パタゴニアにおけるカービング氷河末端と湖との相互作用

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05734
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 杉山 慎 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (20421951)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: カービング氷河 / 氷河湖 / パタゴニア / 氷河流動 / リモートセンシング / 環境変動 / 海洋物理・陸水学 / 国際研究者交流

研究実績の概要

H29年度はパタゴニア氷原に位置する複数のカービング氷河について、(1)これまでに取得した野外観測データの解析と、(2)さまざまな人工衛星データを使った解析を実施した。
(1) これまでにチリ・グレイ氷河の東側末端部で取得したサイドスキャンソナーのデータを用いて、氷河末端の水中形状を解析した。また、グレイ氷河前の湖で測定した水温と濁度、湖底地形データの解析を進めた。さらにアルゼンチン・ペリートモレノ氷河前の湖で測定したカービング発生に伴う津波データを解析した。同時に測定したインターバルカメラの画像からカービングした氷山の体積を推定し、津波の波高や周波数との関係性を検討した。
(2) グレイ氷河の末端位置、表面標高、流動速度の近年変動を、各種の人工衛星データによって解析した。特に、1970年代から現在にかけての氷河後退速度と、同時に起きている表面高度の低下を定量化し、現地で観測した湖底地形との比較からカービング氷河の変動メカニズムを検討した。また、サイドスキャンソナー観測を行った東側末端では、衛星データとソナーデータとの比較から、カービング速度、水中融解速度を検討した。さらに、チリ・ピオオンセ氷河の流動速度について、SAR画像を用いた詳細な解析を行った。
なお、H29年度内にパタゴニアで野外観測を計画していたが、現地研究協力者の都合で実施が困難となり、H30年度に実施を延期した。当初この観測で回収予定であったグレイ氷河の係留系は、そのまま継続して稼働している。

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

これまでに実施した野外観測データの解析が順調に進んでいる。特にグレイ氷河で取得したサイドスキャンソナーによる測定データは、想定以上の解像度で氷河末端の水中形状をとらえており、期間をはさんだ測定結果の比較によって末端水中融解の定量化が見込めることが明らかとなった。また湖水温度と濁度のデータから、湖の物理環境に関して興味深い時空間変動が明らかとなった。さらにペリートモレノ氷河では、津波の波高からカービングフラックスを定量化できる可能性が示され、膨大なデータの解析が順調に進んでいる。
一方の人工衛星データ解析では、グレイ氷河の変動を1970年代まで遡ることに成功し、氷河の標高変化、流動変化を加えたデータセットが完成した。現地で測定した湖底地形と氷河後退の間に明瞭な関係が明らかとなり、気象データも合わせた総合的な解析が進んでいる。
H29年度は、当初予定していたパタゴニアでの観測が延期となったが、年度末に予定していた観測が数か月ずれ込んだもので研究計画への影響は少ない。グレイ氷河前の湖に設置した係留系の回収が活動の主目的であったが、観測の延期によって予定よりも長期間のデータ回収が可能となる効果もある。

今後の研究の推進方策

今後は、野外観測を実施して氷河と湖の現地データを蓄積すると共に、人工衛星データの解析を継続する。以上のデータを総合的に解析することによって、プロジェクトの最終目標である「カービング氷河末端と湖との相互作用」の理解を目指す。
まずH30年度に現地観測を実施して、グレイ氷河前の湖に設置した係留系を回収し、水温と流速の通年データを取得する。回収した係留系はすぐにアルゼンチンに輸送して、ウプサラ氷河前の湖でも同様に通年のデータを取得する。この他現地では、CTDによる湖水特性の測定、ソナーによる海底地形測量、津波とカービングの観測を継続して、解析に必要なデータセットを揃える。人工衛星データ解析に関しては、特に標高データの解析に力を入れて、氷厚と湖底地形との比較によって氷河後退メカニズムを解明する。
以上の観測と解析結果を総合的に解析し、その成果をとりまとめて、①サイドスキャンソナーによる氷河末端の水中形状とその融解、②氷河湖の物理環境の通年変動とその氷河変動への影響、③カービングに伴う津波の特性とその波高を用いたカービングフラックスの測定、④グレイ氷河における近年の変動とそのメカニズム、について国際学会での発表と国際誌への論文発表を目指す。

研究成果

• [国際共同研究] Austal University/University of Magallanes(チリ)
  • 国名: チリ
  • 外国機関名: Austal University/University of Magallanes
• [国際共同研究] Muse del Hielo Glaciarium(アルゼンチン)
  • 国名: アルゼンチン
  • 外国機関名: Muse del Hielo Glaciarium
• [雑誌論文] 南極氷床 ―その変動と海洋との相互作用― (2018)
  • 著者名/発表者名: 杉山慎
  • 雑誌名: 低温科学 巻: 76 ページ: 169～178
  • DOI: 10.14943/lowtemsci.76.169
• [雑誌論文] Initiation of a major calving event on the Bowdoin Glacier captured by UAV photogrammetry (2017)
  • 著者名/発表者名: Jouvet Guillaume、Weidmann Yvo、Seguinot Julien、Funk Martin、Abe Takahiro、Sakakibara Daiki、Seddik Hakime、Sugiyama Shin
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 11 ページ: 911～921
  • DOI: 10.5194/tc-11-911-2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Regional modeling of the Shirase drainage basin, East Antarctica: full Stokes vs. shallow ice dynamics (2017)
  • 著者名/発表者名: Seddik Hakime、Greve Ralf、Zwinger Thomas、Sugiyama Shin
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 11 ページ: 2213～2229
  • DOI: 10.5194/tc-11-2213-2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Surface mass balance, ice velocity and near-surface ice temperature on Qaanaaq Ice Cap, northwestern Greenland, from 2012 to 2016 (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsutaki Shun、Sugiyama Shin、Sakakibara Daiki、Aoki Teruo、Niwano Masashi
  • 雑誌名: Annals of Glaciology 巻: 58 ページ: 181～192
  • DOI: 10.1017/aog.2017.7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Surface elevations on Qaanaaq and Bowdoin Glaciers in northwestern Greenland as measured by a kinematic GPS survey from 2012-2016 (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsutaki Shun、Sakakibara Daiki、Sugiyama Shin
  • 雑誌名: Polar Data Journal 巻: １ ページ: 1～16
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] グリーンランド北西部Bowdoin 氷河における末端位置の変動と海底地形の関係 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅地泉，榊原大貴，山崎新太郎，杉山慎
  • 雑誌名: 北海道の雪氷 巻: 36 ページ: 49～52
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 南パタゴニア氷原・グレイ氷河の末端変動メカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本淳博，箕輪昌紘，杉山慎
  • 雑誌名: 北海道の雪氷 巻: 36 ページ: 53～56
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] グリーンランド沿岸の環境変化とその人間生活への影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉山慎
  • 雑誌名: 雪氷 巻: 79(5) ページ: 443～449
  • 査読あり
• [雑誌論文] 氷の島グリーンランドが氷を失っています (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉山慎
  • 雑誌名: 月刊地理 巻: 79(5) ページ: 20～27
• [学会発表] Environmental change and its impact on human society in Qaanaaq, northwestern Greenland (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, S., Y. Fukamachi, ArCS Greenland Project members
  • 学会等名: 5th International Symposium on Arctic Research
• [学会発表] パタゴニア・グレイ氷河における氷河末端の水中構造がカービングに果たす役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉山慎，箕輪昌紘，山本淳博，シェーファー・マリウス
  • 学会等名: 雪氷研究大会
• [学会発表] 南パタゴニア氷原・グレイ氷河における後退と基盤地形の関係性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本淳博，杉山慎，箕輪昌紘
  • 学会等名: 雪氷研究大会
• [学会発表] 南パタゴニア氷原・グレイ氷河の末端変動メカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本淳博，箕輪昌紘，杉山慎
  • 学会等名: 日本雪氷学会北海道支部研究発表会
• [学会発表] Coastal Environment Change and its Impact on Human Society in Northwestern Greenland (2017)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, S.
  • 学会等名: JSPS Japan-Norway Symposium "Past, Present, and Future of the Arctic and Antarctic"
• [学会発表] Mass loss of outlet glaciers and ice caps in the Qaanaaq region, northwestern Greenland (2017)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama Shin, Shun Tsutaki, Daiki Sakakibara, Evgeny A. Podolskiy, Masahiro Minowa, Yoshihiko Ohashi, Jun Saito, Takanobu Sawagaki, Sumito Matoba, Naoya Kanna, Hiroyuki Enomoto, Martin Funk, Riccardo Genco, Yvo Weidmann, Guillaume Jouvet, Julien Seguino
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [備考] パタゴニア研究プロジェクト紹介webページ
  • URL: http://wwwice.lowtem.hokudai.ac.jp/~sugishin/research/hokudai2/patagonia/patagonia.html