2013 Fiscal Year Annual Research Report
南極海オーバーターニングにおける淡水量変化の量的把握と原因究明
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25281001
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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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) |
深町 康 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (20250508)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 環境変動 / 環境分析 / 南極海 / 淡水循環 / 酸素同位体比 |
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| Research Abstract |
過去に実施した観測や一般に公開されたデータセットに基づき、南極海発の全球オーバーターニングの基点の一つであるアデリーランド海岸沖における塩分・淡水量の変化を解析した。海鷹丸やオーストラリア船籍オーロラオーストラリスで行った海洋観測の結果から、アデリーランド海岸沖の季節海氷域において、南極底層水、表層水および陸棚水の1990年代から2010年代への淡水化が明らかになった。特に底層水の淡水化については2010年のメルツ氷河舌の切離が底層水供給量の低下を加速した可能性が示唆され、今後もオーバーターニングに何らかの影響が現れる可能性がある。同時に実施した大気再解析データや衛星観測に基づく降水量および海氷生産量の解析から、表層水の低塩化の原因として、特に対象海域低緯度側では降水量の増加が主要な役割を果たしていると考えられた。一方、高緯度側では、降水変化だけでは不十分で、陸氷融解の寄与を考慮する必要があることが分かった。
塩分・淡水量変化の基礎となる淡水起源ごとの流入量・存在量の基本的なバランスを考えるために、アデリーランド海岸沖を含む南極沿岸域全体において、塩分と酸素同位体比をもとに淡水成分の起源推定を行った。酸素同位体比の分布構造から、西南極域では表層域には陸氷融解の影響が強く底層には周極深層水の流入で陸水による変質がほとんどみられないのに対し、アデリーランド海岸沖では強い鉛直混合により陸氷融解の影響が全層にみられたが、両海域間では陸氷成分の鉛直積算は大きくは変わらないことが示された。
これらの既存のデータ解析と平行して塩分及び酸素同位体比試料の蓄積を目指し、海鷹丸およびオーロラオーストラリスによる東経110度でのサンプル取得を実施した。また過去に観測船みらいにより取得したサンプルの酸素同位体比分析を進め、解析領域全体における酸素同位体比分布の描像の把握へ向けた資料整備を行った。
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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
既存のデータセットによるデータ解析は予想通り、一部予想を上回るペースで進展している。酸素同位体比試料分析体制の構築も予定通りに、一部新たな進展の可能性を含みつつ順調に進んでいる。今後の試料取得へ向けた観測計画の具体化については、一部に当初予定通りには進展していない面もあるものの、概ね予定通りに経過し、進展しない面に関しても代替手段による対応が可能である。こうした状況を総合的に判断して、概ね順調に進展しているものと評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
南極海における淡水化の実態把握については、これまでに実施したアデリーランド海岸沖を中心として、データ解析の範囲をさらに拡充させる。また南極沿岸陸棚域に加えて外洋域表層での酸素同位体比データの整備および解析を進める。これと同時に、淡水フラックス時系列データについても広域に拡充した整備を行う。
経年的な塩分変化の原因を把握するために、引き続き海鷹丸による夏季の酸素同位体比サンプル取得を実施する。南極冬季水に対する季節変動の影響を把握するために当初計画した係留系による冬季の採水観測については、利用予定であった既存の係留機材資源が現時点で一部未回収であること、かつ海鷹丸と白鳳丸の連携による係留実施が航路上および時間的な制約から困難となったことからH26年度の開始は見送ることとし、H28年度のオーストラリアによる冬の観測による試料の直接サンプリングなども視野にいれて、翌年度以降に実施する。
これまでに取得した酸素同位体比サンプルのイオン化質量分析装置による分析を引き続いて実施し、酸素同位体比分布の把握を目指す。同時に、前年度までに得た酸素同位体比データの解析から、酸素同位体比に加えてもう一つの変数の導入すると、ローカルな降水、海氷、陸氷という３種類の有力な淡水起源に対する高精度な分離に利用できることが改めて示された。こうした要素分離のために確立された効果的な手法はいままでのところないが、新たな手法を開発する一環として、水素同位体比の情報を加味したd-excessの利用可能性が考えられる。近年、分光分析による手法で水素と酸素の同位体を同時に分析する手法が急速に発展しており、d-excess導出のための分光分析による分析精度の確認と向上へ向けた実験を実施する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
海水試料の酸素同位体比分析を３月にも継続して実施したが、それに係わる人件費と消耗品費の請求が４月となったため。
４月中に執行する予定である。
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[Journal Article] Widespread freshening in the seasonal ice zone near 140oE off the Adelie Land Coast, Antarctica, from 1994 to 20122013
Author(s)
Aoki, S., Y. Kitade, K. Shimada, K.I. Ohshima, T. Tamura, C.C. Bajish, M. Moteki, and S.R. Rintoul
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Journal Title
Journal of Geophysical Research
Volume: 118
Pages: 6046-6063
DOI
Peer Reviewed
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