博士（環境科学）

コロピタンアランフレンデイ

学位論文題名Numerical Modeling ofaCoupledPhysical― Biogeochemical Sy
stem in the Java Sea（ジャワ海の物理・生物・地球化学システムに関する数値モデル）

学位論文内容の要 旨

Three‑dimensional coupled hydrodynamic‑biogeochemical model has been ap
pliedtotheJavaSea in ord
er toanalyze:(1) tidalcurre
nt and mix
ing quantities;(2)tide‑andwi
nd‑driven current, (3)nutr
ientscycle andcarbon fluxes,and(4) biogeo
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icalresolutions andisforced by the boundary conditions taken from a global model, monthly climatological meanwind, rivers discharge, solar radiation and riverine inputof nutrie
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model is consisted of nitrate, ammonium, phosphate, phytoplankton, zooplankton, pelagicdetritus, benthic detritus, and carbonate system. We consi
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and used cohesive sediment processes for benthic detritus at the bottom boundary layer.
A combination of a three‑dimensional hydrodynamic tidal model and in‑situ
measurements provides the structures of barotropic tides, tidal circulation and theirrelationship with turbulent mixing inthe J
ava Sea, in ord
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to the previous reports. The modeled tidal current seems to bereaso
nablecomparedwiththeobservation. Model results showed that an intensification of Ki tide caused by resonanceeffects makes large mixing occur in the Java Sea. On the other hand, M2 tide has rather
significant role for transport by residual flow as suggested by previous research.
Before i
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cal s
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he JavaSea,wehave tested the model performance through the small scale model of Jakarta Bay. Modelresults of JakartaBay s
howsthatthe physic
al model results aremuchbetter than thephysicalmodel of the Java Sea. Comparison between model results and field observationof nutrients
and chlorophyll a are also comparableeachotherwher
e themodel resultscouldrepr
oducethebasic condition of ecosystem in Jakarta Bay. Model results also revealed that physicalprocesses have a direct impact on temporal and spatial distributions of ecosystemcompartme
nts.
Move on the Java Sea, the calculated tide‑ and wind‑induced current s
howsthatthe
monsoon wind is dominant that controls the seasonal (monsoonal) flow pattem in the JavaSea.Ther
efore, theJavaSeais influen
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Jakarta Bay ‑JB and South Kalimantan‑SK) due to higher nutrient riverine input. Primary
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hericC02,beca
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neinput (indirectly from the red‑field ratio) will produce more TC02. Tidal exchange, in thiscase, produces daily fluctuations of the C02 fluxes. Sensitivity analysis study shows thatphytoplankton maximum uptake rate is the most sensitive parameter for the phytoplankton
biomass, while atmospheric C02 and total alkalinity is more sensitive to the C02 flux.
Overall, the entire Java Sea is the source of atmospheric C020f 0.004‑ 0.005 mol C/m2/year,
but relatively small compare to the equatorial Pacific upwelling region.

1287 ‑学位論文審査の要旨
主査

教授

池 田元 美副査

教授

南 川雅 男

副査

准 教授

山中 康裕

副査

准 教授

鈴木 光次

副査

教授

柳哲雄（九州大学応用力学研究所）

学位論文題名Numerical Modeling ofaCoupledPhysical― Biogeochemical System in the Java Sea（ジャワ海の物理・生物・地球化学システムに関する数値モデル）

申請者は，ますます大きな問題になりつっある熱帯域の人為起源の海洋環境破壊に注目した。自らの母国であるインドネシアは人口増加が顕著であり，開発や違法な森林伐採の影響は海洋にまで及びっっある。この深刻な課題に取り組んだことを研究の 動 機 と し て 評 価 し ， 将 来 の 地 球 環 境 問 題 に取 り 組 む 姿 勢 に 期 待 し た い。
海洋環境の変化を数値モデルによって解明，予測する基盤には，まず海洋流れ場の仕組みを理解し，モデルで取り扱うことが要求される。申請者は，物理現象を決める重要な要素である潮汐流を数値モデルによって求め，モデル結果を真摯にデータと比較した。ほぼ日周期を持つK1潮汐がジャワ海地形によって共鳴を起こし，中央で最大の流速となることによって鉛直混合が盛んになる。一方，半日周期のM2潮汐は残差流を作り出し，物質輸送に影響することを明らかにした。生態系モデリングを行う研究者は，とかく物理モデルに手を触れないことも多いが，申請者は自らモデルを選んで目的に合わせた設定を行い，潮汐データとの比較まで行った点で，大変高く評価される。
さらに物理モデルに生態系・物質循環モデルを結合して，ジャワ海の生態系の季節変動を明らかにする数値モデルを作成した。まずこのモデルを検証するため，ジャカル夕湾に応用したところ，南東からのモンスーンが支配する期間において，湾の上流に流れ込む河川からの栄養塩のため，湾内のク口口フィルが高くなることが再現された。
次にジャワ海に応用した結果では，潮汐による鉛直混合とモンスーンによる水平輸送が主たる物理過程であり，ジャワ海中央部で鉛直一様な物質分布となること，また生産性は南東モンスーンの期間に高いことが再現された。熱帯域の特徴である迅速な生物生産のため，植物プランクトンはすぐに分解して再生産を盛んにする。河川水を通じて流入する人為起源物質を含んだ栄養塩の影響は沿岸域に留まる。カリマンタン島からの流入は北西モンスーン期の降水によって増加し，沿岸の生産I生を上昇させる。窒素系栄養塩が概ね高いため，ほとんどの海域でりン系栄養塩が生産性を支配する。大気への二酸化炭素フラックスは，ジャワ海の高い生産性のため熱帯海洋の平均よりは小さいものの，大気に二酸化炭素を放出する。このフラックスは海洋アルカリ度 に よ っ て 大 き く 変 わ る の で ， 正 確 な デ ー タ が 必 要 で あ る。
人為影響が大きい熱帯海洋の代表とも言えるジャワ海の生態系変動と物質循環の解明に取り組み，物理モデルと生態系・物質循環モデルを結合したモデルを構築することによって，季節変動など基本的な描像を明らかにしたことは高く評価できる。また観測船に乗ルデー夕採集に参加したこと，試料を実験室で分析したことも合わせると研究に対する熱意を感じる。さらに，このモデルに現場の観測データを合わせて用いることにより，人為起源汚染の影響をさらに解明することができると期待される。
審査委員一同は，これらの成果を高く評価し，また研究者として誠実かつ熱心であり，大学院博士課程における研鑽や修得単位などもあわせ，申請者が博士（環境科学 ） の 学 位を 受 け る のに 充 分 な 資格 を 有するも のと判 定した 。