2015 Fiscal Year Research-status Report

薄い一年氷の表層部における電気的特性の研究

Research Project

Project/Area Number	26340013
Research Institution	Nihon University
Principal Investigator	中村和樹日本大学, 工学部, 准教授 (60435500)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	舘山一孝北見工業大学, 工学部, 准教授 (30374789)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	オホーツク海 / サロマ湖 / 一年氷 / 氷厚 / 誘電率 / マイクロ波
Outline of Annual Research Achievements	衛星等のマイクロ波センサを用いた海氷の厚さ情報の抽出には、海氷の誘電率を正確に計測する必要があるが、サンプリングの際にブライン（鹹水）の脱落を完全には避けられず、高い精度で誘電率を算出するための障害であると考えられる。このことから、可搬性に優れたベクトルネットワークアナライザを用いることにより、現場観測において、海氷の誘電率を短時間で効率的に直接計測可能なシステム構築を目標としている。この目標の実現のため、現場観測を北海道東部に位置する冬期に結氷したサロマ湖で実施した。現場観測は、2015年2月25日から3月6日にかけて実施し、衛星マイクロ波センサであるSAR観測（ALOS-2）と同期して、海氷の誘電率を直接計測だけでなく、SARにより観測される後方散乱を議論する上で必要な現場観測データを取得した。昨年度と同様、今年度も非常に大きな低気圧の通過があったが、1日観測を中断するだけで済み、研究の進捗に大きな影響は無かった。サロマ湖の結氷範囲に1 kmメッシュ52カ所となる昨年度の2倍以上の測定点を設定することができ、GPS受信機による位置計測、積雪深、氷厚、海氷については海氷表面のラフネス（粗度）および塩分と、一部測定点では氷コアのサンプリングを実施すると共に、積雪および氷表面の誘電率および温度を直接計測した。直接計測した氷表面の誘電率と氷表面の塩分の関係を導出した結果、塩分の増加に伴い誘電率が上昇する傾向が見られ、これまでに実施してきた結果とほぼ同様な傾向を示した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 当初の観測予定は、SARと関連する測定点を50点以上、誘電率の直接計測を実施する測定点を20点程度設定する方針であり、今年度は予定を充足するだけの観測を実施することができた。さらに、16の測定点では氷コアのサンプリングを実施することができ、今後、薄片の作成や同位体解析等により、詳細な氷の物理量を通して誘電率の計測結果を検証する予定である。
Strategy for Future Research Activity	衛星マイクロ波センサデータから海氷の厚さを逆推定する際に、マイクロ波放射伝達方程式を基礎とする物理モデルへ入力する誘電率について、現場観測で取得した海氷誘電率の値と、これまでの塩分から誘電率を算出する搬経験的物理モデルによる結果との違いを比較する。さらに、最終的に求められる海氷の厚さは、現場観測による海氷の厚さにより評価する。最終年度は、自然状態の海氷の基礎物理量（温度・塩分・ラフネス）とマイクロ波との関係を体系化することにより、これまで経験的な手法に依存していた衛星マイクロ波センサデータから海氷の厚さ推定について不確実性を解消することを目指す。