酸素同位体観測による南極沿岸海洋への氷床融解水流入の直接評価

• 研究課題/領域番号: 17H01615
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 海外学術
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 青木 茂 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (80281583)
• 研究分担者: 田村 岳史 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (40451413) ; 松村 義正 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (70631399)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 41,080千円 (直接経費: 31,600千円、間接経費: 9,480千円); 2021年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円); 2020年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2019年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円); 2018年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円); 2017年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: 氷床融解 / 南大洋 / 南極氷床 / 酸素同位体比 / 環境変動 / 酸素安定同位体比 / 南極海 / 棚氷海洋相互作用 / 海氷生産 / 南極

研究成果の概要

南極氷床の融解が海水位上昇や海洋深層循環にもたらす影響を調べるため、氷床融解水の特定に不可欠な特殊トレーサーである酸素安定同位体比の国際的な観測網を構築し、融解水の海洋中での存在量とその変化を直接的に評価した。周極的にみて融解量の多い場所を特定した。アデリーランド沖の海域で氷床融解に起因する淡水量が2010年代中盤まで増加した傾向を捉えた。一方2010年代中盤以降、西南極で棚氷融解量が減少し、その影響がオーストラリア-南極海盆底層に及んだ可能性を示した。同海盆では外洋の構造がここ30年程度高緯度側にシフトした実態も明らかになり、周極沿岸域の長期的な時空間変動の理解が進展した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

氷床融解成分を、水温などの代替指標等に基づくパラメター化によらず、直接的に明らかにする手法の有効性を示した。広い南極沿岸の主要な海域において統一的な評価が得られ、外洋側の海洋構造に伴う貯熱量分布との対応を一般化して捉えることができるようになった。ここ数十年で氷床への潜在的な熱輸送が増えた可能性と同時に、数十年規模の時間変動の存在も明らかになり、氷床融解の実態評価において継続的に注力すべき場所が絞られた。

研究成果

• [国際共同研究] アルフレッドウェゲナー極地海洋研究所(ドイツ)
• [国際共同研究] 韓国極地研究所(韓国)
• [国際共同研究] ACE CRC(オーストラリア)
• [国際共同研究] 韓国極地研究所(韓国)
• [国際共同研究] アルフレッドウェゲナー極地研究所(ドイツ)
• [国際共同研究] オーストラリア連邦科学産業研究機構/タスマニア大学(オーストラリア)
• [国際共同研究] イーストアングリア大学/英国南極調査所(英国)
• [国際共同研究] コロンビア大学(米国)
• [国際共同研究] 韓国極地研究所(韓国)
• [国際共同研究] オーストラリア連邦科学産業研究機構/タスマニア大学南極気候学・生態システム学共同研究センター(オーストラリア)
• [国際共同研究] アルフレッドウェゲナー研究所(ドイツ)
• [国際共同研究] イーストアングリア大学/英国南極調査所(英国)
• [国際共同研究] コロンビア大学(米国)
• [国際共同研究] アルフレッドウェゲナー研究所(ドイツ)
• [国際共同研究] 韓国極地研究所(韓国)
• [国際共同研究] CSIRO(オーストラリア)
• [雑誌論文] The effect of basal melting of the Shirase Glacier Tongue on the CO 2 system in L?tzow‐Holm Bay, East Antarctica (2021)
  • 著者名/発表者名: Kiuchi Masaaki、Nomura Daiki、Hirano Daisuke、Tamura Takeshi、Hashida Gen、Ushio Shuki、Simizu Daisuke、Ono Kazuya、Aoki Shigeru
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Biogeosciences 巻: － 号: 5
  • DOI: 10.1029/2020jg005762
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Freshening of Antarctic Bottom Water Off Cape Darnley, East Antarctica (2020)
  • 著者名/発表者名: Aoki S., Katsumata K., Hamaguchi M., Noda A., Kitade Y., Shimada K., Hirano D., Simizu D., Aoyama Y., Doi K., Nogi Y.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Oceans 巻: 125 号: 8 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1029/2020jc016374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of the Subpolar Gyre in the Australian‐Antarctic Basin Derived From Argo Floats (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Kaihe、Aoki Shigeru、Shimada Keishi、Kobayashi Taiyo、Kitade Yujiro
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Oceans 巻: 125 号: 8 ページ: 1-27
  • DOI: 10.1029/2019jc015406
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Strong ice-ocean interaction beneath Shirase Glacier Tongue in East Antarctica (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirano Daisuke、Tamura Takeshi、Kusahara Kazuya、Ohshima Kay I.、Nicholls Keith W.、Ushio Shuki、Simizu Daisuke、Ono Kazuya、Fujii Masakazu、Nogi Yoshifumi、Aoki Shigeru
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1038/s41467-020-17527-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reversal of freshening trend of Antarctic Bottom Water in the Australian-Antarctic Basin during 2010s (2020)
  • 著者名/発表者名: Aoki S., Yamazaki K., Hirano D., Katsumata K., Shimada K., Kitade Y., Sasaki H., Murase H.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/s41598-020-71290-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Saroma-ko Lagoon Observations for sea ice Physico-chemistry and Ecosystems 2019 (SLOPE2019)（サロマ湖における海氷の物理・化学・生物学研究） (2020)
  • 著者名/発表者名: Nomura, D., P. Wongpan, T. Toyota, T. Tanikawa, Y. Kawaguchi, T. Ono, T. Ishino, M. Tozawa, T. P. Tamura, I. S. Yabe, E. Y. Son, F. Vivier, A. Lourenco, M. Lebrun, Y. Nosaka, T. Hirawake, A. OOKI, S. Aoki, B. Else, F. Fripiat, J. Inoue, and M. Vancoppenolle
  • 雑誌名: 氷河情報センター 巻: 38 号: 0 ページ: 1-12
  • DOI: 10.5331/bgr.19R02
  • NAID: 130007822743
  • ISSN: 1345-3807, 1884-8044
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Landfast ice controls on sea-ice production in the Cape Darnley Polynya: A case study (2019)
  • 著者名/発表者名: Fraser A. D., Ohshima K. I., Nihashi S., Massom R. A., Tamura T., Nakata K., Williams G. D.
  • 雑誌名: Remote Sensing of Environment 巻: 233 ページ: 111315-111315
  • DOI: 10.1016/j.rse.2019.111315
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 南大洋における観測からみた海洋長期変動 (2018)
  • 著者名/発表者名: 青木茂
  • 雑誌名: 低温科学 巻: 76 ページ: 25-31
  • DOI: 10.14943/lowtemsci.76.25
  • NAID: 120006466489
  • ISSN: 1880-7593
  • 年月日: 2018-03-31
• [雑誌論文] Freshening by glacial meltwater enhances melting of ice shelves and reduces formation of Antarctic Bottom Water. (2018)
  • 著者名/発表者名: Silvano, A., S. R. Rintoul, B. Pena-Molino, W. R. Hobbs, E. van Wijk, S. Aoki, T. Tamura, G. D. Williams
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 4 号: 4 ページ: 9467-9467
  • DOI: 10.1126/sciadv.aap9467
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Changes in water properties and flow regime on the continental shelf off the Adelie/George VLand coast, East Antarctica, after glacier tongue calving (2017)
  • 著者名/発表者名: Aoki S.、Kobayashi R.、Rintoul S. R.、Tamura T.、Kusahara K.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Oceans 巻: 122 号: 8 ページ: 6277-6294
  • DOI: 10.1002/2017jc012925
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Oceanographic and geophysical observations off Sabrina Coast, East Antarctica, in 2019/2020 (2020)
  • 著者名/発表者名: Aoki Shigeru, Tamura Takeshi, Nakayama Yoshihiro, Ono Kazuya, Wongpan Pat, Yamazaki Kaihe, Itaki Takuya, Tokuda Yuki, Sasaki Satoshi, Hirano Daisuke, and Aoyama Yuichi
  • 学会等名: JpGU-AGU 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Towards sustained ice-ocean observation network of East Antarctica (2019)
  • 著者名/発表者名: Aoki, S., T. Tamura, T. Maki, S. Sugiyama,
  • 学会等名: JPGU
  • 国際学会
• [学会発表] First continuous profiler observation of wintertime Antarctic coastal polynya (2019)
  • 著者名/発表者名: Aoki, S., K. Ono, D. Hirano, M. Itoh, T. Noguchi, S. Ozawa
  • 学会等名: JPGU
  • 国際学会
• [学会発表] Strong Ice-Ocean Interaction at Shirase Glacier Tongue, East Antarctica (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirano, D., T. Tamura, K. Kusahara, K.I. Ohshima, S. Ushio, D. Simizu, K. Ono, S. Aoki
  • 学会等名: IUGG
  • 国際学会
• [学会発表] 氷床変動に起因する海水準上昇予測 －無人・遠隔技術を活用した極域研究拠点形成－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 田村 岳史, 奥野 淳一, 菅沼 悠介, 末吉 哲雄, 野木 義史, 中村 卓司
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
  • 国際学会
• [学会発表] Roles of warm and cold sea water pumps along the coast of East Antarctica (2018)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Aoki
  • 学会等名: The 1st GRAntarctic International Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 東南極・白瀬氷河氷舌の底面融解 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平野大輔, 田村岳史, 大島慶一郎, 牛尾収輝, 清水大輔, 小野数也, 野口智英, 青木茂
  • 学会等名: 2018年度海洋学会秋季大会
• [学会発表] Direct measurements of water properties underneath a floating tongue of Langhovde Glacier, East Antarctica (2018)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Minowa, Shin Sugiyama, Masato Ito, Shiori Yamane, Shigeru Aoki
  • 学会等名: The Ninth Symposium on Polar Science
• [学会発表] Subsurface cross-slope exchange in the Australian-Antarctic Basin (2018)
  • 著者名/発表者名: Kaihe Yamazaki, Shigeru Aoki, Keishi Shimada, Yujiro Kitade
  • 学会等名: The Ninth Symposium on Polar Science
• [学会発表] Structure of the Subpolar Gyre in the Australian-Antarctic Basin Derived from Argo (2018)
  • 著者名/発表者名: Kaihe Yamazaki, Shigeru Aoki, Taiyo Kobayashi, Keishi Shimada, Yujiro Kitade
  • 学会等名: AOGS
• [学会発表] Breakup of land-fast sea ice in Lutzow-Holm Bay, East Antarctica and its teleconnection to tropical Pacific (2017)
  • 著者名/発表者名: Aoki, S.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 白瀬氷河における氷舌ー海洋相互作用の現場観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平野大輔・田村岳史・牛尾収輝・大島慶一郎・清水大輔・小野数也・野口智英・青木茂
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Research of Ocean-ice BOundary InTeraction and Change around Antarctica (ROBOTICA): a strategy to explore ice-ocean interactions in East Antarctica (2017)
  • 著者名/発表者名: Aoki, S.
  • 学会等名: FRISP2017
  • 国際学会
• [学会発表] Research of Oceain-ice BOundary InTeraction adn Change around Antarctica (ROBOTICA): A strategy to explore ice-ocean interactions in East Antarctica (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Aoki and T. Tamura
  • 学会等名: AOGS 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Estimation of interaction between displacement of fast ice in Lutzow-Holm Bay occurred with breaking away event in 2015 and ice flow velocity of Shirase Glacier using SAR image correlation (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K., T. Tamura, S. Ushio, S. Aoki, T. Yamanokuchi and K. Doi
  • 学会等名: IGS2017
  • 国際学会
• [学会発表] グリーンランド北西部Bowdoinフィヨルドにおける氷河流出水の挙動の時間発展 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大橋良彦・青木茂・松村義正・杉山慎・漢那直也・榊原大貴・深町康
  • 学会等名: 2017年度海洋学会秋季大会
• [学会発表] 南大洋における大気・海洋結合系の長期変動に関する観測的研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 青木茂
  • 学会等名: 日本気象学会
  • 招待講演
• [学会発表] Absolute velocity field of Antarctic Slope Current and topographically constrained gyre-like structures, in East Antarctica (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, K., S. Aoki, K. Shimada, and Y. Kitade
  • 学会等名: The Eighth Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Observations of ice tongue-ocean interaction at Shirase Glacier (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirano, D., T. Tamura, S. Ushio, K.I. Ohshima, D. Simizu, K. Ono, T. Noguchi, and S. Aoki
  • 学会等名: The Eighth Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [備考] 南極海の酸素安定同位体比δ18Oを測る
  • URL: http://climbsd.lowtem.hokudai.ac.jp/group/shigeru/sci/deltao18.html
• [学会・シンポジウム開催] Antarctic hot spots -Physics and biogeochemistry of highly melting regions- (2018)