閉鎖性内湾である大村湾は,水深が比較的深く鉛直混合が盛んな湾口部と,海底が比較的平らで浅く,穏やかな湾央部に分けられる。湾ロ部は年間を通じ成層が弱いが,湾央部は夏季成層化し,底層に第2躍層が形成され貧酸素化が起こる。この湾の流動特性を知るため,1994年にSTD観測を行い両海域の海洋構造を調べ,観測結果に基づいてモデル実験を行った。その結果,湾央部の成層の強さによって湾口部水の流入深度が変化することが明らかとなった。7,8月の成層構造では湾口部水は湾央部中層へと進入し,表層と底層から湾口部へ流出する循環ができる。湾央部底層には比較的滞留時間の長い水が存在し,底層水と湾口部から流入した中層水の間に第2躍層が形成されることが分かった。9月になると湾口部水が湾央部の中層のみではなく底層へも流入するようになり,第2躍層は消滅する。この結果と第2躍層以深で貧酸素化する状況を考えると,夏季には湾央部底層への湾口部水の水平的な流入が抑制され,そのことが貧酸素化に大きな影響を及ぼすと考えられる。また,8月には循環が弱くなることにより,貧酸素化が加速すると考えられる。

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鉛直2層のボックスを想定した数値生態系モデルを用いて,大阪湾奥部のリン循環を解析した。本モデルは無光層でのPOPを除いて,土62%の誤差で観測値を再現しており,大阪湾奥部のリン循環過程及び低次生物生産の特性を解明するためには有効であると考えられる。大阪湾奥部の有光層内の主なリン循環経路は,DIP→植物プランクトン→デトリタス→DOP→DIP,あるいはデトリタス→DIPであった。大阪湾奥部のDIPは主に湾内での再生DIPにより供給され,DIPの再生は水温に制御されている。また,無光層から有光層へ鉛直輸送されるDIP量は,河川からのDIP負荷量に匹敵する。基礎生産は夏季はDIP濃度に,冬季は水温に最も強い制限を受けている。

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本記念論文では,私がこれまで行ってきた研究について,その動機や,研究の過程の中で何を考えて何を学んだかに焦点を当てて紹介する。大学院時代の研究テーマは,河口域の循環・拡散・力学過程に関するものであった。その後沿岸海洋物理学の分野に移り,この中では潮汐除去フィルターの作成や,沿岸境界流が重要な物質輸送機能をもつことを主張する機会を得た。1980年代に入ると,日本のWCRP(気候変動国際協同研究計画)活動の一つである「海洋混合層実験研究(OMLET)」に関わる研究を行った。この中で,主に歴史的海洋資料の解析から,亜熱帯モード水を含む表層水塊の実態と変動の研究を開始した。またこの間,国際的な作業チームの一員として,XBT(投下式水温水深計)の落下式の精度向上に関する仕事を行った。さらに,VOS(篤志観測船)を用いた海洋監視を広範に開始した。特に東京と小笠原諸島を結ぶ小笠原定期航路船に搭載したADCP(音波ドップラー流速計)による黒潮のモニタリングを,世界に先駆けて成功させることができた。また,北太平洋における10年から数十年スケールの変動を含む,大規模大気海洋相互作用の分野にも研究を拡張した。

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