2023 Fiscal Year Annual Research Report
氷床融解と深層循環の揺らぎをつなぐ－東南極亜寒帯循環から沿岸への輸送過程ー
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21H04918
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
青木 茂 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (80281583)
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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)
松村 義正 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (70631399)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2026-03-31
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| Keywords | 環境変動 / 酸素安定同位体比 / 南極海 / 氷床融解 / 棚氷海洋相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
南極沿岸海洋は地球の海水位変動と海洋深層循環の鍵を握る。近年加速する南極氷床の流出・融解には、沿岸大陸棚上のホットスポットにおける熱輸送が重要な役割を果たしている。また、ホットスポットでの氷床融解は十年規模で変動し、沿岸コールドスポットから深海底へ沈み込む底層水に指摘されていた低塩化傾向はここ数年で逆転したことも明らかになりつつある。本研究課題では、南極氷床への熱供給メカニズムとその時間的な変動を解明するため、理解の遅れたウェッデル循環東端のコスモノート海および近年日本が観測を推進するトッテン氷河沖を中心に、沿岸ホットスポットへの熱供給プロセスを現場船舶観測により明らかにする。またコールドスポットでの融解水挙動についての実態解明をすすめる。
海洋観測資料の解析から、外洋から沿岸への熱の輸送経路として、沖合の時計回り循環と南極斜面流の重要性が明らかになった。トッテン沖では外洋の熱源である南極周極流がここ30年ほどの間大陸棚に近づきつつあることが分かってきた。またコスモノート海では、沖合から大陸棚上への熱供給パスの存在やその経年変動の存在も分かってきている。こうした時間的変動の現状を踏まえ、我々が強みをもつ氷床融解水のトレーサーである酸素同位体比の国際共同観測網を主導し、氷床から海洋への融解水流出の実態とその十年規模変動を周極的に把握することを目指す。コールドスポットであるケープダンレー沖の資料解析では、夏季の表層高温と棚氷融解のリンクが明らかになった。数値実験の併用により、底層水形成のタイミングを送らせる働きをすることが見出された。このことは、将来の気候では表層水起源の南極氷床融解が海洋深層循環変化につながる可能性を示唆している。これに加えロス海やウェッデル海での氷床融解の定量化を進めている。
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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
ホットスポットに当たるコスモノート海では、流動場のより詳細な把握と構造の時間変化に関する解析を行っている。表層フロート展開により流動場の構造理解を進めている。これまでに投下した表層フロートからは、基本的に亜寒帯循環南部の西向きの流れが捉えられていた。これらに加えて、東向きの南極周極流とウェッデルジャイヤ東部との間の境界、沿岸流域にフロートを展開し、ジャイヤ東南端域での流動の分岐構造が分解できるようになりつつある。この結果は人工衛星海面高度観測や数値実験から得られる流動構造の理解の精度を高めるものである。
トッテン氷河沖・サブリナ海岸沖では、海洋観測データの収集、および海底地形情報をアップデートした数値モデルの結果から、大まかな流動分布の構造と棚氷融解量の顕著な経年変動の可能性を示した。またこの上流に当たる領域でも、酸素同位体比試料の解析から、パーポイズ湾などあらたな融解水ソースの示唆が得られた。融解水含有量の時間変動を捉えるため、近傍海域においてオーストラリアの観測により試料取得を行った。
コールドスポットとなるケープダンレー沖では、下流の底層水特性の変化に関する知見が蓄積された。また、ウェッデル海南部での経年変化の解析を進め、融解水含有量決定に際する任意性の問題点が明らかになってきた。同じタイプの海域に属するロス海で韓国が取得した試料の分析を実施した。
酸素同位体比データに関しては、既存のデータを収集する過程で、世界中の研究機関の間でそれぞれの分析結果にかなりの相違があることが明らかになってきた。データの国際的な統合に向けた第一歩として、分析結果の国際的な相互比較プロジェクトに参画し、分析を実施した。
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| Strategy for Future Research Activity |
南極周辺主要海域における棚氷融解特性および経年スケール、十年規模変動把握のために、観測船しらせ、海鷹丸により現場連続観測を継続し、現在の海洋観測データの収集・整備を行う。酸素同位体比データの周極的な収集のため、国際的な連携のもとで引き続き共同観測と分析を実施するとともに、多研究機関とのデータ相互比較・統合をすすめる。数値実験の結果の解析による解釈を通じて、個別の領域の変動の比較解析から、相互の領域の関連性を統一的に解釈できるよう、研究を進める。
ホットスポットであるコスモノート海およびトッテン海域で、表層ブイ観測を継続する。時間変動成分も考慮して、人工衛星起源の高度場から得られる流動場と比較することにより、流動場理解の改善につなげる。海面高度計や過去の海洋観測資料との比較から、流動構造の時間変化についての解析をすすめる。数値実験結果との比較から、定着氷の崩壊や白瀬氷河氷舌の融解の時間変動との関連性を調べる。同じくトッテン海域では、沖合海域で取得した試料の分析を実施する。これらにもとづき、長期的な時間変動特性とその原因を調べる。これらのコスモノート海とトッテン氷河沖に加え、アムンゼン海での融解水分布特性の比較を実施する。
コールドスポットであるウェデル海・ロス海・ケープダンレー沖については、希ガスなど他の独立な変数も含めたデータの解析を進め、それぞれの融解水含有率特性における誤差範囲の低減につとめる。またホットスポットアムンゼン海との関連性も考慮し、ロス海での十年規模変動とトレンドの解析を継続する。
酸素同位体比のデータセットのさらなる拡充へ向けて、機関間分析値の結果を相互比較することで、有効なデータ統合へ向けた検討を進める。
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[Journal Article] On-shelf circulation of warm water toward the Totten Ice Shelf in East Antarctica2023
Author(s)
Hirano Daisuke、Tamura Takeshi、Kusahara Kazuya、Fujii Masakazu、Yamazaki Kaihe、Nakayama Yoshihiro、Ono Kazuya、Itaki Takuya、Aoyama Yuichi、Simizu Daisuke、Mizobata Kohei、Ohshima Kay I.、Nogi Yoshifumi、Rintoul Stephen R.、van Wijk Esmee、Greenbaum Jamin S.、Blankenship Donald D.、Saito Koji、Aoki Shigeru
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 14
Pages: 4955
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Mid-Holocene retreat of ice shelves off Totten Glacier, East Antarctica2023
Author(s)
Takuya Itaki, Yusuke Suganuma, Osamu Seki, Takayuki Omori, Atsuko Amano, Takeshige Ishiwa, Yoshiaki Suzuki, Satoko Owari, Yuki Haneda, Koji Seike, Yuri Yamazaki, Daisuke Hirano, Minoru Ikehara, Shigeru Aoki
Organizer
INSTANT2023
Int'l Joint Research
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