PRESS RELEASE (2016/7/4) 北 海 道 大 学 総 務 企 画 部 広 報 課 060-0808 札 幌 市 北 区 北 8 条 西 5 丁 目 TEL 011-706-2610 FAX 011-706-2092 E-mail: kouhou@jimu.hokudai.ac.jp URL: http://www.hokudai.ac.jp 20 世 紀 の 黒 潮 流 量 の 長 期 復 元 に 世 界 で 初 めて 成 功 研 究 成 果 のポイント 過 去 150 年 間 の 黒 潮 流 量 を 世 界 で 初 めて 造 礁 サンゴの 骨 格 記 録 から 復 元 20 世 紀 以 降 を 通 じて 黒 潮 流 量 の 変 動 が 安 定, 増 大 傾 向 にあることを 発 見 黒 潮 流 量 がエルニーニョ 南 方 振 動 (ENSO), 太 平 洋 十 年 規 模 振 動 (PDO)の 変 動 と 共 に 変 化 して いることを 発 見 研 究 成 果 の 概 要 世 界 最 大 級 の 海 流 である 黒 潮 は 熱 帯 から 温 帯 へと 大 量 の 熱 を 運 び, 北 太 平 洋 の 気 候 へ 大 きな 影 響 を 与 えてきました また 黒 潮 は 日 本 の 太 平 洋 沿 岸 を 流 れ,その 流 量 の 変 動 は 漁 業 にも 影 響 すると 考 えら れています 本 研 究 では, 黒 潮 が 流 れ 込 む 高 知 県 土 佐 清 水 市 竜 串 湾 に 生 息 する 北 限 域 の 造 礁 サンゴの 骨 格 から, 過 去 150 年 間 の 黒 潮 流 量 の 変 化 を 復 元 しました その 結 果,20 世 紀 を 通 じて 黒 潮 流 量 は 変 動 幅 が 小 さくなっており, 流 量 が 増 大 安 定 している 傾 向 にあることを 示 しました また, 流 量 の 変 動 は 北 太 平 洋 の 気 候 変 動 であるエルニーニョ 南 方 振 動 (ENSO)と 太 平 洋 十 年 規 模 振 動 (PDO)の 両 者 の 影 響 を 受 けて 変 化 していることを 発 見 しました 論 文 発 表 の 概 要 研 究 論 文 名 :A 150-year variation of the Kuroshio transport inferred from coral nitrogen isotope signature( 造 礁 サンゴ 骨 格 の 窒 素 同 位 体 比 から 復 元 された 過 去 150 年 間 の 黒 潮 流 量 の 変 動 ) 1,2,3 1,2 著 者 : 山 崎 敦 子, 渡 邊 剛, 角 皆 潤 4 5,6, 岩 瀬 文 人, 山 野 博 哉 7 (1. 北 海 道 大 学,2. 喜 界 島 サ ンゴ 礁 科 学 研 究 所,3. 東 京 大 学 大 気 海 洋 研 究 所,4. 名 古 屋 大 学,5. 黒 潮 生 物 研 究 所,6. 四 国 海 と 生 き 物 研 究 室, 7. 国 立 環 境 研 究 所 ) 公 表 雑 誌 :Paleocenography (AGU 米 国 地 球 物 理 学 連 合 の 学 会 誌 ) 公 表 日 : 米 国 東 部 時 間 2016 年 6 月 27 日 ( 月 )
研 究 成 果 の 概 要 ( 背 景 ) 世 界 最 大 級 の 海 流 である 黒 潮 は 熱 帯 から 温 帯 へと 大 量 の 熱 を 運 び, 北 太 平 洋 及 び 全 球 的 な 気 候 変 動 に 大 きな 影 響 を 与 えてきたと 考 えられています また 黒 潮 は 多 くの 海 洋 生 物 をのせて 日 本 の 太 平 洋 沿 岸 を 流 れており,その 流 量 の 変 動 は 日 本 の 漁 業 にも 影 響 すると 考 えられています 日 本 ではその 重 要 性 から, 黒 潮 流 量 の 観 測 が 1970 年 から 行 われてきましたが,これまで 長 期 記 録 がなかったため, 黒 潮 流 量 と 温 暖 化 そして 気 候 変 動 がどのように 関 係 するのかは 明 らかになっていませんでした 本 研 究 では, 造 礁 サンゴの 骨 格 記 録 から 黒 潮 流 量 の 変 動 を 過 去 150 年 間 にわたって 解 析 し, 北 太 平 洋 の 代 表 的 な 気 候 変 動 であるエルニーニョ 南 方 振 動 (ENSO) 1 及 び 太 平 洋 十 年 規 模 振 動 (PDO) 2 の 変 化 と 比 較 しました ( 研 究 手 法 ) 造 礁 サンゴの 骨 格 には 樹 木 のように 年 輪 が 刻 まれ, 過 去 の 大 気 / 海 洋 の 環 境 変 動 が 数 週 間 という 高 時 間 解 像 度 で 記 録 されています 研 究 グループは, 高 知 県 土 佐 清 水 市 竜 串 湾 に 生 息 する 直 径 約 1.5m の 造 礁 サンゴ 群 体 の 骨 格 コアを 採 取 し, 年 輪 の 成 長 報 告 に 沿 って 化 学 分 析 を 行 いました 黒 潮 が 流 れ る 日 本 沿 岸 は 乱 流 が 発 生 し, 硝 酸 塩 が 豊 富 な 中 深 層 の 海 水 を 表 層 へ 巻 き 上 げます その 硝 酸 塩 の 窒 素 同 位 体 比 組 成 の 変 化 を 表 層 に 棲 むサンゴ 骨 格 から 抽 出 し,その 変 動 を 調 べたところ, 観 測 されてきた 黒 潮 流 量 の 変 動 と 良 い 相 関 関 係 にあることを 発 見 しました そこで, 同 じサンゴ 骨 格 コアの 窒 素 同 位 体 比 変 動 を 過 去 150 年 に 遡 って 分 析 し, 黒 潮 流 量 の 変 動 を 復 元 しました ( 研 究 成 果 ) 本 研 究 ではこれまで 約 40 年 間 観 測 されてきた 黒 潮 流 量 の 変 動 記 録 をサンゴ 骨 格 の 化 学 組 成 を 解 析 することにより 大 幅 に 延 長 し, 北 太 平 洋 の 長 周 期 気 候 変 動 との 関 係 を 初 めて 明 らかにしました 黒 潮 流 量 の 変 動 には,150 年 間 を 通 じて 過 去 4 回, 大 幅 に 減 少 する 現 象 が 見 られました このタイミング はアリューシャン 低 気 圧 の 減 少 期 と 一 致 していました さらに, 黒 潮 流 量 の 変 動 幅 が 150 年 間 で 小 さ くなっており, 流 量 が 増 大 した 状 態 で 安 定 傾 向 にあることを 示 しました また, 黒 潮 流 量 の 増 減 は ENSO 及 び PDO に 影 響 されている 可 能 性 を 示 しました 20 世 紀 初 頭, 黒 潮 流 量 はラニーニャの 発 生 時 に 増 大 しており, 貿 易 風 の 強 弱 により 変 動 していました しかし,1920 年 代 以 降 は PDO 指 数 と 良 い 相 関 関 係 にあり,PDO が 正 モードの 時 に 増 大 している 傾 向 が 見 られました これは 熱 帯 太 平 洋 東 岸 の 水 温 が 上 昇 する 時 に 北 赤 道 海 流 が 北 上 することにより, 北 西 太 平 洋 の 台 湾 以 北 で 黒 潮 流 量 が 増 大 するという 先 行 研 究 の 報 告 と 一 致 していました また 1960 年 代 以 降 は,PDO の 正 モードとエルニーニョが 発 生 した 時 に 黒 潮 流 量 が 増 大 していることを 示 しました ( 今 後 への 期 待 ) 本 研 究 の 成 果 は, 温 暖 化 が 進 んできた 20 世 紀 の 黒 潮 の 挙 動 を 初 めて 直 接 的 に 示 したものです 今 後, 本 研 究 の 成 果 は, 北 太 平 洋 の 大 気 海 洋 相 互 作 用 及 び 気 候 変 動 のメカニズムを 理 解 する 上 で 重 要 な 知 見 になると 思 われます お 問 い 合 わせ 先 所 属 職 氏 名 : 北 海 道 大 学 大 学 院 理 学 研 究 院 講 師 渡 邊 剛 (わたなべ つよし) 特 任 助 教 山 崎 敦 子 (やまざき あつこ) TEL:011-706-4637 FAX:011-706-4637 E-mail:nabe@mail.sci.hokudai.ac.jp( 渡 邊 ) zaki@mail.sci.hokudai.ac.jp( 山 崎 ) ホームページ: https://www.sci.hokudai.ac.jp/~nabe/
参 考 図 図 1 ( 左 )サンゴ 骨 格 コアの 軟 X 線 画 像 白 黒 のバンドは, 季 節 による 骨 格 密 度 の 違 いによるも の 1 年 に 1 本 形 成 される ( 右 )サンゴ 骨 格 コアの 酸 素 同 位 体 比 組 成 の 変 化 水 温 の 季 節 変 動 を 示 し, 週 ~ 月 単 位 でサンゴ 骨 格 に 過 去 の 海 洋 環 境 が 記 録 されている
図 2 サンゴ 骨 格 の 窒 素 同 位 体 比 の 変 動 と ENSO,PDO 指 数 の 比 較 (A)1859 年 から 2008 年 までのサンゴ 骨 格 コアの 窒 素 同 位 体 比 変 動 (B)サンゴ 骨 格 コアの 窒 素 同 位 体 比 変 動 から 過 去 150 年 間 の 平 均 値 を 引 いたグラフ 黒 潮 流 量 の 増 減 を 示 している (C)サンゴ 骨 格 コアの 窒 素 同 位 体 比 と 太 平 洋 熱 帯 域 に 定 められたエルニーニョ 監 視 海 域 (NINO3.4) の 水 温 の 同 調 性 を 示 した 図 1900 年 代 初 期 のラニーニャ 時 に 黒 潮 流 量 が 増 大 し,1960 年 代 以 降 エ ルニーニョ 時 に 黒 潮 流 量 が 増 大 したことを 示 す (D)サンゴ 骨 格 コアの 窒 素 同 位 体 比 と PDO 指 数 の 同 調 性 を 示 した 図 1920 年 代 以 降 PDO が 正 のモ ードの 時 に 黒 潮 流 量 が 増 大 していることを 示 す
図 3 黒 潮 流 量 が 増 大 した 時 の 気 候 変 動 パターンの 模 式 図 1900 年 代 ~1920 年 代 :ラニーニャの 時 に 北 赤 道 海 流 が 強 化 され, 黒 潮 流 量 が 増 大 1923 年 ~1943 年 :PDO が 正 モードの 時 に,アリューシャン 低 気 圧 の 強 化 及 び 北 赤 道 海 流 の 北 上 に より 黒 潮 流 量 が 増 大 1976 年 ~1999 年 :PDO が 正 モードの 時 に 黒 潮 流 量 が 増 大 するとともに,エルニーニョの 発 生 と 同 じ 周 期 で 黒 潮 流 量 が 増 大
[ 用 語 解 説 ] 1 エルニーニョ 南 方 振 動 (El Niño-Southern Oscillation;ENSO) 赤 道 付 近 の 太 平 洋 の 東 西 において 大 気 では 海 面 の 気 圧 が, 海 洋 では 水 温 や 海 流 が,シーソーのように 変 化 する 現 象 エルニーニョ 時 には 貿 易 風 が 弱 まり, 太 平 洋 西 部 の 暖 水 塊 が 東 進 してペルー 沖 に 達 する ラニー ニャの 期 間 には, 暖 水 塊 が 存 在 するために 西 太 平 洋 の 海 水 温 は 常 に 高 く, 降 水 は 量 と 変 動 ともに 大 きい 観 測 記 録 がある 間 では 3~7 年 の 周 期 で 起 きている 現 在 では, 海 洋 では 太 平 洋 の 赤 道 付 近 にブイや 衛 星 による エルニーニョ 時 の 水 温 異 常 を 監 視 する 海 域 ( 太 平 洋 西 部 の 海 域 ;NINO.4 海 域, 太 平 洋 東 部 の 海 域 ;NINO.3 海 域 )が 設 置 されている また, 大 気 においては 南 太 平 洋 のタヒチとオーストラリアのダーウィンの 気 圧 の 差 ( 南 方 振 動 指 数 ;Southern Oscillation Index;SOI)が ENSO の 指 標 とされている 2 太 平 洋 十 年 規 模 振 動 (Pacific Decadal Oscillation) 北 太 平 洋 の 海 水 温 にみられる 十 年 ~ 数 十 年 規 模 の 変 動 北 太 平 洋 中 央 部 で 海 水 温 が 低 い 時 には 東 太 平 洋 沿 岸 において 海 水 温 が 高 くなり( 正 モード), 十 年 ~ 数 十 年 規 模 でシーソーのように 変 化 する 北 太 平 洋 の 鮭 の 漁 獲 量 の 変 動 により 発 見 された この 気 候 変 動 パターンは 大 気, 海 洋 を 通 じて 太 平 洋 沿 岸 の 天 候 へ 伝 搬 する と 考 えられている