藤木徹一

海洋研究開発機構 地球環境観測研究開発センター

BGC Argoの概要と動向

日本海洋学会2017年度秋季大会 シンポジウムC「Argoの現状と深海・生物地球化学Argoへの拡張」

2017年10月13日 東北大学 青葉山北キャンパス

みらい MR17-04 航海

Jul 2017

概要

1. なぜ、BGC Argo が必要

2. BGC Argo の全球ネットワーク計画

3. BGC Argo Website

4. JAMSTECでの取り組み

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はじめに

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温暖化、酸性化、貧酸素化などの全球規模で

の海洋環境変化が進行

海洋環境変化が及ぼす物質循環や海洋生態系

への影響評価・予測は、数値モデルやリモー

トセンシング技術だけでは困難

年間を通じて、海洋全体を観測することが必

要

しかし、現在の船舶を中心とした海洋観測シ

ステムでは不十分

?

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はじめに

Tsukuba CommuniquéG7 Science and Technology Ministers’ Meeting in Tsukuba, Ibaraki15‐17 May 2016

“Recommendations – G7 expert workshop on future of the oceans and seas”

Support the development of a global initiative for an enhanced, global, sustained sea and ocean observing system, developing new technologies and integrating new physical, biogeochemical and biological observations.

Recommend increasing the capability of the global ARGO network to include more biological and biogeochemical observation.

船舶・フロート観測の現状

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Fig. 1. Numbers of oxygen profiles to a depth (Z) of at least 900 m per year in the US NODC World Ocean Database 2013 (Johnson et al. 2015).

海洋観測の必要性が増す中、船舶観測は劇的に減少

無人海洋観測プラットフォーム、特にprofiling floatsによる観測が急速に増加

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Parameter Ship profiles per year(mean 2001-2010)BGC-float profiles per

year (2016) BGC float/Ship

Oxygen 1730 11332 6.6

Nitrate 1231 3835 3.1

pH direct 460 1862 4.0

pH (TA/DIC) 540 3.4

Source NODC Argo GDAC

NODC: National Oceanographic Data Center

Argo GDAC: Argo Global Data Assembly Centres

公開されているプロファイルデータ(900m以深)

フロート観測が、生物地球科学データの最大の供給源となっている！

Sheet1

ParameterShip profiles per year (mean 2001-2010)BGC-float profiles per year (2016)BGC float/Ship

Oxygen1730113326.6

Nitrate123138353.1

pH direct46018624.0

pH (TA/DIC)5403.4

SourceNODCArgo GDAC

NODC: National Oceanographic Data Center

Argo GDAC: Argo Global Data Assembly Centres

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BGC floatsの一例 (SOCCOM)

Sea-Bird Navis

Teledyne/Webb APEX

SatlanticDeep SUNA NO3

WetLabs FLBB

Deep-Sea DuraFETpH

MBARI ISUS NO3

AanderaaO2 Optode

Planning a global BGC Argo network

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BGC Argo Network – group photo

Villefranche-sur-mer, January 11-13, 2016

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BGC Argo 参加12カ国 (2017年10月現在)

http://biogeochemical-argo.org/participating-countries.php

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International BGC Argo Steering Committee

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BGC Argo 科学・実行計画 (2016年公表)

http://biogeochemical-argo.org

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Grand challenges for future oceans

Research topics 温暖化が進行しても、海洋の二酸化炭素吸収は、現在と同じ速度が続くのか？

生物ポンプの経年変化とは？温暖化する海洋で、その能力は低下するのか？

酸素極小層(OMZ)の大きさに経時変化はあるのか？窒素サイクルへの影響は？

海洋のpHの変動と傾向は？炭酸カルシウム飽和度の変化が、生物地球化学的プロセスにどのような影響を及ぼすのか？

Management topics 乱獲や環境変動による海洋生態系や海洋生物資源への影響？リアルタイムデータ

の必要性？

より正確な大気ｰ陸域ｰ海洋間の炭素収支データを基に、大気中の二酸化炭素濃度

の削減に向けた行動計画策定

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BGC sensors

(その他)2000 m 耐圧リアルタイムデータ

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主要な課題と必要な観測項目

✔ direct relevanceindirect relevance

BGC Argo SSC consensusfloats with the full BGC sensor suite ➡ BGC-Argo floatsfloats with only one or two BGC sensors ➡ BGC-Argo “equivalent” floats

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BGC Argoの全球展開に必要なフロート数

フロート性能・観測

バッテリー容量：250 profiles / float残存率：90 % / year観測サイクル：6 days

常時1000本を維持するためには、毎年250本フロートの投入が必要

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BGC Argoの全球展開に必要な予算

1 float with the full BGC sensor suite: 約1,200万円 (1US$ = 112円)250 floats/year: 約30億円(但し、製造国で購入した場合)

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BGC Argo network: (inter-)national projects

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Partnership with other observing system

フロート投入

高精度データ (QC)

表層pCO2 real time data Ocean CO2 uptake

時空間的にデータを拡張

BGC floatの投入位置の決定

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BGC-Argo web site

http://biogeochemical-argo.org(Twitter; https://twitter.com/bgc_argo)

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BGC floats 国別投入数 (286台稼働中、2017年9月時点)

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BGC floats 観測項目(286台稼働中、2017年9月時点)

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世界で最も二酸化炭素吸収が大きく、生物活動が盛んな北西太平洋混合水域・

続流域の中規模現象に焦点をあて、中小規模の物理変動に対する生物・化学過

程の応答メカニズムを調査

S1-INBOXでは、定点S1(30oN,145oE)付近に24台のO2センサーフロートを展開

日本の取組：北西太平洋統合物理－生物地球化学海洋観測実験(INBOX Project) 2011～

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2017:DO-DeepApex (O2) 4Rinko-DeepNINJA (O2) 1BGC-Apex (O2, Chla, BS) 1BGC-Navis? (O2, NO3, Chla, BS) 2(?)

2018:DO-DeepApex (O2) 1Rinko-DeepNINJA (O2) 1BGC-Navis? (O2, NO3, Chl, BS) 1(?)

2017～2018年にかけて、Deep/BGC-floatを10本程度投入予定(一部は投入済)

BGC-ApexDO-DeepApex RINKO-DeepNINJADO-DeepApexFeb 2017

BGC-ApexRINKO-DeepNINJAJul 2017

RINKO-DeepNINJAJan 2018

DO-DeepApex (x2)Dec 2017

DO-DeepApexDec 2017Mar 2018

(Additional 3 BGC-floats, TBD)

JAMSTECの BGC floats 投入予定(2017-2018)

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まとめ

BGC Argo は、Argoで利用されている profiling float 技術に基づく

海洋環境変化がもたらす物質循環や海洋生態系への影響評価・将来予測の向

上を目指す

pH、酸素、硝酸塩、クロロフィル、懸濁粒子、海中照度などを測定するセン

サーを搭載した profiling floats の広域多数展開

観測深度 ～2000m、実働稼働数 1000本、リアルタイムデータ公開を目指す

BGC Argo 観測の空白海域である西部北太平洋へのフロート投入は日本が主

導すべき

みらい MR17-04 航海

西部北太平洋亜寒帯域

定点K2 (47oN, 160oE) 付近

Jul 2017

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