甘糟 和男, 向井 徹, 茂木 正人, 笹倉 豊喜
    積層圧電アクチュエータ(積層圧電素子)を応用した新しい広帯域送受波器とこれを利用した広帯域音響探査システムおよび解析手法を開発した。本システムの特長は,20~200 kHzの広帯域音波が送受信可能であり,海洋生物(魚類や動物プランクトン)のエコーから音響散乱スペクトルが測定可能な点である。スペクトルには観測対象の種(分類群),サイズ,行動などの情報を含んでいるため,ネットで採集せずともそれらの生物学的情報が得られる。ネット採集が困難なプラットフォーム(AUVや水中グライダーなど)での生物観測を可能にする技術である。その他には漁労技術,海中のガスや海底などの観測にも応用できる。
    日本学術振興会, 若手研究(A), 東京海洋大学, 23686127
  • カイアシ類の超音波反射特性の解明-カイアシ類の音響資源調査実現への第一歩として-
    科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    2009年 - 2011年
    向井 徹, 澤田 浩一
    海洋に生息する動物プランクトンの中でも一番量が多いカイアシ類について,超音波反射特性(ターゲットストレングス:TS)を調べた。水槽における実測,理論モデルによる推定に用いる音響パラメータの測定とそれを用いたTS推定を行い,両者を比較した。その結果,理論モデルで良く推定できる個体と全く合わない個体が確認された。その違いを調べたところ,前者は体内に油球を持たない個体,後者は持っている個体であった。今後,この違いについて精査する。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 21658068
  • 音響技術を用いた水中映像定量化技術の開発
    科学研究費助成事業 萌芽研究
    2005年 - 2007年
    向井 徹, 山本 潤
    本研究では,水中ロボットカメラ(ROV)によって得られた水中映像に計量魚群探知機による音響映像を組み合わせ,水中映像の定量化技術の開発を開発することを目的としている.さらに,近年,注目されている現象を対象とし,その現象のメカニズム解明のための基礎的なデータを取得することも目指し,本研究では,その被害が問題となった日本海の大型くらげを主な対象として研究した.具体的には,平成18年度に北海道大学水産学部付属練習船おしょろ丸(船底装備の計量魚群探知機を装備)の日本海調査(9月下旬〜10月上旬)に乗船し,北海道奥尻島沿岸から本州・日本海沿岸域で大型くらげの目視調査を行った.ROVによる大型くらげの観察は,目視観察により大型くらげが高密度で分布する海域で実施した。この調査では,船上から,水中遊泳するクラゲの視認が困難である場合も,ROVを用いることにより,その鉛直的な分布特性のデータを取得することができ,さらに,これらの大型クラゲの分布深度では,計量魚群探知機においても,大型クラゲからのエコーを確認することができた。平成19年度では,単なるエコーグラム上での確認ではなく,その分布密度,サイズを検出するために,クラゲの音響的な特性を解析した。その結果,クラゲの音響散乱強度は,体サイズよりも周波数や遊泳姿勢などに強く影響を受けることが明らかになった。今後,ROVによって遊泳姿勢とサイズを測定し,音響データと併せて解析することによリクラゲの浮遊分布の定量化が可能となると考えられる。また本研究で解析した手法を他の魚種,プランクトンなどに応用することによって,水中映像の音響データによる定量化が十分可能であると考えられる。本研究の成果は現在投稿中である。
    日本学術振興会, 萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 17658082
  • 医療超音波カメラを用いた海中生物の微細構造の解明
    科学研究費助成事業 萌芽研究
    2003年 - 2005年
    飯田 浩二, 向井 徹, KANG Donhyug, TANG Yong, 佐藤 正典
    医療用超音波診断装置を耐圧容器に入れた水中音響ヵメラを用いて海洋生物を至近距離から観察し,生物の形状,姿勢,骨格、体内器官,行動などを定量的に測定する無侵襲の生物計測手法の開発を目的とした。1.水中超音波カメラの改良原型の医療用超音波診断装置は焦点距離が30cmなので,制御ソフトウェアを改造し,最大焦点距離2.4mまでの高解像度の水中音響画像を取得できるようにした。さらに,音響カメラと水中光学カメラを並置させ,光学/音響画像を同時に表示させるようにした。また,、水槽観察においては自動直線走査装置(リニアステージ)を用いて魚体内部の生体構造を糖密観察できるようにした。2.水槽飼育生物の音響画像の解析リニアステージを用いることにより,さらに高解像度の音響画像を得ることができ,魚類の脊椎骨,浮袋,肝臓,生殖腺等の形状を非破壊測定し,解剖結果と比較して,10%以下の誤差で測定できた。特に生殖腺の音響画像に着目し,外形からは判別が不可能なマダラの雌雄の判別を可能にした。さらにマダラ,サケ,スケトウダラ,ハタハタなどの卵巣体積めほか音響画像の解析により卵粒径の大きさを推定した。3.現場海洋生物の音響画像の解析昨年と同様に北海道南茅部町の水深12mの海底に音響カメラを設置し,約1週間生物観察をおこなった。ホッケ,アイナメ,タコ,クラゲ,ヒトデ,カジなど多くの生物が音響画像に記録され,光学カメラ画像から,対象生物を確認することができた。夜間にはヨコエビや動物プランクトンの群れが海藻の内部から間歇的に出入りする様子が確認された。また,出現生物の体長や遊泳速度を推定することができた。
    日本学術振興会, 萌芽研究, 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 15658057
  • バイプレーンソナーによる海洋生物資源の可視化と定量化
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    2003年 - 2005年
    飯田 浩二, 芳村 康男, 向井 徹, 宮下 和士, KANG Don-Hyug, TANG Young, KANG Don?Hyug
    魚群探知機と比べて探査範囲が格段に広いスキャニングソナーを用いて,魚群の形状,体積,密度等の定量解析が可能な次世代型計量ソナーとその応用手法の開発を目的とし,以下の研究を行った。1.実船による魚群データの取得とデータ解析試作した計量ソナーをノルウェーのトロール・巻網漁船に装備し,ニシンやタラのソナーデータと漁獲データを比較した。また国内の巻網漁船に仮装備し,サバ,イカ,ブリのソナーデータと漁獲データを比較した。大型魚群が3千メートル手前から探知され,推定した魚群面積や体積と漁獲データに比例関係が認められた。2.魚の横方向ターゲットストレングス(TS)の測定ソナー周波数を含む7周波数の魚群探知機を用いてカタクチイワシ活魚の3次元TSを測定した。TSの姿勢変化に対する変動は高周波ほど大きく,ソナー周波数(24kHz)では小さかった。また,真横からのTSは背方向TSに近く,指向性パターンは8の字形を示した。3.魚の占有体積(TV)の推定魚群体積から魚群量を推定するためには1匹の魚のTVが必要となるが,自然状態でのTVの直接測定は困難である。そこで,計量魚群探知機で捉えた魚群の体積後方散乱強度(SV)を魚のTSで割って魚群密度を推定し,魚のTVを考察した。スケトウダラ稚魚のTVは体長の2.6乗に比例すること,昼夜間でTVが8倍変化することが示された。4.魚群の3次元表示の検討ノルウェーで得られた航走時の垂直ビームデータを用いて,魚群の3次元形状を再現することができた。また水平ビームデータを用いて,広域の3次元魚群形状を表示すると共に,魚群の移動を解析することができた。5.研究成果の発表国内外で開催された水産関連および音響関連の国際学会において,講演および論文発表した。平成18年度の日本水産学会では「計量ソナーの現状と展望」をテーマにしたシンポジウムを開催し,国内の研究者ほか,ノルウェー,オーストラリアからの招へいを実現した。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 15208017
  • プランクトン・マイクロネクトンの同時定量採集のためのWYSIWYG-Netの開発
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2002年 - 2004年
    藤森 康澄, 向井 徹, 山下 成治
    本研究の成果はWYSIWYG-Net(ウィジウィグ-ネット)を開発したことにあり,これは以下の2つをもって構成される。1.WYSIWYG-Netの開閉装置の開発:海中での確実なネットの開閉動作を行うための機構を開発した。また,特別なウインチを持たない調査船においても運用可能な開閉式ネットを実現することを目的として,従来の開閉式ネットの運用上の欠点であるアーマードケーブルによる有線制御とは異なる自動開閉制御機構の設計・開発を行った。上記の開閉装置を搭載したWYSIWG-Netのプロトタイプを製作し,陸上で動作実験を行うとともに,海上での曳網試験を実施した。これらの試験により,同ネットの曳網特性を明らかにするとともに,開閉機構の動作が確実なものであることを確認した。また,同ネットに関して特許出願を行った。(名称:多段開閉式ネット及び採集装置,出願番号:2005-285566)2.LOPC(Laser Optical Plankton Counter)によるプランクトンの種判別,個体数密度推定の手法確立:海上実験用試験プラットフォームを製作し,曳網深度確認用のSCANMARとLOPCを装着し曳網試験を行い,LOPCによるデータから動物プランクトンの種判別ならびに個体数密度を推定する方法を構築した。また,この方法により推定された種,個体数密度とネットによる結果との比較から,カイアシ類,オキアミ類についてLOPCによる種判別及び量的推定が可能であることを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 14360103
  • 海洋生物資源の多次元計測に関する基礎研究
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    2001年 - 2003年
    齊藤 誠一, 飯田 浩二, 三浦 汀介, 向井 徹, 米田 國三郎, 藤森 康澄
    「いつ、どこで、どのくらい資源を利用して良いか」予測するためには、宇宙からの海洋計測である衛星リモートセンシングと、計量魚群探知機や光音響探査などの水中リモートセンシング、さらに定量生物採集装置によるダイレクトセンシングなどを組み合わせた、生物生産環境と生物資源の多次元(3次元、4次元)計測に関する新しい分野を開拓していくことが急務である。3周波型計量魚群探知機および曳航式トランスデューサを用いてスルメイカ資源を調査し、リアルタイム型曳航式CTD計により3次元海洋環境をモニタリングする。同時に、夜間可視画像よりスルメイカ漁船分布、海面温度画像より海面温度分布や海洋前線分布を調査することにより、スルメイカ漁場周辺における資源と環境との関係を多元的に解析する方法論を開発することを目的とする。本研究で得られた成果の主なものは次の3点である。(1)海上実験でリアルタイム型曳航式CTD計の計測可能範囲を明らかした。解析結果は,ワープ長300メートル、船速約10ノットで曳航して、約10メートルから約80メートルまでの水深で観測が可能であることを実証した。(2)ベーリング海における3次元観測実験を、2003年7月に実施し、キャニオン域においてグリッド観測をおこないリアルタイム型曳航式CTD計および3周波型計量魚群探知機EK500によるデータを同時に収集できた。可視化ソフトウェアAVSを用いて、これらの得られたデータセットの3次元可視化に関する方法を確立した。(3)襟裳岬沖合海域において、親潮第1貫入のフロント域観測に成功し、海色、海面水温の衛星情報を加えて3次元的な海洋環境と生物量分布との関係を解析した。その結果、親潮第1貫入の3次元微細構造を可視化できた。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 13306014
  • 動物プランクトンの生体密度と生体内音速の変化に伴う音響反射率の変動の測定
    科学研究費助成事業 奨励研究(A)
    2000年 - 2001年
    向井 徹
    1.プランクトンの生体密度および生体内音速の測定:今年度の動物プランクトンの採集は,4月から11月にかけて北海道噴火湾において行ない,この海域の優占種であるツノナシオキアミの生体密度および生体内音速の測定を行なった。測定法は例年行なっているdensity bottle法およびTime of flight法によった。その結果,噴火湾のツノナシオキアミの生体密度は体長にあまり依存せず,ほぼ一定の値になることが示唆された。2.プランクトンの音響反射率の測定:動物プランクトンの音響反射率の実測を,周波数170kHzと230kHzの2周波数を備えた低ノイズ型TS測定装置で行なった。前年度に明らかになった送受波器の指向性の影響は,送受信系の改造により,かなり低減されていた。活きたツノナシオキアミに麻酔をかけて,この装置を用いて音響反射を実測した。また,これと同時に,水中カメラを水槽内に設置し,ツノナシオキアミの姿勢を観察した。その結果,姿勢のちょっとした変化によりツノナシオキアミの音響反射率が大幅に変化し,本装置によってもノイズにマスクされ音響反射率が測定できない部分も見られた。しかし,これらの実測値と上記1のパラメータを用いて音響理論モデルから推定された音響反射率の間には,非常に良い一致を見る事が出来た。従って,ノイズにマスクされた部分も,モデルにより推定できると考える。また,本方法により,生体密度・生体内音速の季節変化に伴う音響反射率の変化を実測で把握することが出来,これをモデルで推定することも出来た。今後は,ツノナシオキアミ以外の動物プランクトンへの本方法の適用,低ノイズ型TS測定装置の更なる改良,および現場における音響反射率の測定を試み,動物プランクトンの音響調査手法の確立を目指してく。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 12760124
  • 動物プランクトンの音響反射率の推定に必要な生体密度と生体内音速の測定
    科学研究費助成事業 奨励研究(A)
    1998年 - 1999年
    向井 徹
    本年度は、実際に5月から9月にかけて、北海道噴火湾で捕獲した生きたツノナシオキアミの生体密度および生体内音速の測定を行った。測定法は前年度に確立した方法であり、生体密度の測定には海水とグリセロールの混合溶液を用いたdensity bottle法を用い、生体内音速の測定はTチューブを用いたTime of flight法によった。その結果、噴火湾のツノナシオキアミの生体密度は、いずれの月も体長の増加に伴って減少した。生体密度の季節的変化を見ると、同体長のツノナシオキアミでも、春季に小さく夏季に大きくなる傾向があった。また各月毎の平均生体密度をサンプル採集時の海水の密度で除した平均密度比も同様の季節的変化が見られ7月の方が6月より約1%大きかった。一方、音速比に関しても平均密度と同様に6月から7月にかけて約1%増加した。以上の測定により得られた各月毎の平均密度比、平均音速比を用いて音響理論散乱モデルからターゲットストレングス(TS)を推定し、季節によるTS変化を調べた。用いたモデルはオキアミを有限長のシリンダーに仮定する、有限長シリンダーモデルである。その結果、各月毎のツノナシオキアミのTSは同体長においても明確に異なっており、7月と9月ではそのTSは最大約5dB異なっていた。さらに平均密度比、平均音速比がともに約1%変化していた6月と7月では、算出されるTSが最大約3dB異なっていた。このことは、超音波反射の主要因である「うきぶくろ」を持たないオキアミのような生物のTSを推定する場合、単に体長を考慮する以上に密度比や音速比に適切な値を使わなければ、正確なTS推定ができないことを意味する。しかしこれら生体密度や生体内音速の季節的変化が、何に起因するかは今回の研究においては特定することができなかった。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 10760112
  • 計量魚探データ解析手法の高度化
    科学研究費助成事業 一般研究(C)
    1994年 - 1995年
    飯田 浩二, 向井 徹
    本研究は計量魚探技術の高精度化とデータ解析手法の簡素化を目的としている.本年度の研究実績の概要は以下の通りである.1.ネットワーク分散型計量魚探データ解析システムの試作.高性能ワークステーションおよび複数のパソコンをネットワーク化し,計量魚群探知機や航海計器出力をデータ集録しながらワークステーション上でデータ解析を行う並行処理を実現した.データ解析では積分データから生物密度の鉛直断面図(svエコーグラム)を描画したり,エコーグラム上の特定の領域を選別したりする会話型の処理機能を持たせた.2.海底エコー処理の高度化.船体動揺などで海底のエコーレベルは著しく変動するが,海底のエコー波形の特徴は変わらない.そこで海底エコー波形の変曲点を検出し,これを海底信号として使用することにより,海底至近距離の高精度測定が可能となった.3.幼稚魚の音響散乱特性の測定.有鰾魚の稚魚は魚探周波数で共振を含む複雑な音響散乱特性を呈する.このことが音響による成魚の現存量推定に無視できない誤差となって現れる.3魚種,6体長クラス,4周波数で稚魚のターゲットストレングスを測定し,その特性を明らかにした.4.ソナーエコー処理の高度化.漁業用ソナーでは2次元画像しか得られないが,多数の画像を処理することによって,立体的な魚群形状,分布位置,行動を解析することができる.音響資源調査におけるソナー利用の有効性を示した.5.計量魚探キャリブレーション手法の改善.較正球を用いた計量魚探のキャリブレーション手法の技術的問題点を改良した.6.音響資源調査の効率化.国内の調査船によるスケトウダラ音響資源調査に参加し,調査コースや積分層設計の改善とデータ収集の効率化を行った.とくに,現場調査で記録すべき調査野帳の書式の提案,資源量地図作成のための海域の区画化,衛星画像や海水温データの集約化など,適切な指針を与えた.
    日本学術振興会, 一般研究(C), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 06660223
  • 北海道近海における人工衛星・計量魚探情報による浮魚類資源現存量評価に関する研究
    科学研究費助成事業 一般研究(B)
    1991年 - 1993年
    佐野 典達, 石井 清彦, 小林 源司, 秋葉 芳雄, 向井 徹, 飯田 浩二, 秋葉 芳雄
    漁業が対象とする魚種や漁業種類は広範囲に及び、対象魚によっては、現在の科学技術のレベルで安全な資源量の推定が難しいものもあるなど、資源管理の定着のため、さらにその精度の向上が求められる。したがって、調査研究により得られた資源動向や資源評価は、本道周辺海域における各種漁業の漁況予測や資源保護の施策、漁業の許可などに利用されなければないだろうしまたその必要がある。NOAAシリーズ情報も調査船による海洋観測を補足するにたる情報であることが実証できた。また、計量魚探情報によるデータの蓄積と解析に基づき、漁場がいつどこにできるか、あるいは、この資源が増えて行くのかなど、漁場形成や資源変動の予測には欠かせない海況変化の情報や魚の餌になっているプランクトン生物量などを明らかにするため、数隻による同時一斉調査研究に取組む必要がある。この場合計量魚探情報も一定規格の情報であればさらに有効であろう。一方、資源の有効利用や漁場生産の効率化を図るため、国や民間の調査研究機関と連絡をとり、漁況や海況に関するデータの収集、処理、通報のシステム化を進めながら、マイワシ、サンマ、スルメイカなどの精度のよい漁況海況予報の継続が必要であろうし、本研究によって成功の可能性が示唆できたと考える。さらに、今後強化すべき点として、計量魚探情報の有効利用を図るため、情報収集のための計量魚探システム(浮魚類を対象とする場合曵航式が良好)を装備した調査船や漁船の拡充、試験操業による魚種の確認、および計量魚探情報の収集と解析並びにその情報による資源現存量の予測と速報体制の強化が急務である。
    日本学術振興会, 一般研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 03452268
  • 遊泳姿勢の変化に伴う魚体の超音波反射の変動に関する研究
    科学研究費助成事業 奨励研究(A)
    1992年 - 1992年
    向井 徹
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 04760125
  • 魚体の超音波反射における鰾の寄与率の解明
    科学研究費助成事業
    1990年 - 1990年
    向井 徹
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 02760105
  • 魚体の超音波反射における鰾の寄与率の解明
    科学研究費助成事業
    1989年 - 1989年
    向井 徹
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 01760142
  • 魚およびプランクトンによる音響散乱に関する研究               
    1985年
    競争的資金
  • Studies on acoustic scattering signature of fish and zooplankton               
    1985年
    競争的資金

産業財産権

  • 多段開閉式ネット及び採集装置
    特許権, 藤森 康澄, 山下 成治, 向井 徹, 国立大学法人 北海道大学
    特願2005-285566, 2005年09月29日
    特開2007-089521, 2007年04月12日
    200903071666836413

主な担当授業

  • 海洋計測学特論Ⅰ, 2024年, 修士課程, 水産科学院
  • 海洋計測学特論Ⅱ, 2024年, 修士課程, 水産科学院
  • 科学・技術の世界, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 海洋資源科学実験Ⅰ, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 沿岸実習Ⅰ, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 沿岸実習Ⅱ, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 水産科学英語Ⅰ, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 海洋計測学, 2024年, 学士課程, 水産学部
  • 海洋音響学, 2024年, 学士課程, 水産学部