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Ice front processes and evolution mechanisms of calving glaciers -comparison between lake- and ocean terminating glaciers-

Research Project

Project/Area Number 20H00186
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

杉山 慎  北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (20421951)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 菅 浩伸  九州大学, 比較社会文化研究院, 教授 (20294390)
古屋 正人  北海道大学, 理学研究院, 教授 (60313045)
青木 茂  北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (80281583)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥44,850,000 (Direct Cost: ¥34,500,000、Indirect Cost: ¥10,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2020: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Keywordsカービング氷河 / パタゴニア / 湖 / 海洋 / 氷河末端消耗
Outline of Research at the Start

カービング氷河(海・湖に流入する氷河)は近年の後退が著しく、海水準上昇に深刻な影響を与えている。しかしながら特に湖(淡水)に流入する氷河は研究例に乏しく、氷河変動予測の制約となっている。本研究では、南米パタゴニアにおいて湖と海洋に流入する両タイプのカービング氷河を観測し、氷河変動メカニズムの違いを明らかにする。さらにその知見を活かして、パタゴニアにおける氷河変動の実態を把握して将来変動を予測する。

Outline of Annual Research Achievements

2020年度は、パタゴニアでの観測、データ・サンプル・人工衛星データの解析、数値モデルの検討、キックオフ会合等を計画した。COVID-19の影響で観測活動を断念したが、その他以下の活動を実施した。
(1) 野外観測:COVID-19に関わる渡航・入国規制により、現地観測を中止した。次年度の観測に向けて、湖・海洋での長期測定装置の調達と、観測システムの検討・準備を行った。
(2) 人工衛星データ解析:各種の人工衛星データから、パタゴニア氷原全域におけるカービング氷河の末端消耗量を、世界で初めて定量化し、この結果を国際誌に論文として出版した。また、著しい拡大傾向を示す南パタゴニア氷原Pio XIについて、2000年以降の末端位置、表面標高、流動速度の変化を人工衛星データから定量化して、国際誌に論文を出版した。さらに、過去に南パタゴニア氷原グレイ氷河前縁湖で取得した係留系データを解析し、湖水温と流速の季節変動が、氷河融解水の排水にコントロールされていることを明らかにした。
(3) その他の研究活動:マルチビームソナー、サイドスキャンソナーによる氷河末端観測に向けて、機器の準備と観測方法の検討を行った。また湖水・海水サンプルの分析に向けて、機器の調整と分析方法の検討を行った。さらに、カービング氷河の末端プロセスと氷河変動について、数値モデルの検討を行った。
(4) 会合と成果発表:3月9日にオンラインでキックオフ会合を開催した。分担者・協力者による9件の口頭発表と、研究進捗・計画に関する議論を行った。12月3日には国際雪氷学会が開催する定例オンラインセミナー(IGS Global Seminar)にて、パタゴニアにおけるカービング氷河と湖の相互作用に関して招請講演を行った。また、6月に開催されたJPGU(日本地球惑星科学連合)、11月に開催された雪氷研究大会などで成果発表を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

プロジェクト初年度にあたる2020年度は、COVID-19の影響で海外への渡航が困難となり、海外への渡航が実質的に不可能な状態となった。その結果、計画していた海外での野外調査が実施できず、以下に述べる通りの影響が出た。その一方で、既存のデータや衛星データの解析で成果が挙がった他、論文の出版、学会での発表、課題会合の開催等の成果が挙がった。総合的に判断して、計画よりは「やや遅れている」状況と判断する。
(1) 野外観測活動:年度初期から海外渡航が困難な状況となり、年度後半の回復を期待して、観測機器の準備等を進めた。しかしながら、日本とチリ・アルゼンチンの渡航・入国規制、所属機関の対応、また現実的なリスクから、観測予定地への渡航は断念せざるを得なかった。その結果、計画していた測定装置の設置、データとサンプルの取得が実現しなかった。
(2) データ解析:これまでに、パタゴニアを中心とする各地のカービング氷河と湖・海洋で取得したデータについて解析を実施した。その結果、パタゴニア全域における氷河末端消耗の定量化、Pio XI氷河の特異な変動、氷河と湖の相互作用等に新しい成果が挙がった。
(3) 論文出版・学会発表:以上の成果について複数の論文を国際誌に発表した。COVID-19の影響で学会が中止、オンライン化される中、国内外の学会において成果を発表した。
(4) 研究会合:3月に課題分担者、協力者を集めて、オンラインによるキックオフ会合を開催した。また、各研究チームレベルで、オンラインも活用した会合を複数回開催した。

Strategy for Future Research Activity

2020年度から、COVID-19の影響を受けて海外への渡航が困難となっている。パタゴニアでの観測を中心的な研究活動とする本課題では、今後の研究方策を以下のように考える。
(1) 野外観測:2021年度以降、感染状況の改善を待って観測を実施する。5か年の計画であるので複数回の渡航が可能と考えるが、係留系を使った長期観測、マルチビームソナーの運用など、優先順位の高い計画を中心に実施を検討する。
(2) 人工衛星データ解析:野外観測活動が制限されることに伴い、人工衛星データを使った解析により大きな力を入れる。過去に撮影されたステレオペア衛星画像から標高モデルを作成して、1940年代まで遡って表面標高変化を明らかにするほか、末端位置、流動速度の定量化を行う。また、2020年に発生した大規模な氷河湖(Greve湖)排水イベントに着目し、排水過程の詳細を解析すると共に、湖水面が低下した後に予想されるカービング氷河の末端位置・流動変化を調査する。
(3) その他の研究活動:氷河末端プロセスに関する数値モデルの検討を進め、カービング氷河の変動を再現する数値実験を目指す。また、限られた現地観測の機会を活かすため、インターバルカメラ、赤外線カメラ、津波測定、流動速度長期連続測定など、新しい観測機器の開発を進める。
(4) 論文出版・学会発表:過去に得られた係留系データ、およびGreve湖の排水イベントに関する論文出版を行う。また、国内外のオンライン学会で発表を行い、パタゴニアに関する国際的研究コミュニティとの交流を行う。

Report

(2 results)
  • 2020 Comments on the Screening Results   Annual Research Report

Research Products

(23 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 10 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Universidad Austral de Chile(チリ)

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  • [Int'l Joint Research] Centro de Interpretaction de Glaciares(アルゼンチン)

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  • [Journal Article] Changes in the Ice-Front Position and Surface Elevation of Glaciar Pio XI, an Advancing Calving Glacier in the Southern Patagonia Icefield, From 2000-20182021

    • Author(s)
      Hata Shuntaro、Sugiyama Shin
    • Journal Title

      Frontiers in Earth Science

      Volume: 8 Pages: 576044-576044

    • DOI

      10.3389/feart.2020.576044

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  • [Journal Article] Frontal ablation and mass loss of the Patagonian icefields2021

    • Author(s)
      Minowa Masahiro、Schaefer Marius、Sugiyama Shin、Sakakibara Daiki、Skvarca Pedro
    • Journal Title

      Earth and Planetary Science Letters

      Volume: 561 Pages: 116811-116811

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2021.116811

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  • [Journal Article] Co-seismic eruption and intermittent turbulence of a subglacial discharge plume revealed by continuous subsurface observations in Greenland2021

    • Author(s)
      Podolskiy Evgeny A.、Kanna Naoya、Sugiyama Shin
    • Journal Title

      Communications Earth & Environment

      Volume: 2 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1038/s43247-021-00132-8

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  • [Journal Article] Thinning leads to calving-style changes at Bowdoin Glacier, Greenland2021

    • Author(s)
      van Dongen Eef C. H.、Jouvet Guillaume、Sugiyama Shin、Podolskiy Evgeny A.、Funk Martin、Benn Douglas I.、Lindner Fabian、Bauder Andreas、Seguinot Julien、Leinss Silvan、Walter Fabian
    • Journal Title

      The Cryosphere

      Volume: 15 Pages: 485-500

    • DOI

      10.5194/tc-15-485-2021

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Rapidly changing glaciers, ocean and coastal environments, and their impact on human society in the Qaanaaq region, northwestern Greenland2021

    • Author(s)
      Sugiyama Shin、Kanna Naoya、Sakakibara Daiki、Ando Takuto、Asaji Izumi、Kondo Ken、Wang Yefan、Fujishi Yoshiki、Fukumoto Shungo、Fukamachi Yasushi、Takahashi Minori、Matoba Sumito、Iizuka Yoshinori、Greve Ralf、Furuya Masato、Tateyama Kazutaka、Watanabe Tatsuya、Yamasaki Shintaro、Yamaguchi Atsushi、Nishizawa Bungo他
    • Journal Title

      Polar Science

      Volume: 27 Pages: 100632-100632

    • DOI

      10.1016/j.polar.2020.100632

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Flood events caused by discharge from Qaanaaq Glacier, northwestern Greenland2021

    • Author(s)
      Kondo Ken、Sugiyama Shin、Sakakibara Daiki、Fukumoto Shungo
    • Journal Title

      Journal of Glaciology

      Volume: in press

    • DOI

      10.1017/jog.2021.3

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  • [Journal Article] Vertical distribution of water mass properties under the influence of subglacial discharge in Bowdoin Fjord, northwestern Greenland2020

    • Author(s)
      Ohashi Yoshihiko、Aoki Shigeru、Matsumura Yoshimasa、Sugiyama Shin、Kanna Naoya、Sakakibara Daiki
    • Journal Title

      Ocean Science

      Volume: 16 Pages: 545-564

    • DOI

      10.5194/os-16-545-2020

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Iron Supply by Subglacial Discharge Into a Fjord Near the Front of a Marine‐Terminating Glacier in Northwestern Greenland2020

    • Author(s)
      Kanna Naoya, Sugiyama Shin, Fukamachi Yasushi, Nomura Daiki, Nishioka Jun
    • Journal Title

      Global Biogeochemical Cycles

      Volume: 34

    • DOI

      10.1029/2020gb006567

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impacts of meltwater discharge from marine-terminating glaciers on the protist community in Inglefield Bredning, northwestern Greenland2020

    • Author(s)
      Matsuno K、Kanna N、Sugiyama S、Yamaguchi A、Yang EJ
    • Journal Title

      Marine Ecology Progress Series

      Volume: 642 Pages: 55-65

    • DOI

      10.3354/meps13324

    • NAID

      120007039237

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  • [Journal Article] Soundscape of a Narwhal Summering Ground in a Glacier Fjord (Inglefield Bredning, Greenland)2020

    • Author(s)
      Podolskiy Evgeny A.、Sugiyama Shin
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      Volume: 125

    • DOI

      10.1029/2020jc016116

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Through the Japanese field research in Greenland: A changing natural environment and its impact on human society2020

    • Author(s)
      Sugiyama Shin
    • Journal Title

      Polar Record

      Volume: 56

    • DOI

      10.1017/s003224742000011x

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  • [Journal Article] Greenland liquid water discharge from 1958 through 20192020

    • Author(s)
      Mankoff Kenneth D.、Noel Brice、Fettweis Xavier、Ahlstrom Andreas P.、Colgan William、Kondo Ken、Langley Kirsty、Sugiyama Shin、van As Dirk、Fausto Robert S.
    • Journal Title

      Earth System Science Data

      Volume: 12 Pages: 2811-2841

    • DOI

      10.5194/essd-12-2811-2020

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  • [Presentation] Freshwater calving glaciers in Patagonia2020

    • Author(s)
      Shin Sugiyama
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      International Glaciological Society Global Seminar Series
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      Shin Sugiyama
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      Shin Sugiyama, Masahiro Minowa
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    • Organizer
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    • Author(s)
      Hata, S. and S. Sugiyama
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
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    • Author(s)
      波多俊太郎,杉山慎,藤田耕史
    • Organizer
      雪氷研究大会2020
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  • [Remarks] パタゴニアにおける氷河研究プロジェクトに関するHP

    • URL

      http://wwwice.lowtem.hokudai.ac.jp/~sugishin/research/hokudai2/patagonia/patagonia.html

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  • [Remarks] 国際雪氷学会 Global Seminar Series 講演映像

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=qGNHzwoUFFA

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      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2022-04-19  

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