2019 Fiscal Year Annual Research Report
Challenges for unexplored frontiers
| Project Area | Giant reservoirs of heat/water/material : Global environmental changes driven by the Southern Ocean and the Antarctic Ice Sheet |
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| Project/Area Number |
17H06322
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| Research Institution | National Institute of Polar Research |
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Principal Investigator |
野木 義史 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (90280536)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 弘 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 次長 (00359134)
沖野 郷子 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (30313191)
巻 俊宏 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (50505451)
青山 雄一 国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (70270452)
青木 茂 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (80281583)
末吉 哲雄 国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 特任准教授 (80431344)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 地球観測 / 海洋工学 / 海洋探査 / 環境変動 / 地球変動予測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、ロボット技術等の無人観測技術を、未探査領域である南極沿岸の海氷域と沿岸域に適用することで、新たなデータ取得を目指すものである。
2019年度に、全体の会合を3回(2019年4/25, 10/10および2020年3/30(TV会議))開催し、現況や今後の方針等について議論した。また、AUV(Autonomous Underwater Vehicle)の専門的な検討を行うサブワーキンググループの会合も適宜実施し、AUV試験および試験結果に基づく改良点等の検討を行った。以下、2019年度に実施した概要を示す。
前年度にAUVのほぼ全体的な組み上げを終了したAUVの試験を中心に実施し、調整や修正等を進めた。水槽実験や実際の海での試験に加え、特に冬期の北海道紋別港において、氷下海洋域での試験を行い、修正および調整を実施し、今後の改良点を整理した。さらにAUV回収のために、小型の遠隔操縦ロボット（ROV）の基本的な組立を実施、回収機構の設計を行った。南極沿岸浅海域海底地形調査用の小型ROVも基本的な組立を行い、水槽等で試験を行うい、さらに北海道サロマ湖において氷下での試験観測を実施し、概ね良好な結果を得た。また、AUV探査を行う予定である南極周辺の既存海底地形データの収集と整理を継続するとともに、AUV搭載マルチビーム測深機データの解析手法の検討を行った。
南極ケープダンレー沖に設置した時系列データを衛星回線で送信する係留式ブイシステムについては回収を行った。一部システムに不具合等があり、原因解明を進めている。
大陸域での観測では、固定翼・回転翼UAVを用い、昭和基地上空での空撮データを実施し、これまでのデータとともに昭和基地の表面地形図を作成および精度評価を継続した。さらに、固体班と連携し、積雪による地殻変動や重力変化の評価も継続した。また、氷河・棚氷の融解量把握のため白瀬氷河上において、氷河氷厚レーダーApRES(Autonomous phase-sensitive Radio-Echo Sounder) の観測も継続した。
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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
海洋域の観測では、AUVのほぼ全体的な組み上げを終了し、水槽や海洋域での試験を実施できた。特に、北海道紋別港において、氷下海洋域での試験も実施できており、今後の調整を含む改良点等の整理ができた。また、AUV回収を行うためのROVも基本的な組立を終了し、回収機構の設計も進んでいる。AUV展開の難しい沿岸域の海氷・棚氷下の地形計測用に、氷上に開けた穴から展開可能な小型ROVの開発も、試験観測等を行い順調に進んでいる。昭和基地周辺等の南極周辺の既存海底地形データの収集と整理も継続し順調に進行している。さらに、南極ケープダンレー沖に設置した係留式ブイシステムの観測について、一部システムの不具合があったものの、無事回収できた。
大陸域の観測では、固定翼・回転翼UAVによるデータの取得とともに、地形図の精度評価も進んでいる。さらに、時系列測定型氷厚レーダー（ApRES)による観測も継続し、データが取得できている。
以上のように、海洋域および大陸域での観測において、予定通りの内容をほぼ着実に実施できた事から、区分(2)とする。
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| Strategy for Future Research Activity |
AUVの開発に関しては、実施の南極海氷域での動作試験を計画しており、南極への展開能力を検証し、海氷および棚氷下の観測を実施する。また、AUV回収システムの開発は継続し試作・試験を行い、実際の運用に適用する。氷上に開けた穴から展開可能な小型ROVの実際の観測を実施し、海底地形観測の展開範囲の拡張を行う。加えて、南極周辺の海底地形データのコンパイルを完成し、さらにAUV搭載マルチビーム測深機データの解析手法を確立し、実海域動作試験で得られた測深データの解析を行う。
プロファイリングブイ・システム関しては、システム不具合の原因を解明し修復するとともに、引き続きプロファイリングデータの有用性等の検証を行い、アルゴフロート等の結果との比較研究を行うとともに、底層水班との連携し今後の開発方針を検討する。
UAV観測に関しては、精度評価等の結果をもとに、測量方法の改良を行い、南極でデータを蓄積し、さらにレーザー測量計を搭載した回転翼UAVの構築および観測を実施しさらなる高精度観測化を図る。氷河氷厚レーダーの観測に関しては、ApRESのデータをから、白瀬氷河の底面融解量の時系列データセットを作成し情報共有を行い、領域内融合研究の促進を図る。
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[Journal Article] Saroma-ko Lagoon Observations for sea ice Physico-chemistry and Ecosystems 2019 (SLOPE2019)2020
Author(s)
Nomura D., P. Wongpan T. Toyota, Tanikawa T., Kawaguchi Y., Ono T., Ishino T., Tozawa M., Tamura T.P., Yabe I.S., Son E.Y., Vivier F., Lourenco A., Lebrun M., Nosaka Y., Hirawake T., Ooki A., Aoki S., Else B., Fripiat F., Inoue J., Vancoppenolle M.
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Journal Title
Bulletin of Glaciological Research
Volume: 38
Pages: 1～12
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Temporal variability of Antarctic Bottom Water formation and its drivers2020
Author(s)
Silvano, A., Foppert A., Rintoul S. R., Holland P., Castagno P., Garabato A. N., Haumann A., Kimura N., Tamura T., Macdonald A. M.
Organizer
AGU Ocean Sciences Meeting 2020
Int'l Joint Research
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[Presentation] Dynamic fine-scale sea-icescape shapes adult emperor penguin foraging habitat in East Antarctica2020
Author(s)
Labrousse, S., Fraser A. D., Sumner M., Tamura T., Pinaud D., Wienecke B., Kirkwood R., Ropert-Coudert Y., Reisinger R., Jonsen I., Porter-Smith R., Barbraud C., Bost C., Ji R., Jenouvrier S
Organizer
AGU Ocean Sciences Meeting 2020
Int'l Joint Research
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[Presentation] Crustal accretion in a backarc spreading ridge: the oceanic core complexes in the Shikoku Basin and their tectonic implications2019
Author(s)
Ohara Y., Okino K., Akizawa N., Fujii M., Harigane Y., Hirauchi K., Ishizuka O., Machida S., Michibayashi K., Sanfilippo A., Snow J. E., Camilla Sani, Yamashita H
Organizer
American Geophysical Union 2019 Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Winter oases for subadult southern elephant seals in East Antarctica2019
Author(s)
Labrousse, S., Williams G., Tamura T., Bestley S., Sallee J-B., Fraser A. D., Sumner M., Roquet F., Heerah K., Picard B., Guinet C., Harcourt R., McMahon C., Hindell M., Charrassin J-B.
Organizer
World Marine Mammal Science Conference 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Geophysical insights into tectonic, volcanic, sedimentation, and glacial processes in Indian and Southern Oceans: Preliminary geophysical results of R/V Hakuho-maru KH-19-1 cruise2019
Author(s)
Fujii M., Sato H., Ikehara M,, Nogi Y., Sato T., Nakamura Y., Helen A. E., Sherriff-Tadano S.
Organizer
日本地球惑星連合2019年大会
Int'l Joint Research
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[Presentation] Introducing an oceanic core complex in the Shikoku Basin: Mado2019
Author(s)
Ohara Y., Okino K., Akizawa N., Fujii M., Harigane Y., Hirano N., Hirauchi K., Ishizuka O., Machida S., Michibayashi K., Sanfilippo A., Snow J. E., Yamashita H.
Organizer
日本地球惑星連合2019年大会
Int'l Joint Research
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[Presentation] Reconstruction of the East Antarctic ice sheet variability during the last 3 myrs in the central & eastern Droning Maud Land, East Antarctica2019
Author(s)
Suganuma Y., Kawamata M., Katsuki K., Kanamaru T., Kaneda H., Koyama T., Tanabe Y., Shibata D., Ishiwa T., Itaki T., Okuno J., Seki O., Suto I., Fujii M., Miura H.
Organizer
日本地球惑星連合2019年大会
Int'l Joint Research
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[Presentation] Geo-electromagnetic research at a spreading center of a divergent plate boundary in Afar depression2019
Author(s)
Ishikawa N., Yoshimura R., Kidane T., Higashino S., Kagashima S., Mochizuki N., Muluneh A. A., Kitagawa K., Kadoya M., Obara N., Otofuji Y., Funaki M., Kogiso T., Fujii M.
Organizer
日本地球惑星連合2019年大会
Int'l Joint Research
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[Presentation] Production of bromoform in sea ice and emission to the atmosphere2019
Author(s)
Nomura D., Ooki A., Damm E., Dieckmann G. S., Delille B., Frey M. M., Granskog M. A., Meiners K. M., Silyakova A., Tamura T., Tison J., Yamashita Y.
Organizer
日本地球惑星連合2019年大会
Int'l Joint Research
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[Presentation] Offshore-origin warm water inflows toward Totten Ice Shelf, East Antarctica2019
Author(s)
Hirano D., Mizobata K., Tamura T., Ito M., Yamazaki K., Yoichiro K., Kiuchi M., Murase H., Sasaki H., Aoki S.
Organizer
The Tenth Symposium on Polar Science
Int'l Joint Research
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