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Frazil ice formation in coastal polynyas and its impact on material cycle

Research Project

Project/Area Number 16J04868
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

伊藤 優人  北海道大学, 低温科学研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords沿岸ポリニヤ / フラジルアイス / 海底堆積物 / 物質循環 / 現場観測 / 過冷却
Outline of Annual Research Achievements

海氷域内の薄氷・疎氷域である沿岸ポリニヤにおいて、海中で生じる過程の解明が本研究の目的である。既存の係留観測による音響散乱強度データの解析より、過冷却の発生に伴う海中でのフラジルアイス(新生氷)生成や、強い流れと対流の発生に伴う海底堆積物の巻き上げ・上方輸送が検知された。これらは現場観測からの報告が著しく制限されている現象である。海氷による物質の取り込み、輸送、および海氷融解に伴う物質の放出の一連の過程によって極域海洋の物質循環が駆動される。本研究は、フラジルアイスが堆積物粒子と接触し、それを捕獲することで海氷内に堆積物を取り込む過程を、現場観測より初めて直接的に示唆した。
上記の係留データの解析に加え、沿岸ポリニヤにおいて海中で生じる過程の詳細を解明するために、北極海バロー沖と南極ケープダンレー沖の海域にて係留系を設置した。これらは系の構成や測器の観測設定等を新たに構築したものである。前者の北極海観測はアラスカ大学との共同で、後者は第59次日本南極地域観測隊(JARE59)の観測行動の一環として行われたもので、両方とも自身が参加・実施している。係留系は2020年に回収が予定されている。
現場海氷観測(海氷サンプリング)も実施した。これは海氷中の含有粒子の粒径分布の分析と、薄片解析による海氷構造の分析を比較し、海氷による堆積物の取り込み過程や、それに寄与する堆積物の大きさや量の解明を目的としている。北極海バロー周辺の定着氷域ではアラスカ大学等の米機関と共同で観測を実施し、堆積物層を含む海氷コアの採取に成功した。南極ではJARE59において、新生氷を中心とした海氷や海底堆積物を採取した。オホーツク海沿岸域においても海氷採取を行った。これらの観測や既存の観測から、様々な成長段階の海氷が得られている。今後は化学や生物の研究者との共同で分析を行う予定である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] アラスカ大学フェアバンクス校(米国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] アラスカ大学フェアバンクス校(米国)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] タスマニア大学(オーストラリア)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Observations of frazil ice formation and upward sediment transport in the Sea of Okhotsk: A possible mechanism of iron supply to sea ice2017

    • Author(s)
      Masato Ito, Kay I Ohshima, Yasushi Fukamachi, Genta Mizuta, Yoshimu Kusumoto, Jun Nishioka
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research-Oceans

      Volume: 122(2) Issue: 2 Pages: 788-802

    • DOI

      10.1002/2016jc012198

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Underwater frazil ice formation in the Sakhalin polynya2017

    • Author(s)
      Masato Ito, Kay I Ohshima, Yasushi Fukamachi, Kunio Shirasawa
    • Journal Title

      Proceedings of the 32nd International Symposium on Okhotsk Sea & Sea Ice

      Volume: ー Pages: 102-105

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Underwater frazil ice formation in the Sakhalin Polynya2017

    • Author(s)
      Masato Ito, Kay I Ohshima, Yasushi Fukamachi, Kunio Shirasawa
    • Organizer
      The 32nd International Symposium on Okhotsk Sea & Sea Ice
    • Place of Presentation
      紋別市市民会館(北海道紋別市)
    • Year and Date
      2017-02-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] オホーツク海サハリンポリニヤで観測された海氷生産の日周変動2017

    • Author(s)
      伊藤優人、深町康、大島慶一郎、白澤邦男
    • Organizer
      2017年度日本海洋学会秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] The observation of underwater frazil ice formation and upward sediment transport in the Chukchi Sea2016

    • Author(s)
      Masato Ito, Kay I Ohshima, Yasushi Fukamachi, Daisuke Simizu, Andrew R. Mahoney, Hajo Eicken
    • Organizer
      2016 AGU Fall Meeting
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ(アメリカ)
    • Year and Date
      2016-12-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] サハリンポリニヤにおける過冷却水とフラジルアイスの生成2016

    • Author(s)
      伊藤優人、大島慶一郎、深町康
    • Organizer
      2016年度日本海洋学会秋季大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2016-09-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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