グリーンランド氷床気候システム研究最前線の開拓

• 研究課題/領域番号: 17KK0017
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 気象庁気象研究所
• 研究代表者: 庭野 匡思 気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 主任研究官 (10515026)
• 研究期間 (年度): 2018 – 2023
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
• キーワード: グリーンランド氷床 / 気候変動 / 温暖化 / 表面質量収支 / 質量収支 / 雪氷物理状態 / 極域気候モデル / 氷床上降雨 / 雪氷 / NHM-SMAP / 極地雪氷観測 / 氷床上降水 / 氷床上降雪・降水観測 / GrSMBMIP / 数値モデリング / 衛星リモートセンシング / 海水準変動 / 北極 / 雪氷質量収支

研究成果の概要

急変するグリーンランド氷床の雪氷物理状態を正確に推定するために最先端の極域気候モデルNHM-SMAPを開発し、デンマーク・グリーンランド地質調査所GEUSのJason Box教授とともにモデルの多角的な検証・解析を実施した。その結果、複数の国際モデル相互比較に参画してモデルの信頼性を提示すると同時に、現在のグリーンランド氷床上で降雨量が増加していることを明らかにした。さらに、IPCC AR7 WG1レポートへの複数論文引用、複数の論文発表（主著1本、共著5本）、および様々なアウトリーチ（国際ドキュメンタリー映画1本、Air Greenland機内誌での紹介、読売新聞での紹介など）を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

グリーンランド氷床は、急速に進展している地球温暖化の影響を非常に大きく受ける領域の１つである。そのため、IPCCなどを始めとして世界的な注目度は非常に高い。しかし、我が国による現在気候下のグリーンランド氷床全域を俯瞰する研究はほとんど行われてきていなかった。本国際共同研究を成功裏に成し遂げたことにより、地球温暖化の状況下のグリーンランド氷床全域で進行する多様な雪氷物理状態変化に着目する研究を日本として実施することが可能となった。今後は、本研究を更に発展させて世界をリードする研究を創生していき、得られる最先端の知見を随時一般に還元していくことが必要不可欠である。

研究成果

• [国際共同研究] デンマーク・グリーンランド地質調査所GEUS(デンマーク) (2018)
• [雑誌論文] Greenland ice sheet rainfall climatology, extremes and atmospheric river rapids (2023)
  • 著者名/発表者名: Box Jason E.、Nielsen Kristian P.、Yang Xiaohua、Niwano Masashi、Wehrl? Adrien、van As Dirk、Fettweis Xavier、K?ltzow Morten A. ?.、Palmason Bolli、Fausto Robert S.、van den Broeke Michiel R.、Huai Baojuan、Ahlstr?m Andreas P.、Langley Kirsty、Dachauer Armin、No?l Brice
  • 雑誌名: Meteorological Applications 巻: 30 号: 4
  • DOI: 10.1002/met.2134
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Estimation of Seasonal Snow Mass Balance all over Japan Using a High-Resolution Atmosphere-Snow Model Chain (2022)
  • 著者名/発表者名: Niwano Masashi、Suya Masami、Nagaya Koichi、Yamaguchi Satoru、Matoba Sumito、Harada Ikuo、Ohkawara Nozomu
  • 雑誌名: SOLA 巻: 18 号: 0 ページ: 193-198
  • DOI: 10.2151/sola.2022-031
  • ISSN: 1349-6476
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Determination of the Snow Optical Grain Diameter and Snowmelt Area on the Greenland Ice Sheet Using Spaceborne Optical Observations (2022)
  • 著者名/発表者名: Vandecrux Baptiste、Box Jason E.、Wehrle Adrien、Kokhanovsky Alexander A.、Picard Ghislain、Niwano Masashi、Horhold Maria、Faber Anne-Katrine、Steen-Larsen Hans Christian
  • 雑誌名: Remote Sensing 巻: 14 号: 4 ページ: 932-932
  • DOI: 10.3390/rs14040932
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rainfall on the Greenland Ice Sheet: Present‐Day Climatology From a High‐Resolution Non‐Hydrostatic Polar Regional Climate Model (2021)
  • 著者名/発表者名: Niwano M.、Box J. E.、Wehrle A.、Vandecrux B.、Colgan W. T.、Cappelen J.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 48 号: 15
  • DOI: 10.1029/2021gl092942
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Quantifying relative contributions of lightabsorbing particles from domestic and foreign sources on snow melt at Sapporo, Japan during the 2011窶?2012 winter (2021)
  • 著者名/発表者名: Niwano, M., M. Kajino, T. Kajikawa, T. Aoki, Y. Kodama, T. Tanikawa, and S. Matoba
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 48 号: 16
  • DOI: 10.1029/2021gl093940
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Physically based model of the contribution of red snow algal cells to temporal changes in albedo in northwest Greenland (2021)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Onuma, Nozomu Takeuchi, Sota Tanaka, Naoko Nagatsuka, Masashi Niwano, and Teruo Aoki
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 14 号: 6 ページ: 2087-2101
  • DOI: 10.5194/tc-14-2087-2020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Scientific and Human Errors in a Snow Model Intercomparison (2021)
  • 著者名/発表者名: Menard Cecile B. et al.
  • 雑誌名: Bulletin of the American Meteorological Society 巻: 102 号: 1 ページ: E61-E79
  • DOI: 10.1175/bams-d-19-0329.1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Greenland bare-ice albedo from PROMICE automatic weather station measurements and Sentinel-3 satellite observations (2021)
  • 著者名/発表者名: Wehrl? Adrien、Box Jason E.、Niwano Masashi、Anesio Alexandre M.、Fausto Robert S.
  • 雑誌名: GEUS Bulletin 巻: 47 ページ: 5284-5284
  • DOI: 10.34194/geusb.v47.5284
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 氷床表面質量収支の実態とそのモデリングの試み：2020年夏最新版 (2021)
  • 著者名/発表者名: 庭野匡思, 青木輝夫, 橋本明弘, 大島 長, 梶野瑞王, 大沼友貴彦, 藤田耕史, 山口 悟, 島田利元, 竹内 望, 津滝 俊, 本山秀明, 石井正好, 杉山 慎, 平沢尚彦, 阿部彩子
  • 雑誌名: 雪氷 巻: 83 ページ: 27-50
  • NAID: 130008081872
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SIGMA及び関連プロジェクトによるグリーンランド氷床上の大気・雪氷・雪氷微生物研究－ ArCS IIプロジェクトへのつながり － (2021)
  • 著者名/発表者名: 青木輝夫, 的場澄人, 庭野匡思, 朽木勝幸, 谷川朋範, 竹内望, 山口悟, 本山秀明, 藤田耕史, 山崎哲秀, 飯塚芳徳, 堀雅裕, 島田利元, 植竹淳, 永塚尚子, 大沼友貴彦, 橋本明弘, 石元裕史, 田中泰宙, 大島長, 梶野瑞王, 足立光司, 黒﨑豊, 杉山慎, 津滝俊, 東久美子, 八久保晶弘, 川上薫, 木名瀨健
  • 雑誌名: 雪氷 巻: 83 ページ: 169-191
  • NAID: 130008093538
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Firn cold content evolution at nine sites on the Greenland ice sheet between 1998 and 2017 (2020)
  • 著者名/発表者名: Vandecrux B.、Fausto R. S.、van As D.、Colgan W.、Langen P. L.、Haubner K.、Ingeman-Nielsen T.、Heilig A.、Stevens C. M.、MacFerrin M.、Niwano M.、Steffen K.、Box J.E.
  • 雑誌名: Journal of Glaciology 巻: 66 号: 258 ページ: 591-602
  • DOI: 10.1017/jog.2020.30
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reconstruction of Sea Ice Concentration in Northern Baffin Bay Using Deuterium Excess in a Coastal Ice Core From the Northwestern Greenland Ice Sheet (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurosaki Y., Matoba S., Iizuka Y., Niwano M., Tanikawa T., Ando T., Hori A., Miyamoto A., Fujita S. and Aoki T.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 125 号: 16
  • DOI: 10.1029/2019jd031668
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] GrSMBMIP: intercomparison of the modelled 1980?2012 surface mass balance over the Greenland Ice Sheet (2020)
  • 著者名/発表者名: Fettweis Xavier et al.
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 14 号: 11 ページ: 3935-3958
  • DOI: 10.5194/tc-14-3935-2020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The firn meltwater Retention Model Intercomparison Project (RetMIP): evaluation of nine firn models at four weather station sites on the Greenland ice sheet (2020)
  • 著者名/発表者名: Vandecrux Baptiste et al.
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 14 号: 11 ページ: 3785-3810
  • DOI: 10.5194/tc-14-3785-2020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Near-surface snow physics data from a dog-sled traverse expedition in the northwest Greenland ice sheet during 2018 spring (2020)
  • 著者名/発表者名: Niwano, M., Yamaguchi, S., Yamasaki, T., and Aoki. T.
  • 雑誌名: Polar Data Journal 巻: 4 ページ: 133-144
  • DOI: 10.20575/00000019
  • NAID: 120006900542
  • ISSN: 2432-6771
  • URL: http://id.nii.ac.jp/1434/00000019/
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of observation-based snow albedo parameterization on global ocean simulation results (2020)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, T., T. Aoki, M. Niwano, T. Tanikawa, L. S. Urakawa, H. Tsujino, H. Nakano, K. Sakamoto, N. Hirose, and G. Yamanaka
  • 雑誌名: Polar Science 巻: na ページ: 100521-100521
  • DOI: 10.1016/j.polar.2020.100521
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Meteorological and evaluation datasets for snow modelling at 10 reference sites: description of in situ and bias-corrected reanalysis data (2019)
  • 著者名/発表者名: M?nard C?cile B.、Essery Richard、Barr Alan、Bartlett Paul、Derry Jeff、Dumont Marie、Fierz Charles、Kim Hyungjun、Kontu Anna、Lejeune Yves、Marks Danny、Niwano Masashi、Raleigh Mark、Wang Libo、Wever Nander
  • 雑誌名: Earth System Science Data 巻: 11 号: 2 ページ: 865-880
  • DOI: 10.5194/essd-11-865-2019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cloud-driven modulations of Greenland ice sheet surface melt (2019)
  • 著者名/発表者名: Niwano Masashi、Hashimoto Akihiro、Aoki Teruo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 10380-10380
  • DOI: 10.1038/s41598-019-46152-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Retrieval of Snow Properties from the Sentinel-3 Ocean and Land Colour Instrument (2019)
  • 著者名/発表者名: Kokhanovsky Alexander、Lamare Maxim、Danne Olaf、Brockmann Carsten、Dumont Marie、Picard Ghislain、Arnaud Laurent、Favier Vincent、Jourdain Bruno、Le Meur Emmanuel、Di Mauro Biagio、Aoki Teruo、Niwano Masashi、et al.
  • 雑誌名: Remote Sensing 巻: 11 号: 19 ページ: 2280-2280
  • DOI: 10.3390/rs11192280
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] グリーンランド氷床における近年の急激な雪氷質量損失 －現地観測と数値モデルによるメカニズム理解の試み－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 庭野匡思
  • 雑誌名: 天気 巻: 66(3) ページ: 225-230
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Recent updates of the polar regional climate model NHM-SMAP (2023)
  • 著者名/発表者名: Niwano, M.
  • 学会等名: Polar CORDEX Workshop 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Bare ice darkening impacts on northwestern Greenland ice sheet runoff (2022)
  • 著者名/発表者名: Niwano, M., Box, J. E., Fettweis, X., and Wehrle, A.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2022
  • 国際学会
• [学会発表] Rainfall on the Greenland ice sheet: Present-day states estimated from a high-resolution non-hydrostatic polar (2022)
  • 著者名/発表者名: Niwano, M.
  • 学会等名: IASC NAG online meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Challenges to model complex snow-atmosphere interaction processes in the Greenland ice sheet (2021)
  • 著者名/発表者名: Niwano, M.
  • 学会等名: IMAU (Utrecht University) online seminar
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] グリーンランド氷床では今、何が起きているのか？ー温暖化の最前線からの報告ー (2021)
  • 著者名/発表者名: 庭野匡思
  • 学会等名: 一般社団法人日本太陽エネルギー学会太陽光発電部会 第３２回セミナー気象・環境セミナー 「気候変動」
  • 招待講演
• [学会発表] Greenland surface processes from PROMICE automatic weather station measurements and Sentinel-3 satellite observations (2020)
  • 著者名/発表者名: Wehrle, A., Box, J., Niwano, M., Anesio, A. M. B., and Fausto, R. S.
  • 学会等名: 2020 AGU Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Cloud-driven modulations of Greenland ice sheet surface melt, from 2012 to 2014 (2019)
  • 著者名/発表者名: Niwano, M., A. Hashimoto, and T. Aoki
  • 学会等名: 2019 AGU Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Heat budget of Greenland firn: observed and simulated changes from 1998-2015 (2019)
  • 著者名/発表者名: Vandecrux, B., R. Fausto, D. van As, W. Colgan, P. Langen, K. Sampson, K. Steffen, K. Haubner, T. Ingemann-Nielsen, M. Niwano, and J. Box
  • 学会等名: EGU General Assembly 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Utilization of satellite-derived surface snow physical properties to improve the performance of the SMAP physical snowpack model (2019)
  • 著者名/発表者名: Niwano, M. and J. E. Box
  • 学会等名: IASC Workshop on tthe dynamics and mass budget of Arctic glaciers & proglacial marine ecosystems
  • 国際学会
• [学会発表] 極域気候モデルNHM-SMAP (2019)
  • 著者名/発表者名: 庭野匡思
  • 学会等名: 2018年度 第2回 次世代陸モデル開発・応用・社会実装に関する合同ワークショップ
• [備考] 気象研究所報道発表
  • URL: https://www.mri-jma.go.jp/Topics/R03/030823/press_030823.html
• [備考] NHM-SMAP v1.00 for the Greenland domain
  • URL: https://climate.mri-jma.go.jp/~m-niwano/NHM-SMAP_v1.00_GrIS-now/
• [備考] 近年のグリーンランド氷床の融解量評価に関する国際共同研究に貢献しました
  • URL: https://www.mri-jma.go.jp/Topics/R02/021113a/021113_oshirase.html