| Project/Area Number |
22K18026
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
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| Research Institution | Tomakomai National College of Technology |
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Principal Investigator |
柏瀬 陽彦 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (80866319)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 海氷生産量 / 衛星リモートセンシング / 長期変動 / 沿岸ポリニヤ / 薄氷厚アルゴリズム / 地球温暖化 / 全球データセット作成 |
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| Outline of Research at the Start |
海氷生産に伴って駆動される海洋熱塩循環はグローバルな熱・塩・物質の輸送に対して影響力を持つ。したがって、海氷生産量を定量的に見積もることは全球気候システムの理解につながる本質的な課題であるが、長期変動に関しては明らかになっていない。本研究では、45年間の蓄積を持つ衛星マイクロ波放射計データを使用して全球海氷生産量の長期変動を明らかにする。初めに海域やセンサーに依存しない薄氷厚アルゴリズム（海氷の厚さを推定する手法）を開発し、それを熱収支解析と組み合わせて全球海氷生産量データセットを構築する。構築されたデータセットからは、海氷生産量減少の詳細やそのメカニズムなどが明らかになることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
SSM/I低周波（19GHz、37GHz）データとMODISデータおよびASAR画像とを比較することにより、低周波データのみを用いて海氷タイプおよび薄氷厚を推定するアルゴリズムを開発した。また、このアルゴリズムは低周波データのみが利用可能な1991年以前の期間にも適用可能であることをSMMRおよびAVHRRデータを用いた検証により示した。また、fast ice判別アルゴリズムについても、低周波データのみを用いた手法を開発することにより、海氷生産量の高精度な見積もりに必要な全球のfast iceマスクを作成した。
開発された薄氷厚アルゴリズムにより、1978年から2023年までの45年間の全球での薄氷厚分布を計算し、さらに気象再解析データ（ERA5）と組み合わせて熱収支解析を行うことにより、過去45年間の全球海氷生産量データセットを作成した。例えば、ロス棚氷沖に形成する沿岸ポリニヤにおいては、2000年代の減少傾向と2010年代の増加傾向など、長期の変動傾向が示された。また、メルツ氷河沖の沿岸ポリニヤでは、2010年のメルツ氷舌流出の前後で海氷生産量が大きく減少していることが示された。これらの変動は最近のAMSRシリーズを用いた海氷生産量の見積もりとも整合的であり、本研究による低周波データのみを用いた見積もりが信頼できるものであることを示唆する。全球かつ長期（過去45年）の海氷生産量の見積もりはこれまで実現しておらず、本研究により初めて観測に基づいた定量的な値が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は1991年以前の期間にも適用可能な薄氷厚アルゴリズムを開発し、全球の海氷生産量の長期変動を明らかにすることである。現在、薄氷厚アルゴリズムの開発は完了しており、その成果を米国誌Journal of Atmospheric and Oceanic Technologyに投稿し、査読プロセスを進めているところである。また、全球海氷生産量の過去45年の見積もりについても、海洋学会で発表済みである。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の今後の推進方策は、海氷生産量の長期変動について、主要な沿岸ポリニヤでの特徴を一つ一つ明らかにし、特徴的な海域に関してはどのような要因が海氷生産量の変動を決めているかを明らかにすることを目指す。そのため、気象再解析データ（ERA5）との比較や、ポリニヤ域での係留観測データとの比較を行う予定である。
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