環オホーツク圏

低温科学研究所では、1990年代以降、海外（ロシア・アメリカ）も含む他の研究機関と共同して、オホーツク海及びその周辺（カムチャッカ氷河など）の観測・モニターを行ってきました。

オホーツク海は本格的な海氷（流氷）域としては北半球の南限です。これはオホーツク海の風上が北半球の寒極であることが一番の要因なのです。海氷が生成されるときには塩分が排出され重い水が生成されます。大量に海氷が生成されるオホーツク海では北太平洋で一番重い水が生成され、それが潜り込んで北太平洋中層（200−800m）全域に拡がっていき、中層循環（上下方向の循環）を作っていることがわかってきました。

オホーツク海の海氷面積は、大きな年々変動をしますが、この30年では約20％減少していることがわかってきました。これは、オホーツク海の風上が温暖化が顕著に出る領域（この50年で2℃の気温上昇）であることが主な原因と考えられます。一方、我々の共同研究により、この50年でオホーツク海での重い水の生成・潜り込みが減少し、北太平洋規模での中層循環が弱まっていることが示唆され、この温暖化が原因と考えられています。

このような循環の弱化は、物質（特に鉄分）の循環にとって重要となります。最近の研究により、鉄分が海の生物生産量を決めているという説が有力視されています。実は、オホーツク海で海氷生成によりできる重い水が潜り込む際に、同時に鉄分も多量に中層に送り込まれていることが我々の共同研究でわかってきました。鉄分は陸面よりアムール川を介して海へ運ばれると考えられています。

このオホーツク海中層からの鉄分が北太平洋へ拡がっていき、西部北太平洋の高い生物生産を支えているという説（中層鉄仮説）を我々は提案しております。この仮説を明らかにするために、総合地球環境学研究所と北大低温科学研究所が共同で アムールオホーツクプロジェクト を2005年より開始しております。この仮説が正しいとすると、中層循環の弱化は北太平洋規模での生態系や生物生産にも多大な影響を及ぼしうるということになります。

一方、我々の研究で示されたオホーツク海及び北太平洋の中層循環は温暖化の影響を受けやすいという事実は、過去や長期の気候変動を考える上でも重要な視点です。カムチャッカ氷河には、過去の気候変動のシグナルが隠されています。また、氷河には、鉄分のもう一つの経路である大気からの鉄分供給の情報も含まれています。

このように環オホーツクをキーエリアとして繰り拡げられる物質循環・生態系システム・気候変動を大気・海洋・海氷・陸面・氷河・水産の研究者が共同して観測・研究を行うというのが本プログラムです。

オホーツクを様々な手法で観測する：1990年代以降、北海道大学低温科学研究所が中心になり、オホーツク海とその周辺の海洋・大気・海氷・氷河をモニターするために様々な観測が現在も継続して行われている。

リンク：環オホーツク観測研究センター

動画で見るオホーツク海の循環

漂流ブイからわかる表層循環：オホーツク海の流れの場は、1990年代までは実測が乏しく、明確にわかっていなかった。左は、1990年8～9月に投下された計20個の表層ブイ（衛星経由で刻々と位置を知らせるブイ）の軌跡。樺太東岸のブイの動きから、ここには0.1～0.4 m/s程度の南下流（東樺太海流）があることが明確になった。ブイの動きから、東樺太海流は樺太南端まで南下するものと東進してブッソル海峡から太平洋へ流出するものがあることがわかる。
参考文献： Ohshima et al. (2002, J. Geophy. Res.)
アムール表層起源の水の行方～高精度海洋循環モデルから～：アムール川からオホーツク海へは、淡水の他、鉄分・栄養塩とともに汚染物質など様々な物質が供給される。左は、低温研で開発された高精度３次元海洋循環モデルを用いてアムール川起源水の行方を粒子追跡の手法で示したもの。10月に投下された粒子は、晩秋より強くなる東樺太海流に乗って3ヶ月足らずで北海道沿岸まで到達する。
参考文献： Ohshima and Simizu (2008, J. Oceanogr.), Uchimoto et al.(2007, J. Oceanogr.)
海氷生成でできる高密度水の行方～高精度海洋循環モデルから～：オホーツク海でできる高密度水は、海氷生成が非常に盛んな北西陸棚域（沿岸ポリニア）で作られる。この水が海底に沈んでいる鉄分も取り込んで中層（200～500m） に潜り込むと考えられる。左はこの高密度水の行方を海洋循環モデルによる粒子追跡の手法で示したもの。東樺太海流に乗って南下し、一部は１年足らずでブッソル海峡より太平洋へ流出しているのがわかる。

環オホーツク海域における物質循環研究

季節海氷域特有の海洋循環が生み出す物質輸送 豊かな生物生産を生み出す原因は？

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