Elucidation of the formation mechanisms of the large standing oceanic eddy and the factors controlling eddy circulation contributing to warm water transport to the Totten Ice Shelf in East Antarctica
| Project/Area Number |
23K21745
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| Project/Area Number (Other) |
21H03587 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
溝端 浩平 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (80586058)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
草原 和弥 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), 研究員 (20707020)
平野 大輔 国立極地研究所, 南極観測センター, 助教 (30790977)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
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| Keywords | 南極海 / 衛星高度計 / トッテン棚氷 / 周極深層水 / 棚氷底面融解 / 定在海洋渦 / 熱輸送量 |
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| Outline of Research at the Start |
東南極大陸棚へと熱を輸送する巨大定在海洋渦の成因と循環流量の維持強化メカニズムを明らかにする。海洋渦は軽度方向に列をなして存在し、効率的に海洋熱を南極大陸棚へと輸送している。元来、海盆域に存在する海洋熱がこれらの海洋渦によってどの程度大陸棚へと輸送されているのか、そのメカニズムを調べ、海洋自体が持つ棚氷融解に対する役割を明らかにする。このメカニズムの理解は将来の海面水位上昇予測にも貢献する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は砕氷艦「しらせ」および練習船「海鷹丸」を用いて，アイスフロントを含むトッテン氷河周辺海域，オーストラリアー南極海盆における海洋観測を実施した。しらせ観測では，暖水循環域と目される大陸棚斜面域からトッテン棚氷アイスフロントまでの水温塩分観測および海底地形観測を実施した。また係留系2系の回収，1系の設置に成功した。一方，海鷹丸観測では，定在海洋渦の断面観測（水温，塩分，絶対流速）および，ポインセット渦の中心と東端における係留系設置を実施した。海鷹丸の断面観測結果から，各定在海洋渦は順圧的な流速構造を示すが，渦西側の北向き流速は海底に向かうにつれて徐々に強化されていた。これは海嶺に沿って流れる南極底層水を反映していると考えれられ，これまでの知見と整合的であった。また東経120度以東の周極深層水に起因する極向き海洋熱フラックスは8TWとなり，莫大な海洋熱が大陸棚へと輸送されていることが明らかになった。また衛星データ解析，現場観測，数値モデリングの統合解析から，大陸棚からトッテン氷河までの大陸棚には定在海洋渦と同様の空間スケールを持つ時計回り循環が存在していることも明らかになった。海盆域の定在海洋渦，大陸棚域の時計回り循環が，海盆からトッテン棚氷までの海洋熱輸送に寄与していることが示唆される。
新規に開発した衛星データは，南大洋における周極深層水の拡散の見積もりや生物輸送の推定にも使用された。特に周極深層水の拡散については，100から500 m^2s^-1と推定され，等密度層厚の水平勾配が小さくなり，周極深層水が大陸棚へ侵入する海域で増大する傾向にあることがわかった。
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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
しらせおよび海鷹丸により予定通りの観測を実施できた。目玉の観測である，係留系設置についても成功した。新規の衛星データセットから大陸棚における新たな海洋循環を見出し，現場観測・数値モデリングの結果からも裏付けられた。また，これまでの観測結果に基づいた研究成果がNature Communicationsに研究成果が受理され，さらに2報の論文を投稿中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
定在海洋渦，大陸棚域の時計回り循環の実態を解明するため引き続き海洋観測を実施する。特に今後は係留系を回収し，得られる水温・塩分・流速・溶存酸素濃度の時系列データを吟味することで，水塊変質，流速の時間変動とその要因の解明に注力する。基本的には定在海洋渦の循環変動は，渦度注入で決定していると考えられることから，現場の流速変動と衛星観測等で得られる周辺海域の渦度の時空間変動との関係を中心に調査する。また，定在海洋渦の成因や循環流量変動については，新たに得られた観測データに基づいた数値シミュレーションによる感度解析からも調査する。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
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[Presentation] On-Shelf Circulation of Warm Water Toward the Totten Ice Shelf, East Antarctica2022
Author(s)
Daisuke Hirano, Takeshi Tamura, Kazuya Kusahara, Masakazu Fujii, Kaihe Yamazaki, Yoshihiro Nakayama, Kazuya Ono, Takuya Itaki, Yuichi Aoyama, Daisuke Simizu, Kohei Mizobata, Kay I. Ohshima, Yoshifumi Nogi, Stephen R. Rintoul, Esmee van Wijk, Jamin S. Greenbaum, Donald D. Blankenship, Shigeru Aoki
Organizer
Japan Geoscience Union 2022
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Int'l Joint Research
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