研究内容 / Research

海洋は気候システムの重要な構成要素です。私の研究では、海洋循環や炭素循環を中心とする海洋過程が気候変動に果たす役割を、数値モデリングとデータ解析を用いて理解することを目指しています。 The ocean is a fundamental component of the climate system. My research aims to understand the role of oceanic processes, particularly ocean circulation and the carbon cycle, in climate variability and change through numerical modeling and data analysis.

MAIN RESEARCH TOPICS

主な研究テーマ / Main Research Topics

01

海洋循環と炭素循環 Ocean Circulation and the Carbon Cycle

  • 全球海洋深層循環と海洋炭素吸収の関係
    Links between global deep-ocean circulation and ocean carbon uptake
  • 氷床融解水が海洋循環・気候・物質循環へ与える影響
    Impacts of ice-sheet meltwater on ocean circulation, climate, and biogeochemical cycles
  • 海洋に取り込まれた炭素の輸送経路と長期的な行方
    Transport pathways and the long-term fate of carbon taken up by the ocean
  • 溶存有機物、微量元素、化学トレーサーの循環
    Cycling of dissolved organic matter, trace elements, and chemical tracers
  • 気候変化に伴う北西太平洋・日本海の海洋循環、炭素循環、海洋環境の変動
    Changes in ocean circulation, carbon cycling, and marine environments in the northwestern Pacific and the Sea of Japan under a changing climate

02

気候変動と海洋生態系 Climate Change and Marine Ecosystems

  • 温暖化・酸性化・貧酸素化・生物生産の将来変化
    Future changes in warming, acidification, deoxygenation, and biological production
  • 海洋生態系のティッピングポイントと極端現象
    Tipping points and extreme events in marine ecosystems
  • 植物プランクトン、栄養塩、炭素循環を表す生態系モデルの改良
    Improvement of ecosystem models representing phytoplankton, nutrients, and carbon cycling
  • 海洋環境変化がサンゴ礁生態系へ与えるストレスと炭素循環との相互作用
    Interactions between environmental stress on coral reef ecosystems and the ocean carbon cycle
  • 人間活動に伴う大気・河川からの栄養塩負荷の影響評価
    Assessment of atmospheric and riverine nutrient inputs associated with human activities

03

古気候・古海洋 Paleoclimate and Paleoceanography

  • 氷期-間氷期サイクルにおける大気中 CO 2 変動の要因
    Drivers of atmospheric CO 2 variations during glacial?interglacial cycles
  • ハインリッヒイベントやダンスガード・オシュガーイベントに代表される 急激な気候変動と、海洋深層循環の不安定性
    Abrupt climate changes, including Heinrich and Dansgaard?Oeschger events, and the instability of deep-ocean circulation
  • 海水準・大陸配置・海底地形・海峡の変化が 海洋循環と物質循環へ与える影響
    Effects of changes in sea level, continental configuration, seafloor topography, and ocean gateways on ocean circulation and biogeochemical cycles
  • 白亜紀・始新世・中新世など、過去の温暖気候における 海洋循環・炭素循環・気候の相互作用
    Interactions among ocean circulation, the carbon cycle, and climate during past warm periods, including the Cretaceous, Eocene, and Miocene
  • 新原生代のスノーボールアースにおける全球凍結、 海洋循環、炭素循環と気候回復過程
    Global glaciation, ocean circulation, the carbon cycle, and climate recovery during Neoproterozoic Snowball Earth events

04

沿岸海洋と陸海連環 Coastal Oceans and Land?Ocean Interactions

  • 河川・地下水を通じた栄養塩・炭素の輸送
    Riverine and groundwater transport of nutrients and carbon
  • 陸域から沿岸海洋への物質輸送とその環境影響
    Material transport from land to the coastal ocean and its environmental impacts
  • 沿岸域の富栄養化・酸性化・貧酸素化
    Coastal eutrophication, acidification, and deoxygenation
  • 海底堆積物過程と沿岸炭素収支
    Sediment processes and coastal carbon budgets
  • 高解像度沿岸海洋モデルの開発
    Development of high-resolution coastal ocean models

WHY THE OCEAN?

なぜ海を研究するのか? / Why Study the Ocean?

海洋は、熱・水・栄養塩・炭素を蓄え、地球規模で運ぶ巨大な貯蔵庫です。深層海洋循環は数百年から千年規模で世界の海をつなぎ、海洋生態系や地球の気候を支えています。また、海洋は人間活動によって排出された二酸化炭素の重要な吸収源である一方、その吸収は海洋酸性化などの環境変化とも密接に関係します。

The ocean is a vast reservoir that stores and transports heat, water, nutrients, and carbon on a global scale. Deep-ocean circulation connects the world’s oceans over centuries to millennia, sustaining marine ecosystems and regulating Earth’s climate. The ocean is also an important sink for anthropogenic carbon dioxide, although this uptake is closely linked to environmental changes such as ocean acidification.

海だけで地球環境が完結するわけではありません。河川や地下水は陸から海へ栄養塩や炭素を運び、氷床からの融解水は海水密度と海洋循環を変える可能性があります。大気・海洋・陸域・氷床・生態系を、一つのつながった地球システムとして捉えることが重要です。

The ocean does not operate in isolation. Rivers and groundwater transport nutrients and carbon from land to the sea, while meltwater from ice sheets may alter seawater density and ocean circulation. It is therefore essential to view the atmosphere, ocean, land, ice sheets, and ecosystems as an interconnected Earth system.

OCEAN CIRCULATION

北大西洋周辺の沈み込みと全球の熱塩循環を示すNASAの可視化
全球の熱塩循環(海洋深層大循環)の可視化。出典:NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio, “The Thermohaline Circulation -- The Great Ocean Conveyor Belt” (2009)。 原資料

MARINE PRODUCTIVITY

SeaWiFS衛星観測による全球海洋の平均クロロフィル濃度
SeaWiFS衛星観測による全球海洋の平均クロロフィル濃度。植物プランクトンの分布と海洋の生物生産を捉えます。出典:NASA Earth Observatory / SeaWiFS Project, “Global Chlorophyll” (2004)。 原資料

APPROACH

研究アプローチ / Research Approach

大気や海洋の流れ、物質循環、生態系の変化を表す方程式をプログラム化し、気候・海洋モデルを構築します。スーパーコンピュータによる数値実験と、観測・モデルデータの解析を組み合わせることで、現在の気候を理解し、過去の気候を再現し、将来の変化を予測します。

We translate the equations governing atmospheric and oceanic motion, biogeochemical cycles, and ecosystem processes into computer programs and use them to build climate and ocean models. By combining numerical experiments on supercomputers with analyses of observational and model data, we seek to understand the present climate, reconstruct past climates, and project future changes.

01

モデル開発 Model Development

気候・海洋・生物地球化学モデルの開発と改良。

02

数値実験 Numerical Experiments

過去・現在・将来の気候システムを比較するシミュレーション。

03

データ解析 Data Analysis

観測データとモデルデータの解析・可視化。

NUMERICAL EXPERIMENTS

数値実験 / Numerical Experiments

海洋大循環モデル Ocean General Circulation Model

CCSR Ocean Component Model(COCO)

COCO Home

個人の生成物 Personal Model Packages

Boxモデル: GitHub

海底堆積物モデル: 説明書

RESEARCH CRUISES

研究航海 / Research Cruises

  1. R/V Hakuhomaru [KH12-5]
    Vancouver -- San Diego -- Tokyo
    太平洋海洋循環の深層オーバーターンと表層サブダクションの研究
  2. R/V Hakuhomaru [KH19-6 Leg 4]
    Punta Arenas -- Cape Town
    ウェッデル海-南太平洋における海洋地球科学総合横断観測
  3. 富山湾海洋実習 / Toyama Bay Oceanographic Training
    富山湾における物理・化学・生物観測
    • 2023: R/V Nagasakimaru [NS23-111]
    • 2025: R/V Nagasakimaru [NS25-152]
    • 2026: R/V Nagasakimaru [NS26-171]

FOR PROSPECTIVE STUDENTS

研究室を希望する学生へ / For Prospective Students

本研究室では、海洋や気候変動に関する問いを、数値シミュレーションとデータ解析を中心に探究します。一人ひとりの興味や研究の進み方を尊重し、少人数ならではの丁寧な議論と指導を通して、自立して研究を進める力を育てます。

Our laboratory investigates questions about the ocean and climate primarily through numerical simulations and data analysis. We value each student's interests and pace of development, and provide close guidance and discussion in a small-group environment to help students become independent researchers.

研究で身につく技能 Skills You Will Develop

  • Unix Shell、Fortran、Python などを用いたプログラミング
  • 観測データ・モデルデータの解析と可視化
  • 数値モデルを用いた実験設計と結果の解釈
  • 卒業論文・修士論文などの科学的な文章の作成
  • 英語論文の読解と最新の研究動向の理解
  • プレゼンテーション・研究発表
  • 国内外の研究者との交流

これらの技術は、大学院進学や研究・教育分野に加え、情報・IT、金融、環境・エネルギー、コンサルティング、製造業、公務員など、幅広い進路で役立ちます。

These transferable skills are valuable not only for graduate study and careers in research and education, but also for professions in information technology, finance, environmental and energy industries, consulting, manufacturing, public service, and many other fields.

研究室での活動 Laboratory Activities

日々の研究では、論文を読み、問いを立て、数値実験やデータ解析を行い、その結果を議論しながら研究を発展させます。研究テーマや進捗に応じて、次のような活動を行います。

  • 研究室ミーティングでの進捗報告と議論
  • 定期的な 1-on-1 ミーティング
  • 他研究室との合同ゼミ
  • 英語で書かれた論文や教科書の輪読・文献紹介
  • プログラミング、データ解析、数値実験
  • 卒業論文・修士論文の執筆と発表練習
  • 国内外の学会・研究集会への参加
  • 研究テーマに応じた海洋観測、実習、研究航海
  • オープンキャンパス、歓迎会、送別会などの研究室イベント

Daily research activities include reading scientific papers, developing research questions, conducting numerical experiments and data analyses, discussing results, and preparing presentations and theses. Students also participate in seminars, conferences, field activities, and laboratory events as appropriate.

国際的な研究活動 International Activities

海洋・気候研究は、国や分野を越えた共同研究によって発展しています。本研究室でも、国内外の研究者との共同研究や国際的な研究プロジェクトに取り組んでいます。

  • 英語論文を通した世界の最新研究へのアクセス
  • 海外研究者との研究交流や共同研究
  • 国際学会や英語による研究発表への挑戦
  • 異なる背景や視点を持つ研究者との議論

研究テーマや研究の進展に応じて、学生が国際的な活動に参加する機会もあります。

Ocean and climate science advances through collaboration across countries and disciplines. Our laboratory participates in international collaborations and research projects, and students may have opportunities to interact with overseas researchers and present their work internationally.

このような人におすすめ Who May Enjoy This Laboratory?

海洋や気候変動に興味があり、「なぜその現象が起こるのか」を考えることが好きな学生を歓迎します。特に、次のような人には本研究室の研究スタイルが合うでしょう。

  • 海洋、地球環境、気候変動、炭素循環に興味がある人
  • コンピュータシミュレーションやデータ解析に興味がある人
  • 数学・物理・化学・生物の知識を組み合わせて自然現象を理解したい人
  • 自ら調べ、試行錯誤しながら学ぶことを楽しめる人
  • 一つの問いについて粘り強く考え、議論することが好きな人
  • 国内外の研究者と交流し、視野を広げたい人

入室時点で高度なプログラミング経験や海洋学の専門知識は必要ありません。必要な知識と技術は、研究を進めながら段階的に身につけていきます。

Advanced programming experience or specialized knowledge of oceanography is not required when joining the laboratory. Students develop the necessary knowledge and skills step by step through their research.

よくある質問 Frequently Asked Questions

プログラミング経験は必要ですか? / Is programming experience required?

必須ではありません。Unix Shell、Fortran、Pythonなどは、研究に必要な範囲から段階的に学びます。経験者はこれまでの技能を生かし、未経験者は基礎から身につけることができます。

Programming experience is not required. Students learn Unix Shell, Fortran, Python, and other tools step by step as needed for their research. Those with prior experience can build on their existing skills, while beginners are supported in developing a solid foundation.

数学や物理が得意でないと難しいですか? / Do I need to be strong in mathematics and physics?

研究では数学や物理を使いますが、最初からすべてを理解している必要はありません。研究テーマに必要な内容を学び直しながら、自分の問いに応用していく姿勢が大切です。

Research in our laboratory involves mathematics and physics, but you are not expected to master everything from the beginning. What matters most is a willingness to learn the necessary concepts and apply them to your own research questions.

コアタイムはありますか? / Is there a core time?

本研究室では、学生が自主的に研究を進められるよう、厳格なコアタイムは設けていません。一方で、ゼミや打ち合わせ、研究の進捗確認などには積極的に参加していただきます。研究の進み具合に応じて研究室で過ごす時間は変わりますが、教員や学生同士で相談しながら、自律的に研究を進めることを大切にしています。

Our laboratory does not have a strict core-time policy. Instead, we encourage students to manage their own schedules while taking responsibility for their research. Students are expected to participate actively in seminars, meetings, and research discussions. The amount of time spent in the laboratory naturally depends on each student's research stage and project.

研究テーマはどのように決めますか? / How is a research topic selected?

学生の興味、これまでに学んだこと、利用できるモデルやデータを踏まえ、対話を重ねながら決めます。大気・海洋・陸域・氷床・生態系のつながりに関する自発的な研究提案も歓迎します。

Research topics are selected through discussions between students and the supervisor, taking into account each student's interests, academic background, and the available models and datasets. We also welcome students who wish to explore their own research ideas related to the atmosphere, ocean, land, ice sheets, and ecosystems.

海洋観測や研究航海に参加できますか? / Can students join oceanographic observations or research cruises?

研究テーマや実施状況によって、海洋観測、実習、研究航海に参加する機会があります。すべての研究が観測を伴うわけではなく、数値モデリングやデータ解析を中心に進めるテーマもあります。

Depending on the research project and available opportunities, students may participate in oceanographic observations, field courses, or research cruises. While some projects involve field observations, others focus primarily on numerical modeling and data analysis.

大学院へ進学した方がよいですか? / Should I go on to graduate school?

大学院進学は唯一の選択肢ではありませんが、研究により深く取り組みたい方や、専門性やデータ解析能力を高めたい方にとって、大きく成長できる機会となります。学生一人ひとりの希望に応じて、進学・就職について相談しながら進路を考えています。

Graduate school is not the only career path, and the best choice depends on your interests and future goals. However, if you would like to deepen your research experience and develop advanced expertise in Earth system science, data analysis, and scientific communication, graduate study provides an excellent opportunity for further growth. We are happy to discuss your future plans and help you choose the path that best matches your goals.

大学院生向けの奨学金や経済的支援はありますか? / Are scholarships or financial support available for graduate students?

大学院生は、大学、日本学術振興会(JSPS)、JST、民間財団などが実施する奨学金や研究支援制度に応募できます。特に博士後期課程では、フェローシップや研究支援制度など、経済的支援を受けられる機会があります。募集内容は年度によって異なりますが、研究室でも申請に関する相談やサポートを行っています。

Graduate students may apply for scholarships and financial support provided by the university, JSPS, JST, and private foundations. In particular, doctoral students often have opportunities to receive fellowships or other forms of financial support. Since available programs vary from year to year, we are happy to advise students on suitable opportunities and application procedures.

卒業後にはどのような進路がありますか? / What career paths are available after graduation?

大学院進学のほか、研究・教育、情報・IT、金融、環境・エネルギー、コンサルティング、製造業、公務員など、幅広い進路が考えられます。研究を通じて身につけた論理的思考力、プログラミング、データ解析、文章作成、プレゼンテーション能力は、多様な分野で活用できます。

Our graduates pursue a wide range of career paths, including graduate study, research and education, information technology, finance, environmental and energy industries, consulting, manufacturing, and public service. The analytical, computational, communication, and problem-solving skills developed through research are valuable in many professional fields.

SEMINARS

セミナー・勉強会 / Seminars and Reading Clubs

環境化学計測第 II 講座ゼミ Group II Seminar

環境化学および海洋生物地球化学の分野に関する論文紹介や研究の進捗報告を行うため、合同の定例会議を毎週開催しています。

海を越えた本読み会 Book Club across the Ocean

国内外の複数の研究室とオンラインで連携し、海洋物質循環に関する英語の専門書を輪読しています。 Emerson and Hedges (2008) (y2021-y2022)、Emerson and Hamme (2022) (y2022-y2024) を経て、現在は Sarmiento and Gruber (2006) を読んでいます。

研究室内本読み会 Laboratory Reading Club

研究室内で海洋科学に関する英語の専門書を輪読しています。現在は Williams and Follows (2008) を読んでいます。