• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Study on decadal Arctic Ocean warming using time series observations

Research Project

Project/Area Number 22K03728
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

伊東 素代  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), 副主任研究員 (60373453)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords北極海 / 海洋物理 / 海洋温暖化 / 環境変動
Outline of Research at the Start

近年北極海で起こっている海洋温暖化と海氷減少は、太平洋側北極海で最も顕著で、その原因である高温な夏季太平洋水の熱輸送量の実態を解明することが急務である。しかし、従来の観測手法では、海洋表層を中心に分布する夏季太平洋水の時系列変動を捉える係留系観測は実施することができず、その熱輸送量は明らかになっていなかった。そこで、本研究では、夏季太平洋水の主要流路上にあるバロー海底谷において、近年開発された新たな手法を導入することで、海洋表層の時系列観測に挑戦し、夏季太平洋水の熱輸送量の定量化を実現する。バロー海底谷は、国際北極科学委員会のプロジェクトの重点海域でもあるため、国際協力にも貢献できる。

Outline of Annual Research Achievements

現場観測としては、2022年9月に設置した表層観測システムを取り付けた係留系3系の観測を2024年9月まで継続実施している。また、バロー海底谷での詳細な熱量把握行うため、2023年9月に「みらい」にて係留系地点を含む観測ラインで海底谷横断の詳細観測を実施した。更に、海盆域での熱量把握のため、海洋地球研究船「みらい」とカナダ沿岸警備隊砕氷船「ルイ・サンローラン」で連携して、広域の海洋観測を実施した。

これまで取得した係留系観測データの解析については、過去20年間のバロー海底谷の流量、熱輸送量の季節、経年変動とその原因の解析結果について国際学会で口頭発表を行った。また、2021年から実施中の表層観測システムの観測データを用いた高精度な流量、熱輸送量の見積もりと誤差評価の解析結果については、国内学会でポスター発表を行った。長期変動の解析結果は論文にまとめ、査読付き英文雑誌に投稿予定である。

この研究課題では、北極海の海氷減少の一因で、北極海の海盆域に膨大な熱を運ぶ夏季太平洋水の主要流路上にあるバロー海底谷において、近年、開発された新たな手法を導入することで、海洋表層の時系列観測に挑戦し、夏季太平洋水の熱輸送量の定量化を実現することを目的としている。2021年から開始した海洋表層の時系列データを用いることで、2021年9月から2022年9月の1年間の夏季太平洋水の熱輸送量の高精度な見積もりに成功し、従来の観測方法では熱輸送量が5-40%過小評価されることを示唆する結果が得られた。2024年9月まで時系列観測を継続しており、得られたデータから更に信頼度の高い熱輸送量の見積もりと誤差評価を進める。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現場観測については、表層観測システムを取り付けた北極海バロー海底谷の係留系3系による時系列観測を2022年9月から継続実施している。また、海洋地球研究船「みらい」を用いた係留系観測点に沿った高解像の海洋観測、「みらい」およびカナダ沿岸警備隊砕氷船「ルイ・サンローラン」を用いた海盆域における広域の熱量把握のための海洋観測を実施した。どちらも当初計画通りの実施状況である。

データ解析については、これまで取得した過去20年間の長期の係留系観測データの解析、本科研費で実施している表層観測システムのデータの解析を進め、国際学会で2回の口頭発表、国内学会で1回のポスター発表を行った。長期変動の解析結果は論文にまとめ、査読付き英文雑誌に投稿予定である。2023年度中の論文投稿までには至らなかったが、ほぼ計画通りの実施状況である。

Strategy for Future Research Activity

現場観測については、2024年9月に海洋地球研究船「みらい」に、首席研究者として乗船し、係留系の回収、再設置を行なう予定である。また、熱量把握のための海洋観測は、「みらい」に加えて、2024年8月のカナダ沿岸警備隊砕氷船「ルイ・サンローラン」と2024年7月のアメリカ砕氷船「ヒーリー」でも実施することを調整済で、本科研費で購入した投下型水温塩分計をカナダ、アメリカに発送し、現地に到着済である。
データ解析のうち、「3.バロー海底谷の熱輸送量変動の原因解明」については、英文論文を投稿予定である。「2.バロー海底谷の熱輸送量の定量化」については、2024年度秋に回収予定のデータも含めた3年分の海洋表層の時系列観測のデータの解析を行ない、熱輸送量の見積もりの高精度化、誤差評価を進め、国際学会等で発表を行なう予定である。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 7 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] カナダ海洋科学研究所(カナダ)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] ウッズホール海洋研究所(米国)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] カナダ海洋科学研究所(カナダ)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] ウッズホール海洋研究所(米国)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Recent state transition of the Arctic Ocean’s Beaufort Gyre2023

    • Author(s)
      Lin Peigen、Pickart Robert S.、Heorton Harry、Tsamados Michel、Itoh Motoyo、Kikuchi Takashi
    • Journal Title

      Nature Geoscience

      Volume: 16 Issue: 6 Pages: 485-491

    • DOI

      10.1038/s41561-023-01184-5

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Formation and circulation of newly ventilated winter water in the western Beaufort Sea2023

    • Author(s)
      Lin Peigen、Pickart Robert S.、Weingartner Thomas J.、Simmons Harper L.、Itoh Motoyo、Kikuchi Takashi
    • Journal Title

      Progress in Oceanography

      Volume: 216 Pages: 103068-103068

    • DOI

      10.1016/j.pocean.2023.103068

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Floating microplastic inventories in the southern Beaufort Sea, Arctic Ocean2023

    • Author(s)
      Ikenoue Takahito、Nakajima Ryota、Mishra Pravakar、Ramasamy Eswara Venkatesaperumal、Fujiwara Amane、Nishino Shigeto、Murata Akihiko、Watanabe Eiji、Itoh Motoyo
    • Journal Title

      Frontiers in Marine Science

      Volume: 10 Pages: 1288301-1288301

    • DOI

      10.3389/fmars.2023.1288301

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An affordable and customizable wave buoy for the study of wave-ice interactions: design concept and results from field deployments2023

    • Author(s)
      Kodaira Tsubasa、Katsuno Tomotaka、Nose Takehiko、Itoh Motoyo、Rabault Jean、Hoppmann Mario、Kimizuka Masafumi、Waseda Takuji
    • Journal Title

      Coastal Engineering Journal

      Volume: 66 Issue: 1 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1080/21664250.2023.2249243

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Atlantic-origin water extension into the Pacific Arctic induced an anomalous biogeochemical event2023

    • Author(s)
      Nishino Shigeto、Jung Jinyoung、Cho Kyoung-Ho、Williams William J.、Fujiwara Amane、Murata Akihiko、Itoh Motoyo、Watanabe Eiji、Aoyama Michio、Yamamoto-Kawai Michiyo、Kikuchi Takashi、Yang Eun Jin、Kang Sung-Ho
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41467-023-41960-w

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Pacific water flow branches in the eastern Chukchi Sea2023

    • Author(s)
      Pickart R.、Lin P.、Bahr F.、McRaven L.、Huang J.、Pacini A.、Arrigo K.、Ashjian C.、Berchok C.、Baumgartner M.、Cho K.-H.、Cooper L.、Danielson S.、Dasher D.、Fuiwara A.、Gann J.、Grebmeier J.、He J.、Hirawake T.、Itoh Motoyo (他14名)
    • Journal Title

      Progress in Oceanography

      Volume: 219 Pages: 103169-103169

    • DOI

      10.1016/j.pocean.2023.103169

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Horizontal distribution of surface microplastic concentrations and water-column microplastic inventories in the Chukchi Sea, western Arctic Ocean2023

    • Author(s)
      Ikenoue Takahito, Nakajima Ryota, Fujiwara Amane, Onodera Jonaotaro, Itoh Motoyo, Toyoshima Junko, Watanabe Eiji, Murata Akihiko, Nishino Shigeto, Kikuchi Takashi
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 855 Pages: 159564-159564

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2022.159564

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transport Processes of Seafloor Sediment From the Chukchi Shelf to the Western Arctic Basin2022

    • Author(s)
      Watanabe Eiji, Onodera Jonaotaro, Itoh Motoyo, Mizobata Kohei
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      Volume: 127 Issue: 4

    • DOI

      10.1029/2021jc017958

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Monitoring Alaskan Arctic Shelf Ecosystems Through Collaborative Observation Networks2022

    • Author(s)
      S. Danielson, J. Grebmeier, K. Iken, C. Berchok, L. Britt, K. Dunton, L. Eisner, E. Farley, A. Fujiwara, D. Hauser, M. Itoh, T. Kikuchi, S. Kotwicki, K. Kuletz, C. Mordy, S. Nishino, C. Peralta-Ferriz, R. Pickart, P. Stabeno, K. Stafford, A. Whiting, R. Woodgate
    • Journal Title

      Oceanography

      Volume: 35 Pages: 198-209

    • DOI

      10.5670/oceanog.2022.119

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Increased heat transport through Barrow Canyon and its impact on subsurface warming in the western Arctic Ocean2023

    • Author(s)
      Motoyo Itoh, Shigeto Nishino and Takashi Kikuchi
    • Organizer
      Pacific Arctic Group (PAG) 2023 Fall Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Increased heat transport through Barrow Canyon and its impact on subsurface warming in the western Arctic Ocean2023

    • Author(s)
      Motoyo Itoh, Shigeto Nishino and Takashi Kikuchi
    • Organizer
      2024 Ocean Sciences Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 北極海バロー海底谷における表層混合層の時系列観測2023

    • Author(s)
      伊東素代
    • Organizer
      日本海洋学会2023年度秋季大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Overview of the R/V Mirai Arctic Ocean cruise in 20222023

    • Author(s)
      Motoyo Itoh, Jonaotaro Onodeara, Mariko Hatta, Shigeto Nishino, Amane Fujiwara, Eiji Watanabe, Akihiko Murata, Takashi Kikuchi
    • Organizer
      Seventh International Symposium on the Arctic Research (ISAR-7)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Enhanced Pacific Summer Water heat transport through the Barrow Canyon into the Canada Basin in late 2010s2022

    • Author(s)
      Motoyo Itoh
    • Organizer
      20th ASOF-ISSG Meeting and Workshop
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Overview of the R/V Mirai Arctic Ocean cruise in 20222022

    • Author(s)
      Motoyo Itoh, Jonaotaro Onodeara, Mariko Hatta, Shigeto Nishino, Amane Fujiwara, Eiji Watanabe, Akihiko Murata, Takashi Kikuchi
    • Organizer
      The 13th Symposium on Polar Science
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Japan Country reports2022

    • Author(s)
      Motoyo Itoh
    • Organizer
      Pacific Arctic Group (PAG) 2022 Fall Meeting
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Japanese activities for DBO: Physical oceanography and moorings2022

    • Author(s)
      Motoyo Itoh, Jonaotaro Onodera, Eiji Watanabe
    • Organizer
      6th DBO Data Workshop
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Japanese Research Activities 2022-20232022

    • Author(s)
      Motoyo Itoh
    • Organizer
      Alaska Eskimo Whaling Commission Third Triannual Meeting of Commissioners
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Book] 北極域の研究―その現状と将来構想―/太平洋水の熱・流量フラックスの変化2024

    • Author(s)
      伊東素代
    • Total Pages
      480
    • Publisher
      海文堂出版
    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi