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: 交付 (2022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 / 表面質量収支 / 極域気候モデル / NHM-SMAP / 極地雪氷観測 / 氷床上降水 / 氷床上降雪・降水観測 / 氷床上降雨 / 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

研究実績の概要

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のメカニズムを解明するために、研究代表者は、基課題「次世代極域気候モデル開発と広域観測によるグリーンランド氷床質量損失メカニズム解明 （若手B; 17K12817）」において、世界最先端のスペックを有する極域気候モデルNHM-SMAPを開発した。NHM-SMAPは、本国際共同研究の取り組みなどを受けて、IPCC AR7 WGIレポートで引用された他、1980年以降の氷床上において降雨が増加していることを世界で初めて示すことに成功している。

本国際共同研究課題では、GrIS雪氷表面質量収支（Surface Mass Balance; SMB）研究の世界的権威であるデンマーク・グリーンランド地質調査所（GEUS）のJason E. Box教授の元に滞在して、NHM-SMAPが高い国際的認知度と信頼性を獲得するべく、各種研究活動に取り組む。2022年度は、Box教授らと、NHM-SMAPを含む複数の最新のモデル計算データを氷床上降水量の観点で比較・評価した。その際、本研究課題で実施した2019年のグリーンランド氷床上共同現地観測データを有効活用した。本成果は、イギリス王立気象学会が発行する専門誌に投稿され、現在改稿中である。また、Box教授が開発したグリーンランド氷床アルベドデータを用いてNHM-SMAPの挙動を制約する試みに引き続き取り組み、成果をAGU Fall Meetingにおいて発表した。発表では、概ね好意的な反応が得られたため、現在論文発表に向けた最終準備を共著者らと進めている。研究の推進に際しては、必要に応じて、GEUSオンサイトとオンラインにおいて研究打合せを実施した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

代表者が開発しているNHM-SMAPがIPCC AR7 WGIレポートで引用された他、1980年以降の氷床上において降雨が増加していることをBox教授らと世界で初めて示すことに成功するなど、本国際共同研究を通してNHM-SMAPが高い国際的認知度と信頼性を獲得する、という当初の目標は概ね達成されつつある。論文発表すべき関連研究成果があと若干残っているので、それらの発表が完了すれば、当初の計画以上の進展が認められるレベルに到達するものと考えている。

今後の研究の推進方策

2023年度は研究最終年度とする予定である。そこで、これまでの国際共同研究で得られた知見をまとめることを最優先で進めることにする。

研究成果

• [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] 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