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論文 【 表示 ／ 非表示 】

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• The Kuroshio flowing over seamounts and associated submesoscale flows drive 100-km-wide 100-1000-fold enhancement of turbulence

  Takeyoshi Nagai and Daisuke Hasegawa and Eisuke Tsutsumi and Hirohiko Nakamura and Ayako Nishina and Tomoharu Senjyu and Takahiro Endoh and Takeshi Matsuno and Ryuichiro Inoue and Amit Tandon , 2021年08月

  Communications Earth & Environment , 2 (1)

  DOI

  OACIS論文情報URL

• Mesoscale Warm-Core Eddies Drive Interannual Modulations of Swordfish Catch in the Kuroshio Extension System

  Durán Gómez, G.S. Nagai, T. Yokawa, K. , 2020年08月

  Frontiers in Marine Science , 7

  DOI

• First Evidence of Coherent Bands of Strong Turbulent Layers Associated with High-Wavenumber Internal-Wave Shear in the Upstream Kuroshio (vol 7, 2017)

  Nagai Takeyoshi, Hasegawa Daisuke, Tanaka Takahiro, Nakamura Hirohiko, Tsutsumi Eisuke, Inoue Ryuichiro, Yamashiro Toru , 2018年06月

  SCIENTIFIC REPORTS , 8

  DOI

• Evidence of enhanced double-diffusive convection below the main stream of the Kuroshio Extension

  Nagai Takeyoshi, Inoue Ryuichiro, Tandon Amit, Yamazaki Hidekatsu , 2015年12月

  JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-OCEANS , 120 (12) , 8402 - 8421

  DOI

• Spontaneous Generation of Near-Inertial Waves by the Kuroshio Front

  Nagai Takeyoshi, Tandon Amit, Kunze Eric, Mahadevan Amala , 2015年09月

  JOURNAL OF PHYSICAL OCEANOGRAPHY , 45 (9) , 2381 - 2406

  DOI

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

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• Kuroshio Current: Physical, Biogeochemical and Ecosystem Dynamics (Takeyoshi Nagai, Hiroaki Saito, Koji Suzuki, Motomitsu Takahashi Ed)

  Takeyoshi Nagai, Hiroaki Saito, Koji Suzuki, Motomitsu Takahashi , 2019年06月

  AGU-Wiley , 0-0

• Kuroshio current : physical, biogeochemical, and ecosystem dynamics

  長井 健容, 齊藤 宏明, 鈴木 光次, 高橋 素光 , 2019年

  Wiley , 0-0

• Kuroshio current : physical, biogeochemical, and ecosystem dynamics

  長井 健容, 齊藤 宏明, 鈴木 光次, 高橋 素光 , 2019年

  Wiley , 0-0

• Kuroshio current : physical, biogeochemical, and ecosystem dynamics

  長井 健容, 齊藤 宏明, 鈴木 光次, 高橋 素光 , 2019年

  Wiley , 0-0

• One-dimensional models（査読付）, In: Encyclopedia of Ocean Sciences, Third Edition, Cochran, J. Kirk; Bokuniewicz, J. Henry; Yager, L. Patricia (Eds.)

  Nagai, T., G. Auger, H. Burchard, K. Denman, H. Yamazaki , 2018年10月

  Elsevier , Mixing associated with submesoscale processes , 0-0

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科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】

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• CO2吸収ホットスポットにおける海洋循環と生物生産・分解

  研究期間:  2024年04月  -  2029年03月  代表者:  遠山 勝也

  学術変革領域研究（A）（計画研究）  研究分担者  24H02224 

  海洋における生物生産・分解は、大気・海洋間のCO2交換や海洋生物資源の変動をコントロールする重要なプロセスであるが、その実態や維持・変動のメカニズムには未解明の点が多い。海洋の物理・生物地球化学環境の、自動観測ロボットによる高解像度観測と、船舶による高精度・多項目観測により、黒潮続流周辺海域における生物生産・分解の季節変化や鉛直変化を明らかにし、生産に必要な栄養塩の供給プロセスの理解を深める。

• 接岸する黒潮が生成する低気圧性渦が栄養塩供給・低次生態系に及ぼす影響

  研究期間:  2023年04月  -  2025年03月  代表者:  長井健容

  学術変革領域研究（A）（公募研究）  研究代表者  23H04818 

  日本南岸を流れる黒潮が岸に接近すれば、黒潮と岸との間に反時計回りに回転するサブメソスケール(0.1-10 km)の低気圧性渦(循環)が生成される。この低気圧性渦縁辺では栄養塩湧昇が期待でき、渦の水平流は、沿岸水を黒潮に運ぶ経路を提供し得る。沿岸付近の低気圧性渦に伴う流れは、黒潮と逆向きに流れ、陸棚斜面で二次的に時計回りの渦流を生成しうる。この渦流が十分に強い場合、不安定現象を励起し、強い乱流混合を発生させ栄養塩を下層から表層へ供給すると推察される。本研究では、黒潮と岸の間に生成されるサブメソスケール低気圧性渦が栄養塩供給と生態系に及ぼす影響を高解像度観測手法と数値実験によって解明する。

• 屋久島、種子島周辺での黒潮北偏に伴うサブメソスケール混合現象とその生物化学的影響

  研究期間:  2023年04月  -  2027年03月  代表者:  長井 健容

  基盤研究(B)  研究代表者  23K25940 

  表層を貧栄養として知られる黒潮は、亜表層では大量の栄養塩を北方の下流域表層に最終的に供給し、生物生産を支える。トカラ海峡上流の黒潮が北偏すると、屋久島南西で小規模な冷水渦を形成しつつ、屋久島や種子島の北方に暖水が波及して大隈分枝流を形成する。この屋久島北側の東向きの流れは、島との境界で時計回りに回転する流れと、それに伴う強い乱流を生成することが推察され、分枝流が亜表層に栄養塩を伴っていれば、そこで栄養塩を供給し得る。本研究では、黒潮やその分枝流が屋久島や種子島に接近して流れる際に発生する渦、乱流混合に着目し、その栄養塩供給、低次生態系に及ぼす影響を現場観測と数値実験を用いて解明する。

• 昇降式フロート観測のAIシステム化に関する基礎研究

  研究期間:  2020年07月  -  2024年03月  代表者:  北出 裕二郎

  挑戦的研究（開拓）  研究分担者  20K20634 

  本研究は、海洋ビッグデータを活用し、流れで受動的に移動する昇降式フロートによる観測を、計画的に流れに乗せて移動させ、能動的に観測するためのアルゴリズムの開発を行う基礎研究である。予定通りにフロートを移動させるには、高分解能・高精度の3次元流速情報が必要である。そこでまず、海面漂流ブイの追跡実験から衛星海面高度生データの最適補完法を開発し、その高分解能海面高度データと海洋観測ビッグデータを組込んだ数値モデルにより3次元流速場を推定する。次に、昇降式フロートを用いた3次元漂流実験を行い、流れ場の検証と移動予測を行う。さらに、適切な深度にフロートを待機させて目的地に導くためのアルゴリズムを開発する。

• 二台同時自由落下曳航観測手法を用いたマルチスケール混合現象とその影響に関する研究

  研究期間:  2019年04月  -  2023年03月  代表者:  長井 健容

  基盤研究(B)  研究代表者  19H01965 

  海洋では様々なスケールの流動が海水の攪拌や混合に影響を及ぼす事が明らかとなった。また、近年の研究によって、サブメソスケールの流動が、マイクロスケールの乱流現象と密接に関わっている事が明らかとなりつつある。しかし、このマルチスケールで発生する混合現象が及ぼす影響は、フロント構造と乱流を数値モデルや観測で同時に解像することが困難であるため、未だ不明瞭である。そこで本研究では、サブメソスケールのフロント流動・乱流微細構造や栄養塩などの生物化学的要素を同時に観測する手法を確立し、サブメソスケール現象によって発生した乱流混合の影響を明らかとすることを目的とした、現場観測を主体とした研究を実施する。
  本課題で実施している二台同時準自由落下観測手法の開発において、昨年度までに自由落下曳航式乱流プロファイラー, Underway-VMP(UVMP)と自由落下曳航式生物化学プロファイラーUnderway-Rinkoを交互に実施する手法を確立した。これらのセンサーを用いて2020年11月にはかごしま丸でトカラ海峡における観測を実施し、海山周辺のデータを取得することができた。このデータを用いて研究協力者である大学院生が現在論文を執筆中である。
  2020年度はこれをさらに発展させて、自由落下曳航式生物化学プロファイラーに、紫外線を用いて植物プランクトンの増殖に必要な硝酸塩濃度の測定を現場でできるSUNAセンサーを取り付た新しい生物化学プロファイラー、SUANDAYODAを開発した。
  このUVMPとSUNADAYODAを、2020年9月にトカラ海峡と黒潮の大蛇行海域において実施された白鳳丸航海で交互に用いて観測を行った。その結果、トカラ海峡の海山上を流れる黒潮に沿って、100-200km程度著しく強い乱流層が続いて観測された。硝酸塩の断面観測結果から海山上流から下流に向かうにしたがって表層の硝酸塩濃度が増加する傾向があることがわかった。また、上流側では亜表層に明瞭に観測できた亜表層クロロフィル極大が、海山を越えると縦方向に攪拌され、そのさらに下流では亜表層極大のクロロフィル濃度が増加することがわかった。
  一方黒潮大蛇行海域では、大蛇行の西側のフロントで硝酸塩濃度の舌状分布が見られること、大蛇行の中心寄りで硝酸塩躍層が海面近くまで上昇していること、それらの２つの部分で比較的乱流が強く、また亜表層のクロロフィル濃度が増加していることがわかった。
  前述のとおり、乱流と準同時に生物化学パラメータを高解像度で断面観測する手法を硝酸塩濃度も含めて確立できた。またこれに加えて高解像度カメラをセンサー前面に取り付け、プランクトンや凝集体の画像の撮影に、2021年3月の新青丸航海で成功し、これらの成果は当初計画した以上のものであることから、計画以上に進展していると考えた。
  このように計画以上に進展している本課題ではあるが、新しく導入したカメラによってクロロフィルセンサーの光が妨げられて蛍光光度の観測に一部欠損が出ることがわかった。次年度はこの問題を解決しつつ、開発した二台同時自由落下曳航観測を用いた観測を実施する。これらの観測で得られたデータは非常に新規性が高いため、得られたデータを基に論文を執筆して早期に出版する。また、2022年2月に実施される国際学会でそれらを発表したいと考える。

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