氷床探査レーダによる東南極氷床内部と底面のダイナミクスの解明

• 研究課題/領域番号: 16310016
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 藤田 秀二 国立極地研究所, 研究教育系, 助教授 (30250476)
• 研究分担者: 藤井 理行 国立極地研究所, 所長 (20125214) ; 古川 晶雄 国立極地研究所, 研究教育系, 助手 (70261120) ; 本山 秀明 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (20210099)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円); 2006年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 2005年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円); 2004年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
• キーワード: 南極 / 氷床 / レーダ / アイスコア / リモートセンシング / ドームふじ / 電波伝搬 / 複屈折

研究概要

本研究は、南極氷床のレーダ探査データの広域特性分析・情報処理を通じ、氷体内部での電磁波伝搬過程の広域特性や深度に対する特性をまず明らかにし、内部結晶物理構造、動力学的構造、底面物理構造、不純物分布構造、等年代面分布を広域に解明することを目的として実施した。研究実績の概要は以下のとおりである。
研究を以下の手順にてすすめた。
1.まず、研究初年度には氷床内部での電波伝搬シミュレーションの実施をした。
2.上記のシミュレーターとデータ処理を両輪で実施し、氷床内部の電磁波伝搬プロセスの評価作業を実施した。
3.氷床内部の物理構造の評価作業を実施し、具体的には以下の点について特に調査をした。
(1)氷床内部からの電波反射で抽出できる「等年代面」の広域抽出を実施した。
(2)氷床内部の電波反射の主要原因を広域抽出し、3次元力学構造の解明をする作業を実施した。
(3)氷床内部の電波無反射層(通称エコーフリーゾーン)を広域抽出し、3次元力学構造の調査を実施した。
4.1980年代に蓄積されたアナログ形式のレーダデータのデジタルアーカイブ化作業を継続した。
特に1と2については、氷床内部の電波伝搬のモデル構築とシミュレーション、それに南極での実地測定のデータ比較検証を実施した。3については南極氷床頂上付近に位置するドームふじ基地近傍の観測データの処理をすすめ、現地の氷床内部の物理構造の総合評価作業をすすめてきた。これについては、1現地で掘削をした氷床コア信号との比較検討に続き、さらに広域のデータ処理を実施した。さらに、氷床から得られたコアサンプルをもとに、氷床内部の誘電特性の評価を実施することにより、内部での電波伝搬、反射・散乱、複屈折に対して氷床がそもそももつ特性の評価を実施した。4については昨年度開始したアナログ形式のデータをデジタル化するソフトウェアを活用し、デジタルデータの整備をすすめた。

研究成果

• [雑誌論文] 1-D-ice flow modelling at EPICA Dome C and Dome Fuji, East Antarctica (2007)
  • 著者名/発表者名: Parrenin, F., Dreyfus, G., Durand, G., Fujita, S., Gagliardini, O., Gillet, F., Jouzel, J., Kawamura, K., Lhomme, N., Masson-Delmotte, V., Ritz, C., Schwander, J., Shoji, H., Uemura, R., Watanabe, O., Yoshida, N.
  • 雑誌名: Climate of the Past 3 ページ: 243-259
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 1-Dice flow modelling at EPICA Dome C and Dome Fuji, East Antarctica (2007)
  • 著者名/発表者名: Parrenin, F., Dreyfus, G., Durand, G., Fujita, S., Gagliardini, O., Gillet, F., Jouzel, J., Kawamura, K., Lhomme, N., Masson-Delmotte, V., Ritz, C., Schwander, J., Shoji, H., Uemura, R., Watanabe, 0., Yoshida, N.
  • 雑誌名: Climate of the Past 3 ページ: 243-259
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Radio-wave depolarization and scattering within ice sheets : a matrix-based model to link radar and ice-core measurements and its application (2006)
  • 著者名/発表者名: Fujita, S., Maeno, H., Matsuoka, K.
  • 雑誌名: Journal of Glaciology 52(178) ページ: 407-424
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Interpreting ancient ice in a shallow ice core from the South Yamato (Antarctica) blue ice area using flow modeling and compositional matching to deep ice cores (2006)
  • 著者名/発表者名: Moore, J.C., Nishio, F., Fujita, S., Narita, H., Pasteur, E., Grinsted, A., Sinisalo, A., Maeno, N
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research D16302
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Interpreting ancient ice in a shallow ice core from the South Yamato (Antarctica) blue ice area using flow modeling and compositional matching to deep ice cores. (2006)
  • 著者名/発表者名: Moore, J.C., Nishio, F., Fujita, S., Narita, H., Pasteur, E., Grinsted, A., Sinisalo, A., Maeno, N.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Seasonal variations in oxygen isotope ratios of daily collected precipitation and wind drift samples and in the final snow cover at Dome Fuji Station, Antarctica (2005)
  • 著者名/発表者名: Motoyama, H., Hirasawa, N., Satow, K., Watanabe, O.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 110(D11106)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Seasonal variations in oxygen isotope ratios of daily collected precipitation and wind drift samples and in the final snow cover at Dome Fuji Station, Antarctica (2005)
  • 著者名/発表者名: Motoyama, H., Hirasawa, N.Satow, K., Watanabe, O.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research Vol.110
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Stratigraphy analysis of Dome Fuji Antarctic ice core using an optical scanner (2005)
  • 著者名/発表者名: Takata, M., Iizuka, Y., Hondoh, T., Fujita, S., Fujii, Y., Shoji, H.
  • 雑誌名: Annals of Glaciology 39(印刷中)
• [雑誌論文] Ice-flow-induced scattering zone within the Antarctic ice sheet revealed by high-frequency airborne radar (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka, K., Uratsuka, S., Fujita, S., Nishio, F.
  • 雑誌名: Journal of Glaciology 50(170) ページ: 382-388
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Stratigraphy analysis of Dome Fuji Antarctic ice core using an optical scanner (2004)
  • 著者名/発表者名: Takata, M., Iizuka, Y., Hondoh, T., Fujita, S., Fujii, Y., Shoji, H.
  • 雑誌名: Annals of Glaciology 39 ページ: 467-472
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] <SO_4>^<2-> minimum in the summer snow layer at Dome Fuji station, Antarctica and its probable mechanism. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iizuka, Y., Fujii, Y., Hirasawa, N., Suzuki, T., Motoyama, H., Furukawa他 T., Hondho, T.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ice-flow-induced scattering zone within the Antarctic ice sheet revealed by high-frequency airborne radar (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka K., Uratsuka S., Fujita S., Nishio F.
  • 雑誌名: Journal of Glaciology 50(170) ページ: 382-388
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Stratigraphy analysis of Dome Fuji Antarctic ice core using an optical scanner. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takata, M., Iizuka, Y., Hondoh, T., Fujita, S.Fujii, Y.Shoji, H.
  • 雑誌名: Annals of Glaciology 39 ページ: 467-472
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] SO42-minimum in the summer snow layer at Dome Fuji station, Antarctica and its probable mechanism. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iizuka, Y., Fujii, Y., Hirasawa, N., Suzuki, T., Motoyama, H., Furukawa, T., Hondho, T.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 109(D4)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] SO42-minimum in the summer snow layer at Dome Fuji station, Antarctica and its probable mechanism. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iizuka, Y., Fujii, Y., Hirasawa, N., Suzuki, T., Motoyama, H., Furukawa他
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 109
• [雑誌論文] Ice-flow-induced scattering zone within the Antarctic ice sheet revealed by high-frequency airborne radar
  • 著者名/発表者名: Matsuoka, K., Uratsuka, S., Fujita.S., Nishio, F.
  • 雑誌名: Journal of Glaciology (印刷中)
• [雑誌論文] Seasonal variations in oxygen isotope ratios of daily collected precipitation and wind drift samples and in the final snow cover at Dome Fuji Station, Antarctica
  • 著者名/発表者名: Motoyama, H., Hirasawa, N., Satow, K., Watanabe, O.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research (印刷中)
• [図書] 「雪と氷の事典」中の3つの項目「アイスレーダー観測(16_3)」、「電気的光学的性質(7_2_4)」、「氷床内部構造と基盤地形(9_2_1_2)」を担当執筆 (2005)
  • 著者名/発表者名: 藤田秀二
  • 総ページ数: 720
  • 出版者: 朝倉書店
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より