Modeling study on subsurface temperature maxima and sea ice variability in the Canada Basin, Arctic Ocean

• Project/Area Number: 26800248
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: WATANABE Eiji 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 北極環境変動総合研究センター, 研究員 (50722550)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 北極海 / 高解像度海氷海氷結合モデル / 亜表層水温極大 / 陸棚縁ジェット / 高解像度モデル / 冬季風系場 / エクマン表層流 / 鉛直乱流混合

Outline of Final Research Achievements

The pan-Arctic high-resolution sea ice-ocean modeling studies were conducted to examine subsurface warm water transport under sea ice in the southern Canada Basin. The interannual experiment for 2001‐2014 reproduced mid-winter or spring warming signals which were observed by subsurface hydrographic sensors in the Chukchi Borderland.　The modeling analyses indicated that he Barrow Canyon throughflow and the westward jet along the Chukchi shelf break reasonably accounted for lateral ocean heat transport and consequent subsurface warming in the downstream regions. It was also suggested that highly stratified condition due to anomalous sea ice meltwater assisted the winter heat transport.

Research Products

• [Journal Article] A wind-driven, hybrid latent and sensible heat coastal polynya off Barrow, Alaska (2016)
  • Author(s): Hirano, D., Y. Fukamachi, E. Watanabe, K. I. Ohshima, K. Iwamoto, A. Mahoney, H. Eicken, D. Shimizu, and T. Tamura
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Volume: 121 Issue: 1 Pages: 980-997
  • DOI: 10.1002/2015jc011318
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Wintertime variability of the Beaufort Gyre in the Arctic Ocean derived from CryoSat-2/SIRAL observations (2016)
  • Author(s): Mizobata, K., E. Watanabe, and N. Kimura
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Volume: 121 Issue: 3 Pages: 1685-1699
  • DOI: 10.1002/2015jc011218
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Wind-driven interannual variability of sea ice algal production in the western Arctic Chukchi Borderland (2015)
  • Author(s): Watanabe, E., J. Onodera, N. Harada, M. N. Aita, A. Ishida, and M. J. Kishi
  • Journal Title: Biogeosciences Volume: 12 Issue: 20 Pages: 6147-6168
  • DOI: 10.5194/bg-12-6147-2015
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 北極海ポリニヤ域における海氷生成量の衛星-モデル間比較 (2015)
  • Author(s): 渡邉 英嗣，田村 岳史
  • Journal Title: 日本リモートセンシング学会誌 Volume: 35 Pages: 2-9
  • NAID: 130005090689
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Wind-driven variability in subsurface warm layers of the Chukchi shelf break (2016)
  • Author(s): Watanabe, E., J. Onodera, M. Itoh, S. Nishino, and T. Kikuchi
  • Organizer: ArcticNet Annual Science Meeting
  • Place of Presentation: RBC Convention Centre （カナダ・マニトバ州ウィニペグ）
  • Year and Date: 2016-12-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 海氷変動を軸とした両極の環境変動の解明 (2016)
  • Author(s): 田村 岳史，溝端 浩平，渡邉 英嗣，三瓶 真，山本 正伸，野村 大樹，西岡 純，渡邉 豊
  • Organizer: 極域科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所 （東京都立川市）
  • Year and Date: 2016-12-02
• [Presentation] Winter ocean heat transport driven by subsurface shelf-break jet north of Chukchi Sea (2016)
  • Author(s): Watanabe, E.
  • Organizer: Forum for Arctic Modeling and Observational Synthesis (FAMOS) Workshop
  • Place of Presentation: ウッズホール海洋研究所 （米国マサチューセッツ州ウッズホール）
  • Year and Date: 2016-11-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 北極海チャクチ陸棚縁における冬季海氷下の亜表層暖水輸送 (2016)
  • Author(s): 渡邉 英嗣， 小野寺 丈尚太郎， 伊東 素代， 西野 茂人， 菊地 隆
  • Organizer: 日本海洋学会２０１６年度秋季大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学 （鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] 北極海環境変動における中規模渦の役割 (2016)
  • Author(s): 渡邉 英嗣
  • Organizer: 日本海洋学会２０１６年度秋季大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学 （鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2016-09-13
  • Invited
• [Presentation] Dynamics of the Arctic Pacific Water: A multi-model inter-comparison study (2016)
  • Author(s): Aksenov, Y., M. Karcher, A. Proshutinsky, R. Gerdes, S. Bacon, G. Nurser, A. Coward, E. Golubeva, F. Kauker, A. Nguyen, G. Platov, M. Wadley, and E. Watanabe
  • Organizer: UArctic Congress 2016
  • Place of Presentation: Azimut Hotel Saint Petersburg （ロシア・サンクトペテルブルク）
  • Year and Date: 2016-09-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ベーリング海峡移流熱がチャクチ海の太陽放射加熱に与える影響 (2016)
  • Author(s): 塚田 雄志郎， 上野 洋路， 太田 直紀， 伊東 素代， 渡邉 英嗣， 菊地 隆， 西野 茂人，溝端 浩平
  • Organizer: 日本海洋学会２０１６年度秋季大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学 （鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2016-09-12
• [Presentation] 西部北極海における厳冬期の亜表層暖水輸送 (2016)
  • Author(s): 渡邉 英嗣， 小野寺 丈尚太郎， 伊東 素代， 西野 茂人， 菊地 隆
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合（JpGU）２０１６年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ （千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-05-26
• [Presentation] Wintertime variability of the Beaufort Gyre in the Arctic Ocean derived from CryoSat-2/SIRAL measurements (2016)
  • Author(s): 溝端 浩平， 渡邉 英嗣， 木村 詞明
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合（JpGU）２０１６年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ （千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-05-26
• [Presentation] アラスカ沖バロー沿岸ポリニヤにおける海氷生産量の経年変動 (2016)
  • Author(s): 平野 大輔， 深町 康， 渡邉 英嗣， 岩本 勉之， 大島 慶一郎， 田村 岳史
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合（JpGU）２０１６年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ （千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-05-26
• [Presentation] 海氷変動を軸とした両極の環境変動の解明 (2016)
  • Author(s): 田村 岳史， 溝端 浩平， 渡邉 英嗣， 三瓶 真， 山本 正伸， 野村 大樹， 西岡 純， 渡邉 豊
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合（JpGU）２０１６年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ （千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-05-24
• [Presentation] Arctic Pacific water dynamics from model intercomparison and observations (2016)
  • Author(s): Aksenov, Y., M. Karcher, A. Proshutinsky, R. Gerdes, S. Bacon, G. Nurser, A. Coward, E. Golubeva, F. Kauker, A. Nguyen, G. Platov, M. Wadley, and E. Watanabe
  • Organizer: European Geosciences Union (EGU) General Assembly 2016
  • Place of Presentation: Austria Center Vienna （オーストリア・ウィーン）
  • Year and Date: 2016-04-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 北極海チャクチ海台における亜表層水温極大の年々変動メカニズム (2016)
  • Author(s): 渡邉 英嗣，小野寺 丈尚太郎，伊東 素代，西野 茂人，菊地 隆
  • Organizer: 日本海洋学会２０１６年春季大会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2016-03-15
• [Presentation] Overwinter transport of subsurface warm water toward the Arctic Chukchi Borderland (2016)
  • Author(s): Watanabe, E., J. Onodera, M. Itoh, S. Nishino, and T. Kikuchi
  • Organizer: Ecosystem Study for Sub-Arctic and Arctic Seas (ESSAS) Annual Meeting
  • Place of Presentation: 横浜ワールドポーターズ（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Overwinter transport of subsurface warm water around the Arctic Chukchi Borderland (2016)
  • Author(s): Watanabe, E., J. Onodera, S. Nishino, and T. Kikuchi
  • Organizer: Ocean Sciences Meeting 2016
  • Place of Presentation: Ernest N. Morial Convention Center （米国ルイジアナ州ニューオリンズ市）
  • Year and Date: 2016-02-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 西部北極海における亜表層水温極大モデリング (2015)
  • Author(s): 渡邉 英嗣
  • Organizer: 北海道大学低温科学研究所共同利用研究集会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-12-10
• [Presentation] Subsurface warm water layer in the western Arctic Chukchi Abyssal Plain (2015)
  • Author(s): Watanabe, E.
  • Organizer: Forum for Arctic Modeling and Observational Synthesis (FAMOS) Workshop
  • Place of Presentation: The Cape Codder Resort and Spa （米国マサチューセッツ州ハイアニス市）
  • Year and Date: 2015-11-05
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 北極海チャクチ深海平原の春季水温極大 (2015)
  • Author(s): 渡邉 英嗣，小野寺 丈尚太郎，西野 茂人，菊地 隆
  • Organizer: 日本海洋学会２０１５年秋季大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2015-09-28
• [Presentation] Arctic sea ice algae modeling: Response to shelf-basin water transport (2015)
  • Author(s): Watanabe, E.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会 (JpGU) ２０１５年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-24
• [Presentation] Sea ice algal response to Beaufort Gyre Variation (2015)
  • Author(s): Watanabe, E., J. Onodera, N. Harada, M. N. Aita, A. Ishida, and M. J. Kishi
  • Organizer: Fourth International Symposium on the Arctic Research (ISAR-4)
  • Place of Presentation: 富山国際会議場（富山県富山市）
  • Year and Date: 2015-04-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 北極海アイスアルジーモデリング： ボーフォート循環変動に対する応答 (2015)
  • Author(s): 渡邉 英嗣，小野寺 丈尚太郎，原田 尚美，野口 真希，石田 明生，岸 道郎
  • Organizer: 日本海洋学会２０１５年春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学（東京都港区）
  • Year and Date: 2015-03-22
• [Presentation] Arctic sea ice algae modeling to address primary productivity over the Chukchi Borderland (2015)
  • Author(s): Watanabe, E.
  • Organizer: Gordon Research Conference on Polar Marine Science
  • Place of Presentation: バルガ・イタリア
  • Year and Date: 2015-03-15
• [Presentation] Arctic sea ice algae modeling to examine summer biogenic particle flux (2014)
  • Author(s): Watanabe, E., J. Onodera, N. Harada, M. N. Aita, A. Ishida, and M. J. Kishi
  • Organizer: Arctic Change 2014
  • Place of Presentation: オタワ・カナダ
  • Year and Date: 2014-12-10
• [Presentation] Relationship of Primary Productivity in Northwind Abyssal Plain with Beaufort Gyre Variation (2014)
  • Author(s): Watanabe, E., J. Onodera, N. Harada, T. Terui, and M. J. Kishi
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会 (JpGU)２０１４年大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-04-29