極域雪氷の融解現象が海洋表層の二酸化炭素濃度と大気との気体交換過程に与える影響

• 研究課題/領域番号: 17H04715
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境影響評価
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 野村 大樹 北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (70550739)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円); 2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2017年度: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円)
• キーワード: 極域 / 二酸化炭素 / 海氷 / 気体交換過程 / 融解 / 融解現象 / 気体交換 / 北極海 / 南極海 / 地球温暖化 / 融解水 / 物質循環 / 海洋物質循環 / 氷河融解水 / 生物地球化学

研究成果の概要

本研究では、極域における氷河や海氷の融解現象が海洋表層の二酸化炭素濃度と大気ー海洋間の二酸化炭素交換過程に与える影響を評価するため、南極、北極、オホーツク海での野外観測と室内実験を実施した。その結果、氷河や海氷の融解水は、海水に対して二酸化炭素濃度が低いために、海洋表層に融解水が流入した際、二酸化炭素濃度は希釈効果によって大幅に減少することがわかった。また、この希釈効果によって、海洋表層の二酸化炭素濃度は大気に対して大幅に低くなるために、大気から海洋に大量の二酸化炭素が吸収されることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、氷河や海氷の融解によって海洋表層に供給された融解水が、海洋表層の二酸化炭素濃度および大気から海洋への二酸化炭素吸収に与える影響を観測および室内実験をもとに定量的に評価した。現在、極域では、氷河や海氷などの雪氷の融解が急速に進行しており、本研究成果は、劇的な環境変化をもたらす雪氷の融解が、極域の淡水・炭素収支に与える影響の解明につながる。そして、全球規模での水・物質循環の将来予測研究に貢献する。

研究成果

• [国際共同研究] Sarbonne University/LOCEAN(フランス)
• [国際共同研究] Max planck Institute(ドイツ)
• [国際共同研究] University of Calgary/University of Victoria(カナダ)
• [国際共同研究] タスマニア大学/オーストラリア南極局(オーストラリア)
• [国際共同研究] リエージュ大学/ブリュッセル自由大学(ベルギー)
• [国際共同研究] マニトバ大学/カルガリー大学(カナダ)
• [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] ノルウェー極地研究所(ノルウェー)
• [国際共同研究] アルウレッドウェゲナー極地海洋研究所/マックスプランク研究所(ドイツ)
• [国際共同研究] マニトバ大学/カルガリー大学(カナダ)
• [国際共同研究] ブリストル大学/イギリス南極研究所(英国)
• [国際共同研究] ブリュッセル自由大学/リエージュ大学(ベルギー)
• [国際共同研究] ノルウェー極地研究所(ノルウェー)
• [国際共同研究]
• [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] Snow property controls on modelled Ku-band altimeter estimates of first-year sea ice thickness: Case studies from the Canadian and Norwegian Arctic. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nandan V, J,....Nomura D, Frey M.
  • 雑誌名: IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing 巻: 13 ページ: 1082-1096
  • DOI: 10.1109/jstars.2020.2966432
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 氷河と海氷の融解現象が北極海表層の物質循環過程に与える影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 野村 大樹、漢那 直也、大木 淳之
  • 雑誌名: 地球化学 巻: 53 号: 4 ページ: 149-158
  • DOI: 10.14934/chikyukagaku.53.149
  • NAID: 130007773189
  • ISSN: 0386-4073, 2188-5923
  • 年月日: 2019-12-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 北極域における臭素および有機硫黄化合物の生物地球化学 (2019)
  • 著者名/発表者名: 亀山 宗彦、大木 淳之、野村 大樹
  • 雑誌名: 地球化学 巻: 53 号: 4 ページ: 159-171
  • DOI: 10.14934/chikyukagaku.53.159
  • NAID: 130007773188
  • ISSN: 0386-4073, 2188-5923
  • 年月日: 2019-12-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Isoprene production in seawater of Funka Bay, Hokkaido, Japan. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ooki A, Shida R, Otsu M, Onishi H, Kobayashi N, Iida T, Nomura D, Suzuki K, Yamaoka Y, Takatsu T.
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 75 ページ: 485-501
  • NAID: 120006937057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fostering multidisciplinary research on interactions between chemistry, biology, and physics within the coupled cryosphere-atmosphere system (2019)
  • 著者名/発表者名: Thomas J. L , ....., Nomura D, Pratt K, Willis M, Zieger P, Abbatt J, ....
  • 雑誌名: Elementa-Science of the Anthropocene 巻: 7 ページ: 1-16
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Production of Dibromomethane and Changes in the Bacterial Community in Bromoform-Enriched Seawater (2019)
  • 著者名/発表者名: Kataoka Takafumi、Ooki Atsushi、Nomura Daiki
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 34 号: 2 ページ: 215-218
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME18027
  • NAID: 130007668536
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of sea ice crack formation on the spacial distribution of nutrients and microalgae in flooded Antarctic multi-year ice (2018)
  • 著者名/発表者名: Nomura D, Aoki S, Simizu D, Iida T.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research-Oceans. 巻: 123, 2 号: 2 ページ: 939-951
  • DOI: 10.1002/2017jc012941
  • 査読あり
• [雑誌論文] Upwelling of macronutrients and dissolved inorganic carbon by a subglacial freshwater driven plume in Bowdoin Fjord, northwestern Greenland (2018)
  • 著者名/発表者名: Kanna, N., S. Sugiyama, Y. Ohashi, D. Sakakibara, Y. Fukamachi and D. Nomura
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research Biogeosciences 巻: 123 号: 5 ページ: 1666-1682
  • DOI: 10.1029/2017jg004248
  • 査読あり
• [雑誌論文] CO2 flux over young and snow-covered Arctic pack ice in winter and spring. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nomura, D., M. A. Granskog, A. Fransson, M. Chierici, A. Silyakova, K. I. Ohshima, L. Cohen, B. Delille, S. R. Hudson, and G. S. Dieckmann
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 15 号: 11 ページ: 3331-3343
  • DOI: 10.5194/bg-15-3331-2018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of sea ice freezing and melting on air-sea CO2 exchange (2018)
  • 著者名/発表者名: Nomura Daiki
  • 雑誌名: Archives of Atmospheric Chemistry Research 巻: 38
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chlorophyll-a in Antarctic Landfast Sea Ice: A First Synthesis of Historical Ice Core Data (2018)
  • 著者名/発表者名: Meiners K. M.、Vancoppenolle M.、Carnat G.、Castellani G.、Delille B.、Delille D.、Dieckmann G. S.、Flores H.、Fripiat F.、Grotti M.、Lange B. A.、Lannuzel D.、Martin A.、McMinn A.、Nomura D. et al
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Oceans 巻: 123 号: 11 ページ: 8444-8459
  • DOI: 10.1029/2018jc014245
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The effect of melting treatments on the assessment of biomass and nutrients in sea ice (Saroma-ko lagoon, Hokkaido, Japan) (2018)
  • 著者名/発表者名: Roukaerts Arnout、Nomura Daiki、Deman Florian、Hattori Hiroshi、Dehairs Frank、Fripiat Fran?ois
  • 雑誌名: Polar Biology 巻: 42 号: 2 ページ: 347-356
  • DOI: 10.1007/s00300-018-2426-y
  • NAID: 120006783659
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Upwelling of macronutrients and dissolved inorganic carbon by a subglacial freshwater driven plume in Bowdoin Fjord, northwestern Greenland (2018)
  • 著者名/発表者名: Kanna N, Sugiyama S, Ohashi Y, Sakakibara D, Fukamachi Y, Nomura D.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research- Biogeosciences. 巻: 印刷中
  • NAID: 120006533141
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Macro-nutrient concentrations in Antarctic pack ice: Overall patterns and overlooked processes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Fripiat F, Meiners K.M, Vancoppenolle M, Ackley S.F, Arrigo K, Carnat G, Cozzi S, Delille B, Dieckmann G.S, Dunbar R.B, Fransson A, Kattner G, Kennedy H, Lannuzel D, Munro D.R, Nomura D, Papadimitriou S, Rintala J.M, Schoemann V, Stefels J, Steiner N, Thomas D.N, Tison J-L.
  • 雑誌名: Elementa-Science of the Anthropocene 巻: 5, 13 ページ: 13-13
  • DOI: 10.1525/elementa.217
  • NAID: 120006471011
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Biogeochemical impact of Snow Cover and Cyclonic Intrusions on the Winter Weddell Sea Ice Pack. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tison J.-L, Schwegmann S, Dieckmann G. S, Rintala J. M.,Meyer H, Moreau S, Vancoppenolle M, Nomura D, Engberg S, Bloomster L. J, Heindricks S, Uhlig C, Luhtanen A. M, de Jong J, Janssens J, Carnat G, Zhou J, Delille B
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research-Oceans 巻: 112, 12 号: 12 ページ: 9548-9571
  • DOI: 10.1002/2017jc013288
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Gas exchange process in the ice-covered oceans. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nomura, D.
  • 学会等名: SOLAS OSC 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Production of bromoform at the sea ice surface layer and emission to the atmosphere (2019)
  • 著者名/発表者名: Nomura, D., Ooki, A., Damm, E., Dieckmann, G. S., Delille, B., Frey, M. M., Granskog, M. A., Meiners, K. M., Silyakova, A., Tamura, T., Tison, J. -L., Toyota, T., Yamashita, Y.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Inter-comparison experiment for sea ice biogeochemical research in the Cambridge Bay-Comparison with Saroma-ko Lagoon. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nomura, D.
  • 学会等名: Canada- Japan Future Collaboration Workshop on Arctic Environment based at Canadian High Arctic Research Station (CHARS) Campus, Cambridge Bay, Canada
  • 国際学会
• [学会発表] World-wide compilation of air-sea ice CO2 flux with the enclosure method: Similar amplitudes to open-ocean measurements. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nomura, D., Geilfus, N. X., Tison, J.-L., Else, B. G. T., Brown, K., Miller, L. A., Carnat, G., Moreau, S., Papakyriakou, T., Vancoppenolle, M., Sejr, M. K., Rysgaard, S., Fripiat, F., van der Linden, F., Kotovitch M., Fischer M., Delille, B.
  • 学会等名: 2019 IGS Sea ice symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Gas exchange process in the ice covered oceans (2019)
  • 著者名/発表者名: Daiki Nomura
  • 学会等名: SOLAS OSC 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Production of bromoform at the sea ice surface layer and emission to the atmosphere (2018)
  • 著者名/発表者名: Daiki Nomura, Atsushi Ooki, Ellen Damm, Gerhard S. Dieckmann, Bruno Delille, Markus M. Frey, Mats A. Granskog, Klaus M. Meiners, Anna Silyakova, Takeshi Tamura, Jean-Louis Tison, Takenobu Toyota, Youhei Yamashita.
  • 学会等名: EGU annual meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Inter-comparison between chambers for CO2 flux measurements over sea ice (2018)
  • 著者名/発表者名: Daiki Nomura, Bruno Delille, Jean-Louis Tison, Gerhard S. Dieckmann
  • 学会等名: Polar 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Production of bromoform at the sea ice surface layer and emission to the atmosphere (2018)
  • 著者名/発表者名: Daiki Nomura, Atsushi Ooki, Ellen Damm, Gerhard S. Dieckmann, Bruno Delille, Markus M. Frey, Mats A. Granskog, Klaus M. Meiners, Anna Silyakova, Takeshi Tamura, Jean-Louis Tison, Takenobu Toyota, Youhei Yamashita.
  • 学会等名: IGAC science conference
  • 国際学会
• [学会発表] Year-round surveys for air-sea ice gas flux in the Arctic Ocean (2018)
  • 著者名/発表者名: Nomura D., E. Damm, B. Loose, B. Delille, A. Fransson, M. Chierici, M.A. Granskog, J. Inoue
  • 学会等名: Fifth International Symposium on Arctic Research
  • 国際学会
• [学会発表] Glacier-ocean interaction: oceanographic observations in fjord near a calving front of Bowdoin Glacier, northwest Greenland (2018)
  • 著者名/発表者名: Kanna N., S. Sugiyama, D. Sakakibara, Y. Fukamachi, D. Nomura, S. Yamasaki, S. Fukumoto, E. Podolskiy
  • 学会等名: Fifth International Symposium on Arctic Research
  • 国際学会
• [学会発表] ECV-Ice: Measuring Essential Climate Variables in Sea Ice: SCOR Working Group 152 (2018)
  • 著者名/発表者名: Nomura D., F. Fripiat, B. Else, B. Delille, M. Fernandez-Mndez, L. Miller, I. Peeken, J-M. Rintala, M.A. van Leeuwe, F. Zhang, K. Abrahamsson, J. Bowman, J. France, A. Fransson, D. Lannuzel, B. Loose, K. Meiners, C.J. Mundy, H.C. Shin, J.-L. Tison, M. Vichi
  • 学会等名: Fifth International Symposium on Arctic Research
  • 国際学会
• [学会発表] Methane chemistry in the ice covered Arctic Ocean from winter to summer time (2018)
  • 著者名/発表者名: Silyakova A., M. Kotovitch, B. Delille, D. Nomura, A. Fransson, M. Chierici, M. Granskog
  • 学会等名: 2018 Ocean Sciences meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Physical and Biogeochemical ocean studies at the boundary region of Bowdoin Glacier and its Fjord, Northwestern Greenland (2018)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kanna, Shin Sugiyama, Daiki Sakakibara, Yasushi Fukamachi, Daiki Nomura, Sungo Fukumoto, Shintaro Yamasaki, Evgeniy Podolski, Atsushi Yamaguchi
  • 学会等名: Workshop on the Dynamics and Mass Budget of Arctic Glaciers & the IASC Network on Arctic Glaciology Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Coordinating interdisciplinary and international research through CATCH (The Cryosphere and ATmospheric CHemistry). (2017)
  • 著者名/発表者名: Thomas, J., J. Murphy, T. Bartels-Rausch, M. Frey, F. McNeill, P. Shepson, K. Pratt, T. Douglas, M. Willis, J. Abbatt, A. Jones, C. Anastasio, P. Matrai, D. Nomura, K. Kim, and M. L. Melamed.
  • 学会等名: European Geosciences Union General Assembly 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Coordinating interdisciplinary and international research through CATCH (The Cryosphere and ATmospheric CHemistry). (2017)
  • 著者名/発表者名: Pratt, K., Thomas, J., J. Murphy, T. Bartels-Rausch, M. Frey, F. McNeill, P. Shepson, T. Douglas, M. Willis, J. Abbatt, A. Jones, C. Anastasio, P. Matrai, D. Nomura, K. Kim, and M. L. Melamed.
  • 学会等名: 2017 PACES Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] JARE58_LH湾_海洋化学観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 野村大樹、内政彰、村上寛、田村岳史、清水大輔, 小野数也、野口智英、平野大輔、橋田元、青木茂
  • 学会等名: ROBOTICA研究集会
• [学会発表] Quasi-periodic breakups of multi-year landfast sea ice and associated change of a floating glacier tongue in Lutzow-Holm Bay, East Antarctica since 1980 (2017)
  • 著者名/発表者名: Ushio, S., T. Toyota, D. Nomura, K. Nakamura
  • 学会等名: International Symposium on Polar Ice, Polar Climate, Polar Change
  • 国際学会
• [学会発表] 海氷内部でのイカイト結晶の生成条件の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 野村大樹、中島遥香
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
• [学会発表] Mooring measurement in Bowdoin Fjord in northwestern Greenland (2017)
  • 著者名/発表者名: Fukamachi Y., N. Kanna, S. Sugiyama, Y. Ohashi, D. Sakakibara, D. Nomura.
  • 学会等名: The Eighth Symposium on Polar Science
• [学会発表] Mechanism of CaCO3 (ikaite) precipitation in sea ice (2017)
  • 著者名/発表者名: Nomura D., H. Nakajima
  • 学会等名: The Eighth Symposium on Polar Science
• [学会発表] Enrichmente culturing of organic-gas producing bacteria from cold seawater (2017)
  • 著者名/発表者名: Kataoka T., A. Ooki, D. Nomura
  • 学会等名: The Eighth Symposium on Polar Science
• [学会発表] Carbon transport by Dense Shelf Water formation in the Cape Darnley Polynya, East Antarctica (2017)
  • 著者名/発表者名: Kan Murakami, Daiki Nomura, Gen Hashida, Shin-ichiro Nakaoka, Yujiro Kitade, Daisuke Hirano, Kay, I. Ohshima
  • 学会等名: The Eighth Symposium on Polar Science
• [図書] 海をまるごとサイエンス : 水産科学の世界へようこそ (2018)
  • 著者名/発表者名: 海に魅せられた北大の研究者たち（8章、野村大樹）
  • 総ページ数: 127
  • 出版者: 海文堂出版
  • ISBN: 9784303800017
• [備考] Daiki Nomura
  • URL: https://sites.google.com/view/daikinomura/home
• [備考] 北海道大学研究者一覧
  • URL: https://researchers.general.hokudai.ac.jp/profile/ja.235c7bdc4d87ed44520e17560c007669.html
• [備考] Daiki Nomura: Sea Ice Biogeochemistry
  • URL: https://sites.google.com/view/daikinomura/home
• [備考] ECV-Ice
  • URL: https://sites.google.com/view/ecv-ice/%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%83%A0