Processes affecting long-term changes in Cs concentration in surface sediments off Fukushima

乙坂 重嘉

Journal of Oceanography, 73(5), p.559 - 570, 2017/10

AA2016-0399.pdf:0.91MB

https://doi.org/10.1007/s10872-017-0421-5

福島県,宮城県、及び茨城県の沖合71観測点で得られた表層(深度0-10cm層)堆積物中の放射性セシウムの濃度の時間変化の傾向をまとめるとともに、その変化に及ぼす堆積物の鉛直混合の影響について詳しく議論する。沿岸域(水深100m以浅の海域)における表層堆積物中のCs濃度は、観測点によってその速度は異なるものの、2011年から2015年までに、平均して一年あたり27%の割合で減少した。このようなCs濃度の目立った時間変化は、沖合海域では見られなかった。沿岸域における表層堆積物中のCs濃度減少には、堆積物の鉛直混合に伴う希釈が最も大きく寄与しており、堆積物鉛直混合モデルによる解析の結果、上記の減少率の半分以上がこの過程で説明することができた。Csを吸着した堆積物の水平移動や、堆積物からのCsの溶脱も、表層堆積物中のCs濃度減少に寄与しているが、堆積物の鉛直混合に比べて効果は低いと推測された。

Preface "Radionuclides in coastal sediments after the accident of Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant; Distribution, dynamics and fate"

長尾 誠也*; 乙坂 重嘉; 帰山 秀樹*

Journal of Oceanography, 73(5), P. 527, 2017/10

https://doi.org/10.1007/s10872-017-0444-y

福島第一原子力発電所事故から5年以上が経過し、海洋環境においても多くの調査研究が進められてきた。海底堆積物中の放射性セシウムの水平分布、時系列変動については、2011年5月より、主に宮城県・福島県・茨城県・千葉県沿岸域でのモニタリング調査が続けられている。しかしながら、事故由来放射性核種による海底堆積物及び海底付近の生態系への影響評価は、その局所依存性や観測の困難さ等により、他の環境調査に比べて遅れていた。今回、「Journal of Oceanography」誌において標題の特集セクションを組み、河口,沿岸及び沖合海域における海底堆積物中の放射性セシウムの濃度分布や、その数年規模での変化傾向と要因についての4報の論文を掲載した。本解説は、その特集の企画意図を示すとともに、内容を概観するものである。

Modeling of the branches of the Tsushima Warm Current in the eastern Japan Sea

川村 英之; 伊藤 集通; 広瀬 直毅*; 滝川 哲太郎*; Yoon, J.-H.*

Journal of Oceanography, 65(4), p.439 - 454, 2009/08

https://doi.org/10.1007/s10872-009-0039-3

本研究では、日本海における汚染物質の移行解明に重要となる沿岸表層流をより正確に推定するために、海洋大循環モデルを使用して対馬暖流の分枝を現実的に再現することを検討・評価した。日本海と外海を結ぶ対馬海峡と津軽海峡の境界条件として、音響ドップラー流向流速分布計(ADCP)観測で得られた流量を使用した。また、人工衛星海面高度計データと沿岸潮位計データを数値モデルに同化した。数値実験の結果、沿岸潮位計データは沿岸域の海況場を修正するのに有効であることが確認された。

Temporal and spatial variations of radiocarbon in Japan Sea Bottom Water

熊本 雄一郎*; 荒巻 能史*; 渡邉 修一*; 米田 穣*; 柴田 康行*; 外川 織彦; 森田 昌敏*; 下島 公紀*

Journal of Oceanography, 64(3), p.429 - 441, 2008/06

https://doi.org/10.1007/s10872-008-0036-y

1995年と2000年に、日本海において全溶存無機炭素中の放射性炭素比(C)を測定した。日本海は西部北太平洋における準閉鎖系の縁辺海であり、深層水及び底層水は内部で形成される。これらの測定データを歴史的な放射性炭素データとともにまとめ、2000m以深の底層水における放射性炭素の時空間的変動を明らかにした。日本海盆西部及び大和海盆の底層水におけるCは、1977/79年から1995年までの間に約20‰増加し、1995年から1999/2000年までの間には変化しなかった。これは、前者では底層水交換によって表層の核実験起源の放射性炭素が底層に侵入したこと、後者は底層水交換が停滞したことを示唆した。日本海盆東部では、底層水のCは1977/79年から2002年までの間に約10‰増加し、底層水交換がより弱いことを示唆した。日本海盆東部及び大和海盆における放射性炭素,トリチウム及び溶存酸素の時間的変動は、1979年から1984年までの間に底層水交換が散発的に発生したこと、1984年から2004年までの間に底層水交換が停滞したことを意味した。前者は、1976/77年の厳冬に日本海盆西部で新しく形成された底層水が日本海の深層循環によって輸送されたと考えられる。後者は底層水における核実験起源Cs及フロン-11の時間的変動と矛盾していない。

Formation rate of water masses in the Japan Sea

川村 英之; Yoon, J.-H.*; 伊藤 集通

Journal of Oceanography, 63(2), p.243 - 253, 2007/04

https://doi.org/10.1007/s10872-007-0025-6

日本海では冬季の強い対流混合によって、亜表層や中層の水塊が活発に形成されている。日本海に存在する人工放射性核種等の環境負荷物質の一部がこれらの水塊とともに表層下に輸送されることを考えれば、表層下に存在する水塊の形成量と滞留時間を見積もることは環境負荷物質の挙動を知るうえでも重要である。本研究は、三次元海水循環モデルと粒子追跡法を用いて、日本海の水塊の形成量と滞留時間を計算することを目的としている。その結果、日本海の表層下に存在する水塊の形成量は全体で約3.63Sv(1Sv=10m/s)となった。また、数値実験では水深約1500m以深の深層水はほとんど形成されなかったが、日本海の中層に存在する日本海固有水上部と日本海中層水の形成量はそれぞれ約0.37, 1.51Svと見積もられた。滞留時間に関しては、日本海固有水上部と日本海中層水の滞留時間はそれぞれ約22.6, 2.1年となり、日本海の中層に存在する水塊は数年から数十年の時間スケールの循環を持つことが定量的に確認された。

Relationship between composition of settling particles and organic carbon flux in the western North Pacific and the Japan Sea

乙坂 重嘉; 乗木 新一郎*

Journal of Oceanography, 61(1), p.25 - 40, 2005/01

https://doi.org/10.1007/s10872-005-0017-3

沈降粒子は、粒子状有機炭素の海洋表層から深層への鉛直輸送に重要な役割を果たしている。沈降粒子の主要成分は、生物起源ケイ酸塩(opal),炭酸カルシウム,有機物及び鉱物である。本研究では、日本海を含む西部北太平洋における時系列セジメントトラップ実験結果から、各主要成分の沈降に伴う有機炭素の輸送フラックスを見積もり、世界中の各海域と比較した。日本海を含む西部北太平洋の水深1kmにおける平均の有機炭素粒子束は、13.5mg/m/dayであった。この量は、東部北太平洋(7.4),中央太平洋(1.1),赤道太平洋(4.2),南大洋(5.8),東部北大西洋(1.8)に比べて大きかった。西部北太平洋では、Opalが主要な生物起源成分で、西部北太平洋外洋域における有機炭素粒子束のうち、55%はOpal粒子によって鉛直的輸送されていた。Opal粒子は、ベーリング海や南大洋でも、沈降粒子の主要成分として知られているが、これらの海域に比べて、opal粒子に起因する有機炭素粒子束は、西部北太平洋の方が大きかった。西部北太平洋の海洋表層におけるopalの生産は、生物ポンプを効率化させるばかりでなく、深層への有機炭素の蓄積効率が高いことが明らかになった。