南極リュツォ・ホルム湾海氷下の海洋構造と海洋熱流量

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04640406
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 河村 俊行 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (50091434)
• 研究分担者: 榎本 浩之 北見工業大学, 工学部, 助教授 (00213562) ; 大島 慶一郎 北海道大学, 低温科学研究所, 助教授 (30185251) ; 若土 正暁 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (60002101)
• キーワード: 極地海洋 / 大気-海洋相互作用 / 海洋構造 / 海洋熱流量 / 海氷 / 上積氷 / マイクロ波放射計 / 表面融解

研究概要

第31次及び32次日本南極観測隊によって取得されたリュツォ・ホルム湾内の海洋観測データと、過去に取得された湾の沖の外洋のデータを比較・検討した。その結果・湾内は南極冬季水が外洋に比べ著しく厚いものの、外洋の陸棚斜面の水が大きな変質を受けずに侵入していることが明らかになった。また、沖の陸棚斜面域の海洋構造や流れは広い領域(>1000km)にわたり、沿岸に沿ってほぼ一様であることが示された。従って、リュツォ・ホルム湾で観測された南極冬季氷の厚さの季節変化(秋季に最大、夏季に最小)は、南極陸棚斜面域での一般的特徴であることが示唆された。
観測によって得られたリュツォ・ホルム湾内における流れの季節変動について解析モデルを用いて考察した。そして、定着氷縁の位置による風の応力の海洋への伝わり方の違いが、定着氷下の循環に大きな影響を与え、それが流れの季節変化を生んでいることを示唆した。
リュツォ・ホルム湾内の定着氷の厚さは、積雪深の増大に対応して大陸から離れるに従って増大していた。積雪の多い地域での海氷は異常な成長を示した。そこでの海氷は、厚い積雪と海氷のため冬の間でも殆ど成長していない。しかし、夏の時期に極めて大きな氷厚の増大が認められた。これは、積雪層内への海水の浸透による雪ごおりの形成と積雪の融解水の再凍結による上積氷の形成のため、海氷が上方に成長したことによる。従って、積雪は冬季にはその断熱効果のため海氷成長を抑制するが、夏季は逆に氷厚増大に寄与しており、海氷成長に極めて大きな役割を果たしていることが分かった。
リュツォ・ホルム湾の定着氷上の積雪の表面融解をマイクロ波放射計のデータから検出する方法を試みた。地上観測データとの比較から、この方法が融解の検知に有効であることが分かった。

研究成果

• [文献書誌] K.I.Ohshima et al.: "Seasonal variations of the flow and oceanic structure under fast ice in Lutzow-Holm Bay,Antarctica" Proc.Int.Symp.ISY Polar Ice Extent.87-90 (1993)
• [文献書誌] T.Takizawa et al.: "Thermal structure on the Cosmonaut Polynya region in the Antarctic." Proc.Int.Symp.ISY Polar Ice Extent.82-86 (1993)
• [文献書誌] K.I.Ohshima et al.: "Antarctic sea ice variation and surface atmospheric field deduced from SSM/I and ECMWF data sets." Proc.Int.Symp.ISY Polar Ice Extent.91-104 (1993)
• [文献書誌] K.I.Ohshima et al.: "Oceanic data in Lutzow-Holm Bay of the Antarctic Climate Research Program from January 1991 to February 1992(JARE-32)." JARE Data Reports.198. 1-35 (1994)
• [文献書誌] M.Wakatsuchi et al.: "Observation of a street of cyclonic eddies in the Indian Ocean sector of the Antarctic Divergence." Journal of Geophysical Research.99. 20417-20426 (1994)
• [文献書誌] T.Takizawa et al.: "Temperature structure and characteristics appearing on SSM/I images in the Cosmonaut Sea." Ann.Glaciol.20(in press). (1994)
• [文献書誌] S.Ushio et al.: "Ocean-atmosphere interaction through sea ice processes in the Antarctic." Antarctic Climate Research from Final Report of WCRP. (in press). (1994)
• [文献書誌] T.Kawamura et al.: "Data of sea-ice cores obtained in Lutzow-Holm Bay from 1990 to 1992 (JARE-31,32)in the period of Japanese Antarctic Climate Research." JARE Data Reports.204. 1-42 (1995)