2021 Fiscal Year Annual Research Report
Global redistribution of heat, salt and materials induced by sea-ice processes
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20H05707
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
大島 慶一郎 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (30185251)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
深町 康 北海道大学, 北極域研究センター, 教授 (20250508)
西岡 純 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (90371533)
二橋 創平 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (50396321)
三谷 曜子 京都大学, 野生動物研究センター, 教授 (40538279)
木村 詞明 東京大学, 大気海洋研究所, 特任研究員 (20374647)
田村 岳史 国立極地研究所, 先端研究推進系, 准教授 (40451413)
真壁 竜介 国立極地研究所, 先端研究推進系, 助教 (40469599)
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| Project Period (FY) |
2020-08-31 – 2025-03-31
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| Keywords | 海氷生産 / 海氷融解 / マイクロ波放射計 / 沿岸ポリニヤ / バイオロギング / 春季ブルーム / フラジルアイス / 淡水輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題の一番のチャレンジである、長期の海氷融解量をグローバルに見積ることを開始した。海氷融解量分布の平均的な描像すらわかっていないなかで、海氷融解直後の海洋水温・塩分プロファイルを用いて、表層の塩分低下分から海氷融解量を見積る手法を確立した。南大洋では、約20万個に及ぶ春季海洋データから、融解量を検出できるデータ約2.5万個を抽出して解析し、空間分解能の高い南大洋全域の海氷融解量分布を初めて明らかにした。さらに、もう一つの成果である衛星からの最新の海氷生産量のマッピングと合わせることで、観測データから初めて南大洋での正味の海氷による淡水フラックスの空間分布を提示した。半球規模で海氷が淡水や熱の輸送に果たす役割を初めて観測から定量化したものといえる。オホーツク海南部では、融解直後の4－5月に新青丸により100点以上の観測点でCTD,XCTD観測を行い、海氷融解量の推定を行った。以上の海氷融解量データは、開発中の衛星による海氷融解量推定アルゴルズムの検証データとして利用される予定である。また、オホーツク海では、トドとアザラシにCTDタグをつけて行うバイオロギング観測を開始し（計6個体）、海氷域での観測を強化した。海氷生産量に関しては、より長期間の変動を追跡するために、現在開発済みである衛星マイクロ波放射計AMSR（2002年～）に加え、SSM/I(1987年～)、さらに古くはSMMR(1978～1987年)に対して、フラジルアイスを含む海氷タイプを識別できる薄氷厚アルゴリズムの開発を行った。このアルゴリズム開発によって、熱収支解析と合わせて、1992年から2020年までは、暫定版として全球の海氷生産量データセットを作成している。
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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
本課題の一番のチャレンジである海氷融解量の推定に関して、最大の季節海氷域である南大洋で、融解期の海洋観測データを利用することで、その気候値の分布を導出できた。同様な手法は他のすべての季節海氷域に適用できると考えられ、気候値に関しては海氷融解量のグローバルデータセットを作成できる見通しが立った。プロファイリングフロートはコロナ禍により購入を断念したが、代わって新青丸のCTD・XCTD集中観測、漁船の傭船観測を行うことで、バイオロギング観測と合わせて、オホーツク海では十分な海洋データが取得できている。生物地球化学フロートもコロナ禍により購入を断念したが、砕氷船そうや、新青丸および漁船の傭船観測により、化学成分の観測もできている。さらに、南大洋では日本南極地域観測隊（しらせ）と連携して海氷サンプリングなどの観測も開始された。このように順調にデータが取得できているので、物質循環における海氷の役割を明らかにする研究の基盤が整いつつある。また、海氷生産量を長期全球で見積もるための衛星マイクロ波放射計の薄氷厚アルゴリズムの開発と検証も順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
南大洋で春季の海洋観測データから海氷融解量を見積もる手法を確立できたので、それらをベーリング海やラブラドル海などの他の季節海氷域にも適用して、全球の海氷融解量の気候値を作成するとともに海氷融解量の経年変動に関しても明らかにしていく。さらに、これら現場データによる海氷融解量を検証データとして、マイクロ波放射計AMSRから熱収支計算等を組み合わせて海氷融解量を推定する手法の開発を、分担者の二橋氏を中心としてめざしていく。開発された衛星マイクロ波放射計AMSR、SSM/I、SMMRの薄氷厚アルゴリズムに基づいて、熱収支解析と合わせて、1978年から2022年までの45年間の全球の海氷生産量データセットを完成させる。新青丸・しらせ・そうやなどで取得された海洋・海氷データ基づいて、物質循環における海氷の役割の定量化をめざす。
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[Journal Article] Oceanic conditions in the Barrow Coastal Polynya revealed by a 10-year mooring time series2022
Author(s)
Hirano, D., Y. Fukamachi, K. I. Ohshima, M. Ito, T. Tamura, D. Simizu, T. Takatsuka, A. R. Mahoney, J. Jones, C. George, B. Adams, H. Eicken
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Journal Title
Progress in Oceanography
Volume: 203
Pages: 102781
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Eighteen-year record of circum-Antarctic landfast-sea-ice distribution allows detailed baseline characterisation and reveals trends and variability2021
Author(s)
Fraser, A. D., R. A. Massom, M. S. Handcock, P. Reid, K. I. Ohshima, M. N. Raphael, J. Cartwright, A. R. Klekociuk, Z. Wang, R. Porter-Smith
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Journal Title
The Cryosphere
Volume: 15
Pages: 5061～5077
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Iron and nutrient dynamics along the East Kamchatka Current, western Bering Sea Basin and Gulf of Anadyr2021
Author(s)
Nishioka J., T. Hirawake, D. Nomura, Y. Yamashita, K. Ono, A. Murayama, A. Shcherbinin, Y. N. Volkov, H. Mitsudera, N. Ebuchi, M. Wakatsuchi, I. Yasuda
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Journal Title
Progress in Oceanography
Volume: 198
Pages: 102662
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] On-shelf warm water circulation toward Totten Ice Shelf, East Antarctica2021
Author(s)
Hirano D., T. Tamura, K. Kusahara, M. Fujii, K. Yamazaki, Y. Nakayama, K. Ono, T. Itaki, Y. Aoyama, D. Simizu, K. Mizobata, K. I. Ohshima, Y. Nogi, S. Aoki
Organizer
The 12th Symposium on Polar Science
Int'l Joint Research
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[Presentation] Observation of plagic system using a drifter off Wilkes land during sea ice melting season2021
Author(s)
Makabe, R., Takahashi, K.D., Takao, S., Matsuda, R., Sano, M., Mizobata, K., Kurosawa, N., Moteki, M., Odate, T.
Organizer
日本地球惑星科学連合2021年大会
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